Наследование признаков, сцепленных с половыми хромосомами
Различают наследственные признаки, передающиеся с неполовыми хромосомами – аутосомные и те, что сцеплены с гоносомами. Хотя есть приметы, расположенные в Y-хромосоме, однако чаще всего встречаются случаи локализации признаков в Х-хромосоме, так как она есть у обоих полов. Потеря Х-хромосомы приводит к гибели зиготы.
Y-хромосома несёт ограниченное число генов, характерное чаще всего для соответствующего пола, ведь она встречается только у одного из них. Её отсутствие может привести только к изменению в развитии половых признаков. В ходе эволюции млекопитающих Х-хромосома, в отличие от аутосом, оставалась относительно неизменной. Х и Z-хромосомы крупные и богатые генами, они подвержены рекомбинации. Хромосомы Y или W мелкие и содержат малое количество генов. Половые хромосомы сформировались в результате эволюции из соматических. У Y (W)-хромосом, появились участки, которые стали неподверженными кроссинговеру, т. е. в этих частичках не происходит обмен (рекомбинация) генов. Со временем эти участки расширялись, накапливали мутации, что привело к дегенерации и инертности хромосомы в целом.
При исследованиях было выяснено, что у человека, так же как и у дрозофилы, Y-хромосома содержит мало признаков, т. е. она наследственно инертна. У некоторых видов, в том числе и человека, в ней содержится ген SRY, отвечающий за мужское начало. У таких организмов встречаются жизнеспособные особи с кариотипом, в состав которых входят следующий набор половых хромосом – XXY. У человека при этом развивается синдром Клайнфельтера.
Генетика пола: половые хромосомы
Ген SRY отвечает за синтез тестостерона – гормона, ответственного за развитие мужских признаков. Но он работает только при наличии белка-рецептора, продуцирующегося по программе, которая заложена в гене, расположенном в Х-хромосоме. Если этот ген нарушается и белок-рецептор не производится, то тестостерон не может оказывать влияние на органы-мишени. Не использовав возможность развития мужских признаков, организм осуществляет продвижение по женскому типу. Тогда появляется человек с генотипом XY, но внешне схожий с женщиной (синдром Морриса). Вывод: генетика пола сложна, пол человека формируется в результате комплементарного взаимодействия неаллельных генов.
При синдроме Тернера у больных имеется лишь одна из половых хромосом (22А + ХО), т. е. всего 45 хромосом. Помимо синдромов Тернера и Клейнфельтера, встречаются и другие аномалии половых хромосом: трисомия — XXX (фенотип – женский); тетрасомия – XXXXY (фенотип — мужской) и т. д. Подобные нарушения генетики пола часто ведут к тому, что люди, имеющие такие деформации в числе хромосом, характеризуются умственной отсталостью.
Если передача потомкам признаков, находящихся в аутосомах, происходит в соответствии с законами Менделя, то в наследовании признаков, сцепленных с полом, есть существенные особенности. Характер их передачи зависит от поведения хромосом в мейозе и от их комбинации при оплодотворении.
Х-хромосома содержит много признаков. Поэтому гены, находящиеся в ней, как правило, не имеют аллелей в Y-хромосоме. У гетерогаметных особей могут проявляться рецессивные гены. Тогда наследование отличается от менделеевских закономерностей. Признаки, определяемые генами, находящимися в половых хромосомах, называются сцепленными с полом. Закономерности их наследования были открыты Т. Морганом на дрозофиле.
Наследование пола
Пол играет большую роль в нашей жизни. Никто не может знать заранее, мальчик или девочка родится, потому что это определяют хромосомы, которые начинают делиться на стадии мейоза. Как было сказано ранее, наследование пола зависит от хромосом. Они бывают двух видов:
- Аутосомы (одинаковые хромосомы)
- Половые хромосомы, от которых собственно зависит будущий пол человека. Они делятся на гомогаметные, то есть такие хромосомы одинаковые, и гетерогаметные, то есть с разным набором генов.
Пол зависит от того, какой набор получился в процессе деления половых клеток. Пример гомогаметного пола — женщины, у которых хромосомы имеют вид XX. У мужчин – XY. Из всего того, что было описано в этой статье, можно сделать вывод о том, что гомогаметный пол — это пол, получившийся при делении клеток в митотической фазе.
Митотический цикл
Деление соматических клеток происходит в митотическом цикле. Оно делится на две фазы:
- Интерфаза. В ней происходит три периода деления. Первый — пресинтетический (в этом периоде клетка растет, развивается, накапливает питательные вещества, выполняет свои функции). Второй — синтетический (на этом этапе клетка удваивает ДНК и хромосомы). Последний период в интерфазе — постсинтетический (на данном периоде клетка удваивает свои органы, накапливает энергию, готовится к делению и запасается АТФ).
- Митоз. Этот процесс делят на фазы. Первая — профаза (в этой фазе происходит сперализация и укорачивание хромосом, исчезают ядерные оболочки и ядрышки, образуется клеточный центр веретена деления, далее происходит прикрепление хромосом центрами к нитям веретена деления). Следующий этап — метафаза (здесь хромосомы выстраиваются горизонтально, по экватору). Затем идет анафаза (дочерние хромосомы или, как их еще называют, сестринские хромосомы, расходятся к полюсам). И наконец, четвертая — телофаза (здесь происходит раскручивание хромосом, разрушается веретено деления, появляются ядрышки и ядерные оболочки, происходит деление цитоплазмы).
Это деление клеток не влияет на гомогаметный пол
Мейотическое деление клеток
Так же как и в митотическом цикле, мейотическое деление начинается с интерфазы. Она в этом делении ничем не отличается от предыдущего. После интерфазы идет процесс под названием мейоз. Мейоз проходит в 2 деления. В нем закладывается информация о том, будет ли у ребенка женский гомогаметный пол.
Первое деление называется редукционным, в нем происходит профаза, как и в митозе, но добавляется конъюгация и кроссинговер. Далее идет метафаза (по экватору выстраиваются гомологичные хромосомы), далее идет анафаза (к полюсам расходятся гомологические хромосомы) и заключительная – телофаза, она протекает в точности как в митозе.
Теория наследственности
Наследственность — это наука, которая помогла человеку понять, почему и как у ребенка появляются признаки родителя. Эти признаки могут быть самыми разными, например характер, части тела, заболевания и прочее, а самое главное, гомогаметный пол. Для теории наследственности разработаны специальные положения, доказывающие саму теорию:
- Гены в хромосоме располагаются линейно, образуя группу сцепления.
- Число групп сцепления определяется гаплоидным набором хромосом.
- Гены, находящиеся в одной хромосоме, сцепляются, наследуются вместе. Нарушить сцепление может процесс кроссинговера.
- Расстояние между генами определяется моргоноидами. 1 моргоноид = 1 %.
- Самое главное условие для наследственности — чем дальше друг от друга находится гены в хромосоме, тем вероятность кроссинговера больше.
