Наследяване на гени, локализирани върху х-хромозомата. Модифициране на променливостта Генът на хемофилията е локализиран

Характеристики на унаследяването, свързано с пола

Гените могат да бъдат разположени на полови хромозоми, в който случай се казва, че са свързани с пола. Свързаното с пола наследяване има някои важни характеристики. Факт е, че Y хромозомата носи много по-малко гени от X хромозомата. Това обстоятелство води до факта, че за много гени на X хромозомата няма съответни алели на Y хромозомата. В резултат на това, ако мъжът има рецесивен алел на X хромозомата, той ще се прояви във фенотипа. Например, има наследствена форма на хемофилия, заболяване, свързано с нарушение на нормалното съсирване на кръвта. При тези нарушения пациентът изпитва продължително кървене с всяко незначително увреждане на кръвоносните съдове. Има две форми на хемофилия - А и В, като и двете се определят от рецесивни гени, разположени на Х хромозомата.

На фиг. Фигура 1.8 показва унаследяването на хемофилията. Схематично са представени половите хромозоми на родителите. Алелите за рецесивната хемофилия са обозначени на X хромозомите.

Така жените са носители на гена на хемофилията, а мъжете страдат от него. Въпреки това, ако мъж с хемофилия се ожени за здрава жена, тогава всичките му синове определено ще бъдат здрави (защото ще получат G-хромозома от баща си). Дъщерите също ще бъдат здрави, но със сигурност ще са носители на гена на хемофилията. На фиг. Фигура 1.9 показва родословие, илюстриращо наследяването на гена за хемофилия тип А. Имайте предвид, че Леополд, който е имал хемофилия, е имал здрав син, а здрава дъщеря е наследила гена за хемофилия.

Теоретично хемофилия е възможна и при жена, но тази вероятност е много ниска, тъй като това изисква брак на пациент с хемофилия с жена, която е носител на гена на хемофилията (и дори в този случай вероятността за раждане на болно момиче ще бъде само 0,25). Поради ниската честота на гена за хемофилия и факта, че хемофилиците често умират преди брачна възраст, такива случаи практически никога не са регистрирани.

Така че, ако рецесивен ген е свързан с Х-хромозомата, тогава той се проявява във фенотипа много по-често при мъжете, отколкото при жените. Сред другите гени, свързани с пола, заслужава да се споменат тези, свързани с цветната слепота.

Има и доминантни гени, свързани с Х хромозомата. По този начин има наследствена форма на рахит, която не може да се лекува с витамин D. Ако бащата има това заболяване, тогава то се предава на всичките му дъщери, докато всички синове са здрави, тъй като получават своята Х хромозома от майка си .

Ако гените са локализирани на Y хромозомата, тогава те трябва да се предават само от бащи на синове. Пример за такъв ген обикновено е генът, който причинява появата на кичур коса по външния ръб на ухото. Наскоро беше съобщено за откриването на маркерен ген на Y хромозомата, който е свързан с гена, отговорен за мъжката хипертония. Ако на G-хромозомата се открие маркерен ген, тогава при мъжете систолното налягане е по-високо средно с 10 mmHg.

Необходимо е да се разграничи от свързаното с пола наследяване наследяване, ограничено от пола.При полово ограниченото унаследяване гените, които определят развитието на признака, се намират върху автозоми, но проявата им във фенотипа се влияе силно от пола. Например, наследственото предразположение към ранно оплешивяване е свързано с ген, локализиран в автозома. Въпреки това, неговата активност е силно зависима от нивото на тестостерон (мъжки полов хормон). В тази връзка при мъжете този ген се държи като доминиращ, а при жените - като рецесивен. Понякога полът оказва силно влияние върху пенетрантността на даден ген, какъвто е случаят с наследствените форми на подагра (мъжете са по-склонни да я разболеят).

Трябва да се помни, че рецесивните черти, кодирани от гени, разположени в Х хромозоми, винаги се появяват при мъжете, а при жените само в хомозиготно състояние.

Задача 7-1

Класическата хемофилия се предава като рецесивен белег, свързан с Х хромозомата. Мъж с хемофилия се жени здрава жена(всички нейни предци са били здрави). Те имаха здрава дъщеря. Определете вероятността да имате дете с хемофилия от брака на тази дъщеря със здрав мъж.

А – нормална коагулация и – хемофилия.

1. Човек има хемофилия, следователно неговият генотип е X и Y.

2. Жената е здрава, което означава, че носи доминантния ген А. Всички нейни предци са били здрави (чиста линия), следователно тя не е носител и нейният генотип е X A X A.

3. Дъщерята е получила една Х хромозома от майка си, другата от баща си. Майка й можеше да й даде само Х-А хромозомата, а баща й можеше да й даде само Х-хромозомата. Генотипът на дъщерята е X A X a.

4. Генотипът на съпруга на дъщерята е X A Y, според условията на проблема.

Схема за брак

Вероятността да имате дете с хемофилия е 25% (50% от момчетата ще страдат от това заболяване).

Задача 7-2

При Drosophila доминантният ген за червения цвят на очите (W) и рецесивният ген за белия цвят (w) са разположени на X хромозомите. Белоока женска, кръстосана с червеноок мъжки. Какъв цвят на очите ще имат мъжете и жените в първото и второто поколение?

Задача 7-3

Липсата на потни жлези при хората е рецесивен белег, свързан с Х хромозомата. Мъж, който няма потни жлези, се ожени за жена, чието семейство никога не е имало това заболяване. Каква е вероятността те да имат деца с подобна аномалия?

Задача 7-4

При хората хемофилията се определя от Х-свързан рецесивен ген. Каква е вероятността да имате болно дете от брак с генотипно здрав партньор:
а) мъж, чийто брат страда от хемофилия;
б) здрава жена с такъв брат?

Задача 7-5

Рецесивният ген за цветна слепота (цветна слепота) се намира на X хромозомата. Жена с нормално зрение (баща й е далтонист) се омъжва за мъж с нормално зрение, чийто баща е далтонист. Определете възможните фенотипове на потомството.

Задача 7-6

Рецесивният ген за цветна слепота е локализиран на X хромозомата. От брака на жена с нормално зрение, чиито роднини страдаха от цветна слепота, и мъж с нормално зрение, чийто баща беше цветна слепота, се родиха три дъщери с нормално зрение и двама сина с цветна слепота. Какви са генотипите на родителите и потомството? От кой родител момчетата са получили гена за цветна слепота?

Задача 7-7

При хората цветната слепота се причинява от рецесивен ген, свързан с X хромозомата. Нормалното зрение се определя от доминантния алел на този ген. От брака на родители с нормално зрение се роди дете с цветна слепота. Определете генотипа на всички членове на семейството.

Задача 7-8

Drosophila има двойка алелни гени, единият от които определя развитието на нормални кръгли очи, а другият - очи с форма на ивици. Женска с ивици очи се кръстосва с мъжки с кръгли очи. Всички потомци на F 1 имат очи с форма на ивици. Обратното кръстосване на женски от F 1 с родител доведе до потомство F 2, в което половината женски и половината мъжки имаха очи с форма на ивици, а другата половина имаше кръгли очи. Обяснете естеството на унаследяването на тази черта.

Задача 7-9

Потъмняването на зъбите е доминантна черта, свързана с Х хромозомата. Родители с тъмни зъби родиха дъщеря с тъмни зъби и син с бели зъби. Каква е вероятността в това семейство да има деца с бели зъби?

Етиология и честота на хемофилия. Хемофилия A (MIM #307600) и хемофилия B (MIM #306900) са Х-свързани нарушения на кръвосъсирването, причинени съответно от мутации в гените F8 и F9. F8 мутациите причиняват дефицит или дисфункция на коагулационен фактор VIII; мутации F9 - фактор IX.

Хемофилия- панетническа болест без расови различия. Хемофилия А се среща при 1 на 5 000-10 000 новородени момчета. Хемофилия В е много по-рядко срещана, с честота 1 на 100 000.

Патогенеза на хемофилия

система коагулацияПоддържа целостта на съдовата стена чрез прецизен баланс между образуване на съсиреци и инхибиране на съсиреци. Протеазите и протеиновите кофактори, които образуват тромбовата каскада, присъстват в кръвния поток като неактивни прекурсори и, за да образуват фибринов съсирек, трябва да бъдат последователно активирани на мястото на нараняване.

Навременно и ефективно образование съсирекизисква нарастващо активиране или укрепване на протеазната каскада. Фактори VIII и IX, комбинирани заедно, са ключът към това подобрение; те активират коагулационния фактор X, а активният фактор X от своя страна допълнително активира факторите IX и VIII. Фактор IX функционира като протеаза, а фактор VIII като кофактор. Дефицитът или дисфункцията на фактор IX или VIII причинява хемофилия.

Мутации в F8 генпредставени от делеции, вмъквания, инверсии и точкови мутации. Най-честата мутация е инверсия, която премахва карбоксилния край на фактор VIII; той представлява 25% от всички случаи на хемофилия А и 40-50% от тежката хемофилия А. Тази инверсия възниква по време на интрахромозомна рекомбинация между последователност в интрон 22 на гена F8 и хомоложна теломерна последователност в същия ген.

друг интересен клас мутации- обратно пренареждане на L1 повторения в гена. За всички F8 генни мутации остатъчната ензимна активност на комплекса от фактори VIII и IX съответства на тежестта на клиничните прояви на заболяването.

При пациенти с хемофилия Вописани са много различни мутации на гена F9; но за разлика от обичайната частична инверсия на гена F8 при хемофилия А, честа мутация в гена F9 не е открита при хемофилия В. Един необичаен вариант на F9, фактор Leiden, причинен от точкови мутации в промотора на гена F9, се свързва с много ниски нива на фактор IX и тежка хемофилия в детството, със спонтанно разрешаване на хемофилия, настъпващо в пубертета, когато нивата на фактор IX са почти нормално.

За всички мутации в ген F9остатъчната ензимна активност на комплекса фактор VIII-IX също е в съответствие с тежестта на заболяването.

Фенотип и развитие на хемофилия

Класическо заболяване на мъжете, въпреки че понякога жените също могат да бъдат засегнати поради изместване на инактивирането на X хромозомата. Клинично хемофилия А и хемофилия В са неразличими. И двете заболявания се характеризират с кръвоизливи в меки тъкани, мускули и големи стави. Кървенето започва часове или дори дни след нараняването и често продължава дни или седмици.

Деца с тежки форми заболяванияобикновено се диагностицира в периода на новороденото поради обширни цефалогематоми или продължително кървене от пъпната рана. Децата с лека форма често нямат синини или хемартроза, докато не започнат да пълзят или ходят, и следователно остават недиагностицирани дотогава. Пациентите с леко заболяване често се появяват само в юношеска или зряла възраст с хемартроза или продължително кървене след операция или травма.

Хемофилия АИ хемофилия Все диагностицира и диференцира чрез определяне на активността на фактори VIII и IX. Както при хемофилия А, така и при В, нивото на активност на фактор VIII или IX предсказва клиничната тежест на заболяването.

Характеристики на фенотипните прояви на хемофилия:
Възраст на поява: ранно детство до зряла възраст
Хеморагична диатеза
Хемартроза
Хематоми

Лечение на хемофилия

Въпреки обещаващите изследванияотносно генната терапия няма друго лечение за хемофилия А и В освен чернодробна трансплантация. В момента стандартното лечение е интравенозно приложение на липсващия фактор. Заместителната терапия увеличи продължителността на живота от 1,4 години в началото на миналия век до почти 65 години днес.

Рискове от наследяване на хемофилия

Ако женаима фамилна анамнеза за хемофилия, статусът на носителство може да се определи чрез анализ на връзката или чрез директно идентифициране на мутации в гена F8 или F9. Идентификацията на мутация обаче обикновено е достъпна само за честата инверсия в гена F8. Откриването на носителство чрез ензимен анализ е трудоемък тест и не е широко достъпен.

Ако майка- носител на мутацията, всеки син има 50% риск от хемофилия, а всяка дъщеря има 50% риск от наследяване на мутацията F8 или F9. Поради ниската честота на клинично значимо отклонение при инактивиране на Х-хромозомата, момичетата, които наследяват мутация в гените F8 или F9, имат нисък риск от хемофилия.

Ако вие майкиима син с хемофилия, но няма други болни роднини, нейният априори риск да бъде носител зависи от вида на мутацията. Точковите мутации и честите инверсии на гена F8 почти винаги възникват при мъжката мейоза; в резултат на това 98% от майките на момчета с една от тези мутации са носители поради нова мутация в техните бащи (дядото на пациента по майчина линия).

За разлика от това, мутациитип делеции обикновено се срещат при женската мейоза. Ако типът на мутацията е неизвестен, се изчислява, че приблизително една трета от пациентите имат нова мутация във F8 или F9. Използвайки метода на Bayesian, този риск може да бъде модифициран, като се вземе предвид броят на здравите синове в семейството.

Пример за хемофилия. Здрава 38-годишна жена се яви на рутинна консултация относно риска от раждане на дете с хемофилия. Чичо й по майчина линия е починал в детска възраст от хемофилия, а брат й е страдал от кървене в детството. Проблемите на брат ми с кървенето приключиха в младостта му. Други членове на семейството не са имали хеморагични нарушения.

Генетик заявиче семейната анамнеза е в съответствие с Х-свързано коагулационно разстройство, като хемофилия А или В, и подобрението на брата е особено в съответствие с хемофилия В с дефицит на фактор IX (Leiden). За да се потвърди диагнозата хемофилия, е необходимо първо да се изследва братът, тъй като диагнозата изолиран носител е трудна. Пациентката разговаря с брат си и той се съгласи на прегледа.

Учене неговият медицински документи показа, че той наистина е бил диагностициран с дефицит на фактор IX като дете, но сега почти нормални показателифактор IX в плазмата. Анализът на ДНК мутация потвърди, че той има мутация в F9 генния промотор, съответстващ на фактор IX Leiden. Прегледът на пациентката показа, че тя не е носител на мутацията, установена при нейния брат.

Проблем 21.Генът, отговорен за развитието на такава черта като хипертрихоза (растеж на коса по ръба на ушната мида), е един от малкото рецесивни гени, локализирани върху Y-хромозомата. Ако мъж с хипертрихоза се ожени за жена, която естествено няма хипертрихоза, тогава какъв е реалният процент деца с хипертрихоза в това семейство: момчета? момичета?

Проблем 22.Една жена е невероятно развълнувана от информацията, която случайно е получила от „доброжелатели“ за тайната на семейството на съпруга си. Оказа се, че и съпругът й, и братята му, и баща им - всички те в ранна детска възраст са преминали през хирургичното отделение на Централна районна болница в родния си град, където всеки от тях е претърпял една и съща операция за премахване на ципата ( ремък между показалеца и средния пръст). И въпреки че всички тези мъже неизменно успешно се отърваха от този вроден дефект и ентусиазирано се опитаха да убедят жената колко безболезнено и лесно се отстранява, жената се обърна към лекарите за съвет. Как ще изглеждат децата, родени от един от представителите на това поне странно „мрежесто“ семейство: момчета? момичета?

Феноменът на свързаното наследяване и кросинговъра

Проблем 23.Известно е, че генът на хемофилията и генът на цветната слепота са рецесивни гени, локализирани на Х хромозомата; разстоянието между тях е определено на 9,8 морганиди. Здраво момиче, чиято майка е далтонист и чийто баща е хемофилик, се жени за здрав мъж, чиито родители са здрави (спрямо въпросните заболявания). Определете вероятността да имате здрави деца (момичета, момчета) в това семейство.

Проблеми с унаследяването на кръвните групи.

Задача 24.Определете и обяснете какви кръвни групи са възможни при деца, ако и двамата родители имат:

а) I група, б) II група, в) III група, г) IV група.

Задача 25.В родилния дом объркаха две момчета (да ги наречем X и Y). Родителите на единия от тях са с кръвни групи I и IV, на втория - I и III. лабораторен анализкръвен тест показа, че U има I и X-II кръвна група. Определете кой е чий син.

Задача 26.В друг родилен дом две момичета (α и β) са объркани. Родителите на единия са с II и IV кръвна група, а на втория с I и II. лабораторният анализ показа, че α има кръвна група I, а β има кръвна група II. определи коя чия дъщеря е.

Задача 27.В родилния дом две момчета бяха объркани (да ги наречем "X" и "Y"). Родителите на първия са с I и IV кръвна група, родителите на втория са с I и III кръвна група. Анализът показа, че "Y" има I, а "X" има кръвна група II. Определете кой чий син е?

Задача 28. Известно е, че родителите имат кръвна група II и III. Може ли детето им да има кръвна група I?

Задача 29. Ако майката е с кръвна група 0, а детето е с група А, тогава какви кръвни групи може да има бащата?

Задача 30. Определете и обяснете какви кръвни групи са възможни при деца, ако родителите:

А) I и III кръвни групи;

Б) III кръвна група;

Б) кръвна група II;

Г) IV кръвна група;

Г) II и III кръвни групи.

Задача 30. В какъв случай (с какъв генотип) децата не могат да наследят кръвната група нито от бащата, нито от майката?

Задача 31. Три деца в семейството са с I, II и III кръвна група. Какви кръвни групи могат да имат родителите?

Задача 32. Ако майката е с кръвна група IV, а бащата е с кръвна група III, тогава какви групи не могат да имат децата им?

Задача 33. За дете с IV кръвна група кандидатстват две двойки родители. При една от двойките бащата е с кръвна група II, а майката е с кръвна група III, другата има баща с група I, а майката е с АВ. Твърдението на коя двойка родители не е основателно?

Задача 34. При хората хемофилията се причинява от рецесивен ген h, свързан с Х хромозомата. Каква е вероятността да имате здрави деца в семейства, където:

а) бащата е хемофилик, а майката е здрава;

б) бащата е хемофилик, а майката е носител?

Задача 35. В семейство, в което бащата е с IV кръвна група, а майката с II група, се раждат четири деца с I, II, III и IV кръвни групи. Съдебномедицинска експертиза установила, че едното от децата е извънбрачно. Установете генотипа на родителите и определете детето от коя кръвна група е извънбрачно. Задача 36. Момчето е с I кръвна група, а сестра му с IV. Какво може да се каже за кръвните групи на родителите?

Задача 37. Майката е с I кръвна група, а бащата с III кръвна група. Могат ли децата да наследят кръвната група на майка си?

Задача 38. Майката е с I кръвна група, а бащата с IV кръвна група. Могат ли децата да наследят кръвната група на майка си?

Задача 39. Може ли син да наследи кръвната група на майка си или баща си, ако майката е Rh отрицателна с кръвна група II, а бащата е Rh положителен с кръвна група III?

Задача 40. Може ли едно дете да наследи кръвната група на един от родителите, ако майката има Rh I положителна кръв, а бащата има Rh IV отрицателна кръв? Задача 41. В семейството на родители с кафяви очи има четири деца. Двама синеоки са с II и IV кръвни групи, а двама с кафяви очи са с II и III кръвни групи. Определете вероятността в това семейство да имате дете с кафяви очи и кръвна група I.

Тестови въпроси за консолидация:

Основни понятия на генетиката

Учението на Г. Мендел

Хромозомна теория на наследствеността

Взаимодействие на алелни гени

Взаимодействие на неалелни гени

Унаследяване, свързано с пола
1.111. Родителите с нормално зрение имат две дъщери с нормално зрение и син, който е далтонист. Какви са генотипите на родителите?
Черта-ГенГенотип
Нормално зрениеXDХ [)ХD, ХDХd, ХDY
ДалтонизъмXdХdХd, XdY

Генотипът на майката е XDXd, защото само тя може да предаде гена Xd на сина си. Генотипът на бащата е XDY, тъй като според условията на проблема има нормално зрение.
1.112. При хората хемофилията се определя от свързания с пола рецесивен ген h. Майката и бащата са здрави. Единственото им дете страда от хемофилия. Кой родител е предал гена за хемофилия на детето си?
1.113. Рецесивният ген за хемофилия (несъсирваемост на кръвта) е локализиран на Х-хромозомата. Бащата на момичето страда от хемофилия, а майка й има нормално кръвосъсирване и е от семейство, свободно от това заболяване. Момичето се жени за здрав млад мъж. Какво може да се каже за техните дъщери и синове?
1.114. Жена албинос (рецесивен автозомен ген) се омъжи за мъж с хемофилия; В противен случай жената и мъжът имат благоприятни генотипове. Какви черти и генотипове ще имат техните деца?
1.115. Класическата хемофилия се предава като рецесивен белег, свързан с Х хромозомата.
А) . Мъж с хемофилия се жени за жена, която няма болестта. Те раждат нормални дъщери и синове, които се женят за хора, които не страдат от хемофилия. Може ли да се открие хемофилия при внуци и каква е вероятността да се появят пациенти в семействата на дъщери и синове?
б) Мъж с хемофилия се жени за нормална жена, чийто баща страда от хемофилия. Определете вероятността за раждане на здрави деца в това семейство.
1.116. При хората класическата хемофилия се унаследява като Х-свързана рецесивна черта. Албинизмът се причинява от автозомно рецесивен ген. Една семейна двойка, нормална според тези две характеристики, имаше син и с двете аномалии. Каква е вероятността вторият син в това семейство също да прояви и двете аномалии едновременно?
1.117. Мъж с хемофилия се ожени за здрава жена, чийто баща имаше хемофилия. Какви са генотипите на съпруга и съпругата?
1.118. Една жена има син болен от хемофилия. Каква е вероятността синът на сестра й също да е хемофилик? В кой случай вероятността е по-висока: ако една жена е получила гена за хемофилия от баща си или от майка си?
1.119. Могат ли мъж и жена, които са нормални за хемофилия, да имат син с хемофилия?
1.120. Какво би било очакваното съотношение на генотипове при децата на жена, чийто баща е страдал от хемофилия, ако съпругът й е здрав?
1.121. В какъв случай пациент с хемофилия може да роди син с хемофилия?
1,122*. Бронзовите пуйки имат особен трепет на тялото (вибрация), който се оказа наследствен. Жизнеспособността на болните птици е нормална, но при отглеждането им се получава необичайно потомство. Въпреки това, когато вибриращи пуйки бяха кръстосани с нормални пуйки, всички женски потомци бяха ненормални, а всички мъжки потомци бяха нормални. Как да си обясним този феномен?
1.123. Едно двудомно цъфтящо растениеПонякога се появява рецесивен белег - тесни листа. Генът, който определя тази черта, е локализиран на Х-хромозомата. Хомозиготно широколистно растение беше оплодено с прашец от теснолистно растение. Женско растение, отгледано от получените семена, беше кръстосано с широколистно мъжко растение. Какво ще бъде мъжкото и женското потомство от това кръстосване? Системата за определяне на пола на това растение е същата като тази на дрозофила и хората.
1.124. Бащата и синът са далтонисти, майката е здрава. Правилно ли е да се каже, че синът е наследил болестта от баща си?
1.125. Майката е далтонист, бащата е здрав. Какви са техните генотипове? Какъв е фенотипът на децата?
1.126. Далтонист се ожени за далтонистка. Можем ли да очакваме здрав син в този брак? Далтонистка дъщеря? Каква е вероятността за едното и за другото събитие?
1.127. Цветната слепота при хората е свързана с пола рецесивна черта. 1 харесвам Оплакване