Генетика пола Наследование признаков, сцепленных с полом вернуться на главную страницу

Пол – это совокупность самых разнообразных признаков организма, обеспечивающих его участие в половом размножении. У большинства организмов ведущую роль в определении пола играют специализированные половые хромосомы, или гоносомы. В каждой диплоидной клетке организма имеется одна пара половых хромосом. Однако остальные хромосомы – аутосомы – также оказывают влияние на формирование пола. Если половые хромосомы у представителей определенного пола сходны между собой (например, две Х–хромосомы), то все гаметы несут сходные хромосомы (например, Х– гаметы содержат Х–хромосому). Такой пол называется гомогаметным. Если же половые хромосомы различаются (например, одна Х– хромосома и одна Y–хромосома), то образуется два типа гамет (например, Х–гаметы и Y–гаметы). Такой пол называется гетерогаметным.

В ряде случаев ген, определяющий развитие какого-либо признака, локализован (то есть находится) в одной из половых хромосом. Такие признаки называются сцепленными с полом (эти признаки, как правило, не связаны с формированием пола). Если ген локализован в хромосомах гомогаметного пола (например, в Х– хромосоме), то в клетках данного организма имеется два аллеля этого гена. Следовательно, гомогаметный пол может быть и гомозиготен, и гетерозиготен. Если же ген находится в одной из хромосом гетерогаметного пола (например, в Х–хромосоме), то в клетках этого организма имеется только один аллель данного гена. В этом случае отношение доминантности–рецессивности теряет смысл, и поэтому гетерогаметный пол называется гемизиготным.

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы У дрозофилы существует два типа половых хромосом: Х и Y. У самок в соматических клетках содержатся только Х–хромосомы (их кариотип ХХ), поэтому самки представляют гомогаметный пол. Самки могут быть и гомозиготами, и гетерозиготами. У самцов в соматических клетках содержатся оба типа половых хромосом (их кариотип XY); поэтому самцы дрозофилы представляют гетерогаметный пол. Самцы не могут быть ни гомозиготами, ни гетерозиготами (они называются гемизиготами), поэтому признаки, закодированные в Х-хромосоме, проявляется в фенотипе самцов. В каждой клетке самки дрозофилы функционируют обе Х–хромосомы. У самцов же Y-хромосома генетически практически инертна: она несет лишь три гена, один из которых контролирует длину щетинок, а два других определяют плодовитость. –Пол у мушки дрозофилы определяется количеством Х–хромосом. Например, при кариотипе XXY развиваются самки, а при кариотипе Х0 – самцы. –У многих насекомых Y–хромосома вообще утрачивается; тогда кариотип самок – ХХ, а кариотип самцов – X0.

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере цвета глаз) Цитогенетические основы наследования признаков дрозофилы, сцепленных с полом, заключаются в том, что… –дочери (ХХ) всегда получают одну Х- хромосому от матери, а другую Х- хромосому – от отца, –сыновья (Х Y) всегда получают Y- хромосому от отца, а единственную Х- хромосому – от матери. Классический пример: наследование окраски глаз. У дрозофилы цвет глаз определяется множеством генов. Один из этих генов (ген W – от англ. white – белый) локализован в Х–хромосоме. Красный цвет глаз определяется доминантным аллелем W, а белый – рецессивным аллелем w.

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере цвета глаз) Вариант I При скрещивании красноглазой самки и белоглазого самца все их потомки (и самки, и самцы) имели красные глаза. Полученных гибридов скрестили между собой. В их потомстве все самки оказались красноглазыми, а среди самцов наблюдалось расщепление – 1 часть красноглазые : 1 часть белоглазые. В данном случае исходная самка гомозиготна, и её генотип– WW, поскольку она обладает доминантным фенотипом и несет две Х–хромосомы. Генотип исходного самца – wY, поскольку он обладает рецессивным фенотипом и несет одну Х–хромосому.

P : F1:F1: F2:F2: красные глазабелые глаза красные глаза все самки – красноглазые среди самцов расщепление – 1 часть красноглазые : 1 часть белоглазые

P : F1:F1: F2:F2: G P : G F :

F2:F2: F1:F1: GP:GP: P: красные глаза белые глаза красные глаза красные глаза красные глаза красные глаза белые глаза самкисамцы WW W Ww Ww WWWw w Y w Y W Y W Y W Y w Y GF:GF:

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере цвета глаз) Вариант II При скрещивании белоглазой самки и красноглазого самца в первом поколении все самки имели красные глаза, а самцы – белые. Наследование, при котором дочери приобретают признаки отца, а сыновья – признаки матери, называется наследованием «крисс–кросс» (крест– накрест). При скрещивании этих гибридов между собой во втором поколении и среди самок, и среди самцов наблюдалось расщепление – 1 часть красноглазые : 1 часть белоглазые. Генотип исходной самки – ww, поскольку она обладает рецессивным фенотипом и несет две Х–хромосомы. Генотип исходного самца – WY, поскольку он обладает доминантным фенотипом и несет одну Х–хромосому.

P : F1:F1: F2:F2: белые глазакрасные глаза белые глаза расщепление среди самок и самцов – 1 часть красноглазые : 1 часть белоглазые

P : F1:F1: F2:F2: G P : G F :

белые глазакрасные глаза белые глаза красные глаза белые глаза красные глаза белые глаза самкисамцы ww w Ww Ww Wwww W Y W Y w Y w Y W Y w Y P: GP:GP: F1:F1: GF:GF: F2:F2:

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере окраски тела) У дрозофилы окраска тела определяется множеством генов. Один из этих генов (ген y – от англ. yellow – желтый) локализован в Х–хромосоме. Серая окраска тела определяется нормальные доминантным аллелем «дикого типа» y+, а желтая окраска – рецессивным аллелем y. –Примечание. Нормальные аллели «дикого типа» обычно обозначаются символом +.

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере окраски тела) Вариант I При скрещивании серой самки и желтого самца все их потомки (и самки, и самцы) имели серое тело. Полученных гибридов скрестили между собой. В их потомстве все самки оказались серыми, а среди самцов наблюдалось расщепление – 1 часть серые : 1 часть желтые. В данном случае исходная самка гомозиготна, и её генотип – ++, поскольку она обладает доминантным фенотипом и несет две Х–хромосомы. Генотип исходного самца – yY, поскольку он обладает рецессивным фенотипом и несет одну Х–хромосому.

P : F1:F1: F2:F2: серое теложелтое тело серое тело все самки – серые среди самцов расщепление – 1 часть серые : 1 часть желтые

P : F1:F1: F2:F2: G P : G F :

Наследование признаков, сцепленных с полом, у плодовой мушки дрозофилы (на примере окраски тела) Вариант II При скрещивании желтой самки и серого самца все их дочери имели серое тело, а сыновья – желтое. Полученных гибридов скрестили между собой. В их потомстве наблюдалось расщепление и среди самок, и среди самцов – 1 часть серые : 1 часть желтые. В данном случае исходная самка гомозиготна, и её генотип – yy, поскольку она обладает рецессивным фенотипом и несет две Х–хромосомы. Генотип исходного самца – +Y, поскольку он обладает доминантным фенотипом и несет одну Х–хромосому.

P : F1:F1: F2:F2: желтое телосерое тело желтое тело расщепление среди самок и самцов – 1 часть серые : 1 часть желтые

P : F1:F1: F2:F2: G P : G F :

Наследование признаков, сцепленных с полом, у млекопитающих У млекопитающих самки являются гомогаметным полом (их половые хромосомы представлены двумя Х- хромосомами), а самцы – гетерогаметным полом (их половые хромосомы представлены одной Х-хромосомой и одной Y-хромосомой). Самки могут быть и гомозиготами, и гетерозиготами, самцы – не могут. Пол у млекопитающих определяется наличием Y-хромосомы, что подтверждается цитогенетическим анализом некоторых заболеваний, связанных с изменением числа половых хромосом: –при отсутствии Y-хромосомы из зиготы развивается самки, –при наличии Y-хромосомы – самец.

Несмотря на то, что женские особи млекопитающих имеют две Х-хромосомы, а мужские – только одну, экспрессия генов Х- хромосомы происходит на одном и том же уровне у обоих полов. Это обусловлено тем, что в каждой клетке самки функционирует лишь одна из двух Х– хромосом. Вторая Х–хромосома на ранних стадиях эмбрионального развития (в период имплантации) инактивируется и превращается в генетически инертное тельце Барра (половой хроматин). При этом в разных клетках отцовская и материнская Х-хромосомы выключаются случайно. Состояние инактивации данной Х- хромосомы наследуется в ряду клеточных делений. Таким образом, женские особи, гетерозиготные по генам половых хромосом, представляют собой мозаики. Цитогенетические основы наследования признаков млекопитающих, сцепленных с полом, заключаются в том, что… –дочери всегда получают одну Х-хромосому от матери, а другую Х-хромосому – от отца, –сыновья всегда получают Y-хромосому от отца, а единственную Х-хромосому – от матери.

Наследование черепаховой окраски шерсти у кошек Широко известный пример проявления мозаичности черепаховые кошки, имеющие черные и желтые (рыжие) пятна. В данном случае окраска определяется аллелями гена O: аллель O определяет желтую (рыжую) окраску меха, аллель o – черную. Черепаховые кошки гетерозиготны по этому гену, их генотип – O/o. Желтые и черные пятна у них развиваются в результате случайной инактивации в раннем эмбриогенезе Х-хромосомы с аллелем O или o. Коты могут быть только гемизиготами O/Y (рыжие) или o/Y (черные). Коты черепаховой окраски встречаются крайне редко – они характеризуются хромосомной конституцией XXY и генотипом O/o/Y.

F 1 : черныерыжие черныечерепаховые с а м к ис а м ц ы черепаховые рыжие P : F 2 : G P : G F : r Y RR Rr Y Rr Y R Rr Y R RRRrR Y r Y

F 1 : рыжиечерные черепаховыерыжиечерные с а м к ис а м ц ы черепаховые черные P : F 2 : G P : G F : r Y R Rr Y Rr Y Rr Y RrR Y r Y r r r rr