Глава 6. Закономерности наследования признаков...................................................................................... 1 § 24. Гибридологический метод изучения наследственности. Первый и второй законы Менделя....... 2 § 25. Цитологические основы закономерностей наследования................................................................... 3 26. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя............................................................................... 5 § 27.Хромосомная теория наследственности................................................................................................ 7 § 28. Генетика пола.......................................................................................................................................... 9 § 29. Генотип как целостная система............................................................................................................ 11 30. Цитоплазматическая наследственность..................................................................................................13 Глава 7. Изменчивость и ее закономерности ........................................................................................... 14 § 31.
Таким образом, пол организма определяется в момент слияния гамет и зависит от хромосомного набора зиготы. У человека в диплоидном наборе 46 хромосом (23 пары). Из них 44 – аутосомы, а две – половые. У женщин это две Х-хромосомы, а у мужчин — одна Х- и одна У-хромосома. Женский пол человека и дрозофилы, как и многих других организмов, определяется парой одинаковых хромосом XX , а мужской – двумя непарными хромосомами XY .
Женский пол в этом случае называют гомогаметным, а мужской – гетерогаметным. У некоторых существ совсем наоборот: женский пол гетерогаметен, а мужской – гомогаметен. Такую особенность имеют организмы пресмыкающихся, бабочек и птиц. Кариотип петуха – XX , курицы – ХУ. Все мужские гаметы таких организмов содержат только Х-хромосому, а пол оп-ределяется тем, какая яйцеклетка из двух типов будет оплодотворена – с Х- или У-хромосомой.
Часть насекомых вообще не имеет У-хромосомы. У них половина гамет самца не содержит ни одной половой хромосомы, а только аутосомы. При слиянии таких гамет с яйцеклеткой образуется организм, кариотип которого также не имеет половой хромосомы, то есть – самец. У небольшого количества существ (например, дафний) пол может определяться не хромосомным набором, а внешними условиями.
В летний сезон дафнии размножаются партеногенетически (без участия самцов), и в благоприятных условиях рождаются самки. При возникновении неблагоприятных факторов в потомстве появляются самцы. Особи некоторых видов рыб, ракообразных, брюхоногих моллюсков и многощетинковых червей меняют пол с возрастом. Чаще самцы с увеличением размеров становятся самками, но бывает и наоборот.
Наследование признаков, сцепленных с полом. Если гены, отвечающие за признак, находятся в аутосомах, то наследование этого признака никак не связано с полом. Его могут наследовать как мужские, так и женские особи. Но если эти гены содержатся в половых хромосомах – ситуация резко меняется. Для примера рассмотрим наследование черепаховой окраски у кошек с характерным чередованием рыжих и черных пятен.
Интересно, что котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт оставался непонятным до тех пор, пока не выяснилось, что гены, отвечающие за черепаховую окраску, содержатся у кошек в половых хромосомах и поэтому сцеплены с полом. Обозначим ген черной окраски В, содержащую его хромосому – X в. Ген рыжей окраски в, хромосому – X В. Гены черной и рыжей окраски аллельные, то есть содержатся в разных гомологичных хромосомах одной пары.
У-хромосомы включают очень ограниченное коли-чество генов, в число которых гены окраски не входят. Следовательно, возможны следующие комбинации хромосом в зиготе: Черепаховая кошка ХВ ХВ черная кошка, Хв X в рыжая кошка, ХВ X в черепаховая кошка, ХВ Y черный кот, X в Y рыжий кот.
С полом оказываются сцепленными и некоторые наследственные заболевания, вызванные мутационными нарушениями генов Х-хромосом. Большинство таких нарушений рецессивно, в женской особи они могут проявиться фенотипически только в гомозиготном состоянии, когда оба родителя несут в половых Х-хромосомах измененный ген. С мужскими особями дело обстоит хуже.
Мужской организм наследует сцепленные с полом признаки с Х-хромосомой матери. Эти признаки, даже будучи рецессивными, сразу проявляются в фенотипе, поскольку Y -хромосома очень маленькая и не содержит альтернативных генов. При этом признаки, находящиеся у матери в скрытой, рецессивной форме, проявляются у мужской особи в виде заболевания. Так передается тяжелая болезнь – гемофилия.
Кровь больных гемофилией практически не свертывается. Даже небольшие царапины и ушибы вызывают у них длительные кровотечения и внутренние кровоизлияния. Это заболевание обусловлено рецессивным геном Х-хромосомы и встречается только у мужчин, гомозиготные по рецессивному аллелю девочки умирают в юном возрасте. Обозначим ген, обеспечивающий нормальную свертываемость крови Н, ген гемофилии — h .
P ХH Хh XHY носительница гена гемофилии здоровый мужчина G ХH Хh XHY F 1 XH , XH ХНХh XHY XhY здоровая носительница здоровый больной девочка гена гемофилии мальчик мальчик При сочетании женщины, несущей ген гемофилии в рецессивной форме, со здоровым мужчиной половина мальчиков будут больными.
Девочки, больные гемофилией, практически не встречаются, поскольку вероятность встречи больного мужчины и женщины, несущей ген гемофилии, чрезвычайно мала. Опасность заболеть гемофилией, как и многими другими наследственными заболеваниями, резко возрастает при близкородственных браках. Такие браки с древних времен были запрещены Церковью, в большинстве современных государств они запрещены законом.
Аналогично наследование дальтонизма (неспособности различать зеленый и красный цвет) сцеплено с полом по Х-хромосоме. Мужчин-дальтоников – 4%, а женщин – менее 1%/ С Y -хромосомой связано наследование «рыбьей» кожи, перепончатых пальцев, избыточного волосяного покрова на ушах. Наследование признаков у человека Доминантные признаки Рецессивные с полом Сцепление Глаза карие Голубые или серые Глаза большие Маленькие Близорукость Норма Куриная слепота Норма Цветовое зрение в норме Дальтонизм Х-хромосома Длинные ресницы Короткие Волосы курчавые Прямые Волосы не рыжие Рыжие Раннее облысение Норма Карликовый рост Норма Х-хромосома Длинный подбородок Короткий Лишние пальцы Норма Отсутствие зубов Норма Отсутствие ногтей Норма Веснушки Отсутствие Бас (муж) - сопрано (жен)
Тенор - альт Свертываемость крови в норме Гемофилия Х-хромосома Судороги Норма Х,У-хромосома Геморой Норма Х,У-хромосома Часть признаков проявляется только у особей одного пола. Например, способностью давать молоко обладают лишь коровы, хотя гены, определяющие этот признак, есть и у быков.