Тема: Успадкування статі та ознак, зчеплених зі статтю Лектор: доцент кафедри медичної біології, к.м.н. Бігуняк Тетяна Володимирівна

План: Визначення статі у людини Диференціація статі у людини Явище гермафродитизму Х-зчеплені ознаки Голандричні ознаки Ознаки, залежні від статі Ознаки, обмежені статтю

Актуальність теми: У людини стать генетично детермінована менделююча ознака. Зчеплено з Х-хромосомою успадковуються гемофілія, дальтонізм, з Y-хромосомою – іхтіоз, перетинки між пальцями, гіпертрихоз

Мета лекції: Вивчити механізм визначення та диференціації статі у людини Ознайомитися з хворобами, що є зчеплені Х-хромосомою та з Y- хромосомою Навчитись відрізняти обмежені статтю та залежні від статі ознаки

Cтать (лат. seco – розділяю; англ. sex) – сукупність ознак і властивостей організму, які забезпечують його участь у відтворенні нащадків і передачі спадкової інформації за рахунок утворення гамет Визначення поняття стать (П.М. Боднар і співавт., 2003). Види статіОзнаки в чоловіківОзнаки в жінок ГенетичнаXYXX ГонаднаЯєчкаЯєчники ГормональнаАндрогениЕстрогени

У людини стать – це багатокомпонентне поняття, яке включає генетичну, гонадну, генітальну, соціальну та психологічну стать. Визначення поняття стать (П.М. Боднар і співавт., 2003) Види статіОзнаки в чоловіків Ознаки в жінок СоматичнаБудова тіла, геніталій, морфоструктура тіла ГромадянськаСтать, встановлена після народження ПсихічнаСамоусвідомлення людини в певній статі, психосексуальна орієнтація

Визначення статі у людини P: 44 A + XX 44A + XY Гамети: 22A + X 22A + X; 22A + Y F 1 : 44 A + XX; 44A + XY. У людини стать успадковується як менделююча ознака Стать визначається в момент запліднення (сингамно) і залежить від типу сперматозоїда, яким була запліднена яйцеклітина Розщеплення за статтю відбувається як при аналізуючому моногібридному схрещуванні в співвідношенні 1:1

Хромосомний механізм визначення статі у людини

Визначення статі в організмів Тип Організми Гетерохромосоми в статевих клітинах Гамети Гетерог аметна стать Жіноча стать Чолов іча Яйцеклі тини Сперма тозоїди XY Людина (Homo sapiens), ссавці, деякі риби, двокрилі, круглі черви XX XY X X Y чоловіч а XY Птахи, метелики, рептилії XYXX X Y X жіноча XO Прямокрилі (Tettigoniidae) XXXOX чоловіча XO Міль, деякі ящірки (Lacerta vivipara) XOXX X O X жіноча Гомогаметна стать – утворює один тип гамет; гетерогаметна стать – утворює два типи гамет.

Для забезпечення фертильності, крім усіх перерахованих вище чинників, необхідний також повноцінний гаметогенез, що детермінується генетичними та гормональними чинниками. Отже, розвиток ознаки статі відбувається у два етапи На першому етапі в момент запліднення стать визначається генотипово (хромосомний механізм визначення статі) На другому етапі в ході онтогенезу відбувається диференціація статі, тобто формування конкретного фенотипу (чоловічого чи жіночого)

Хоча стать ембріона визначається генетичними факторами у момент утворення зиготи, гонади не набувають чоловічих або жіночих морфологічних ознак до сьомого тижня розвитку. Первинно статеві залози мають вигляд пари поздовжніх статевих гребенів, статеві клітини зявляються у статевих гребенях лише після 6 тижня розвитку. Отже, у людини зигота потенційно бісексуальна. Фактором, який спрямовує фенотип у чоловічий бік, є Y-хромосома. Наявність двох Х хромосом визначає закладання яєчників, а Х- та Y-хромосом – яєчок (формування гонадної статі).

Y-хромосома домінує у визначенні гонадної статі Y-хромосома містить на короткому плечі ген SRY (sex determining region on Y). З 6-го тижня починається формування ембріональних тестикул з мозкової речовини первинної гонади. Цей процес детермінується специфічним білком H-Y-антигеном, який індукує експресію каскаду генів, що призводить до утворення мюллерівської інгібіторної субстанції (МІS ) і тестостерону. У жінок МІS не синтезується, і за її відсутності розвиваються маткові труби і матка.

Внутрішні статеві органи в ембріональному періоді та їх розвиток у чоловічу та жіночу репродуктивні системи Sry on

Ген, що кодує H-Y-антиген, локалізований в 6 хромосомі у локусах p2-3q12 і є в плодів обох статей. Проте сам білок синтезується лише при наявності Y-хромосоми. Отже, якщо на 6-10 тижні ембріогенезу зародок, що має Y-хромосому, не почав розвиватися за чоловічим типом, то надалі він набуває жіночих вторинних статевих ознак. Яєчники відшнуровуються від первинної нирки на 7-му тижні ембріогенезу. Структура жіночих статевих залоз формується до 20 тижня ембріогенезу. До 6-го місяця ембріогенезу утворюється близько 7 млн. овогоніїв, 15 % із них стають первинними овоцитами. Фактори, що контролюють розвиток жіночих зовнішніх статевих органів, чітко не встановлені, але суттєва роль належить естрогенам.

Співвідношення за статей в людській популяції Стадії онтогенезу Чоловіча стать Жіноча стать Зиготи Новонароджені річні річні річні50100

Складність процесів формування статі визначає імовірність поломок, головним чином, генетично детермінованих. Порушення генетичної статі можливе за таких причин: 1) Зміна кількості чи структури статевих хромосом. 2) Мозаїцизм за статевими хромосомами. 3) Точкові мутації генів на статевих хромосомах.

Поняття інтерсексуалізм (від лат. inter – між, sexus – стать) або гермафродитизм включає патологічні стани, повязані з проміжною хромосомною статтю і / чи невідповідністю між різноманітними компонентами, що складають стать. Інтерсексуалізм поділяють на: 1)справжній гермафродитизм (наявність одночасно і оваріальної, і тестикулярної тканини) 2)несправжній жіночий гермафродитизм (жіноча генетична стать при маскулінізації зовнішніх статевих ознак) 3)несправжній чоловічий гермафродитизм (чоловіча генетична стать із фемінізацією зовнішніх статевих ознак).

Cтупінь відхилень у розвитку організму залежить від якісної та кількісної характеристики успадкованої хромосомної аномалії. Як правило, живонародженими є діти з трисоміями за хромосомами, які багаті гетерохроматином (8; 9; 13; 18; 21) Полісомії за статевими хромосомами мають менш виражені патологічні прояви, ніж анеуплоїдії за аутосомами. Це пояснюється тим, що Y-хромосома містить мало генів, а додаткові Х-хромосоми бувають гетерохроматизовані. Найбільш генетично виправданими є варіанти інтерсексуалізму з проміжною хромосомною статтю, прикладами яких є синдроми Шерешевського-Тернера та Клайнфельтера

1) каріотип: 46, XY; 2) жіночий фенотип; 3) наявність сімянників; 4) відсутність матки та маткових труб; 5) не чутливість до тестостерону. Синдром Морісса (тестикулярної фемінізації)

Синдром Шерешевського- Тернера 1) каріотип: 45, X0 2) частота: 1/2000 новонароджених; 3) низький зріст; 4) крилоподібні складки на шиї; 5) низький ріст волосся на потилиці; 6) недорозвинені молочні залози; 7) недорозвинені яєчники; 8) як правило, нормальний розумовий розвиток; 9) безпліддя

Синдром Клайнфельтера 1) каріотип: 47, XXY 2) частота: 1/2000 новонароджених; 3) високого зросту; 4) довгі кінцівки, великі кисті та стопи; 5) гінекомастія (можуть бути розвинені молочні залози); 6) малі яєчка, азоспермія (відсутність сперматозоїдів у сімяній рідині); 7) безпліддя

Ознаки, обмежені статтю – кодуються генами, що містяться в аутосомах чоловіків та жінок, але проявляються вони тільки у однієї статі Статеві гормони впливають на активність даних генів Наприклад, здатність до лактації, розвиток молочних залоз (проявляються у жінок), ріст волосся на обличчі (проявляється у чоловіків)

Якщо ознака залежна від статі, то алель, який за неї відповідає є домінантний в однієї статі та рецесивний у іншої. Різні гормони по-різному впливають на експресію генів. Наприклад, ген облисіння (алопеції) представлений двома алелями, один відповідає за ріст волосся на голові, інший – за його відсутність. Ген облисіння є домінантний (A) у чоловіків але рецесивний (a) у жінок, тому чоловіки частіше, ніж жінки страждають алопецією. Гетерозиготний чоловік (Aa) має облисіння, але гетерозиготна жінка - ні. Генотип жінки з алопецією aa.

Figure 1 Figure 2 Малюнок 2 : AA або Aa Малюнок 1 : aa Успадкування алопеції

Х-зчеплені ознаки кодуються генами, розташованими в X хромосомі. Голандричні ознаки кодуються генами, розташованими в Y хромосомі Статеві хромосоми

Х-зчеплене успадкування (Аналіз родоводів) 1) Х-зчеплене рецесивне успадкування: 1) Хворіють частіше чоловіки; 2) Ознака ніколи не передається від батька до сина

Гемофілія (відсутність факторів згортання крові VIII чи IX, порушене згортання крові; після травм кров дуже повільно згортається) – це Х-зчеплена рецесивна ознака

X N X N X n X N y Xn yXn y XNXN XNXN y XnXn N = здорові n = хворі на гемофілію

2) Х-зчеплене домінантне успадкування: 1) Ознака частіше проявляється у жінок; 2) якщо хвора жінка гетерозиготна, то вона передає ознаку половині дочок та синів; 3) хворий чоловік передає ознаку всім дочкам.

Вітамін D – резистентний рахіт – X-зчеплене домінантне захворювання 1)гіпофосфатемія; 2)викривлення кісток.

Гіпоплазія емалі зубів – Х-зчеплена домінантна ознака

33) Y-зчеплене успадкування: 1) хворіють лише чоловіки; 2) хворі чоловіки передають ознаку всім синам; 3) в Y-хромосомі є гени, що визначають розвиток сімянників, що відповідають за сперматогенез, що контролюють інтенсивність росту тіла, кінцівок, зубів, та визначають оволосіння вушної раковини

Гіпертрихоз – голандрична ознака

X XX X X XX X X yX y X yX y X Xy X Гіпертрихоз y = ген гіпертрихозу

Джерела інформації 1.Соркман Т.В., Пішак В.П., Ластівка І.С., Волосовець О.П. Клінічна генетика. – Чернівці: Медуніверситет, – C , Медична генетика. Н.А. Кулікова, Л.Є. Ковальчук. – Тернопіль: Укрмедкнига, – 188с. 3.Медична біологія / За ред. В.П. Пішака, Ю.І. Мажори – Вінниця: Нова книга, – 656с. 4. Бужієвська Т.І. Основи медичної генетики. – Київ: Здоровя, – C Генетическая медицина / В.М. Запорожан, В.А. Кордюм, Ю.І. Бажора та ін.; За ред. В.М. Запорожана. – Одеса: Одес. держ. мед. ун-т, – с.284.

Мистецтво бути мудрим полягає в умінні знати, на що слід звернути увагу (В. Джомс)

Дякую за увагу !