Лекция.
«Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом».
Людей давно интересовало, от чего зависит пол человека или животного. Например, Аристотель утверждал, что пол зависит от дуновения ветра во время зачатия. Если дует северный ветер, то на свет появится самец, а если южный – самка.
Мендель утверждал, что пол наследственно детерминирован. На это утверждение его натолкнули результаты расщепления по полу 1:1. Очевидно, один гомогаметен, а другой – гетерогаметен.
Как известно, большинство животных и двудомных растений являются раздельнополыми организмами, причем внутри вида количество особей мужского пола приблизительно равно количеству особей женского пола.
Наследование признаков организма, как правило, определяется генами. Механизм же определения пола имеет иной характер — хромосомный. Пол чаще всего определяется в момент оплодотворения.
Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называются аутосомами.
Хромосомы, по которым отличаются хромосомные наборы мужского и женского организмов, называются половыми. Они обозначаются Х и Y.
У человека женский пол является гомогаметным, то есть все яйцеклетки несут Х-хромосому.
Мужской организм — гетерогаметен, то есть образует два типа гамет — 50% гамет несет Х-хромосому и 50% — Y-хромосому.
Если при оплодотворении образуется зигота, несущая две Х-хромосомы, то из нее будет формироваться женский организм, если Х-хромосому и Y-хромосому — мужской.
Поскольку женский организм имеет две одинаковые половые хромосомы, его можно рассматривать как гомогаметный, мужской, образующий два типа гамет — как гетерогаметный.
Так же определяется пол у дрозофилы, у которой 3 пары аутосом и одна пара половых хромосом. Женский пол – гомогаметный, половые хромосомы ХХ; мужской – гетерогаметный, половые хромосомы ХУ.
Пол, как и у человека, определяется в момент слияния гамет.
Существует четыре основных типа
хромосомного определения пола:
- Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% — У-хромосому;
- Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% — не имеют половой хромосомы;
- Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% — У-хромосому;
- Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% — не имеют половой хромосомы.
Итак, у млекопитающих и двукрылых насекомых гетерогаметен мужской пол (ХУ) и гомогаметен женский пол (ХХ).
У птиц, пресмыкающихся и хвостатых земноводных женские особи имеют половые хромосомы ХУ, мужские – ХХ.
У бабочек гетерогаметен женский пол – половые хромосомы ХУ или Х0.
Какие половые хромосомы в гаметах у петуха и курицы?
У человека мужчина получает Х-хромосому от матери. Половые хромосомы человека имеют небольшие гомологичные участки, несущие одинаковые гены (например, ген общей цветовой слепоты), это участки конъюгации.
Но большинство генов, сцепленных с Х-хромосомой, отсутствуют в У-хромосоме, поэтому эти гены (даже рецессивные) будут проявляться фенотипически, так как они представлены в генотипе в единственном числе. Такие гены получили название гемизиготных – один ген на зиготу.
Х-хромосома человека содержит ряд генов, рецессивные аллели которых определяют развитие тяжелых аномалий (гемофилия, дальтонизм).
Эти аномалии чаще встречаются у мужчин (так как они гемизиготны по этим генам), хотя носителем этих аномалий чаще бывает женщина.
У большинства организмов генетически активна только Х-хромосома, в то время как Y-хромосома практически инертна, так как не содержит генов, определяющих признаков организма. У человека лишь некоторые гены, не являющиеся жизненно важными, локализованы в Y-хромосоме (например, гипертрихоз — повышенная волосатость ушной раковины).
Гены, локализованные в Y-хромосоме, наследуются особым образом — только от отца к сыну. Мать передает и сыну и дочери только Х-хромосому.
От кого сын может унаследовать дальтонизм? Гемофилию? Гипертрихоз?
Какие гемизиготные гены изображены на рисунке? Какие гены называются гемизиготными?
Задача:
Какие дети могут быть от брака здорового мужчины и женщины, фенотипически здоровой, носительницы гена гемофилии?
Запись генетической схемы.
Известно, что «трехцветные» кошки – всегда самки. Это обусловлено тем, что гены черного и рыжего цвета шерсти аллельны и находятся в Х-хромосоме, но ни один из них не доминирует, а при сочетании рыжего и черного цвета формируются «трехцветные» особи.
1. Какое потомство ожидается от скрещивания рыжего кота и черной кошки?
- Какое потомство ожидается от черного кота и трехцветной кошки?
- От черного кота и рыжей кошки?
- Почему не бывает трехцветных котов?
Задача:
При скрещивании курицы с полосатой окраской оперения с черным петухом в потомстве все курицы черные, а петухи – с полосатой окраской оперения.
Каковы генотипы родителей и потомства?
Какое потомство ожидается от скрещивания гибридов между собой?