X сцепленный рецессивный тип наследования. Х-сцепленный доминантный тип наследования. Y - сцепленный тип наследования

Классификация наследственных болезней (рабочая).

Классификация наследственных болезней

Прежде чем говорить о классификации наследственных заболеваний нужно подчеркнуть, что, наряду с наследственными болезнями, существуют еще и врожденные заболевания, семейные и спорадические заболевания.

Врожденными являются болезни, с которыми ребенок появляется на свет, они могут быть наследственными и ненаследственными. Часть из них возникает сугубо под действием факторов внешней среды на организм беременной женщины и плода – тератогенное действие (это лекарственные препараты и вредные химические вещества, ионизирующее излучение, инфекция и др.).

Семейные болезни - могут возникать у всех или нескольких членов семьи, но это может быть обусловлено не генетическим фактором, а общей средой жизни, условиями быта, питания и т.д. (нарпимер, семья шахтеров, семья голубеводов и т.д.)

Спорадические заболевания – связаны с первичным возникновением мутации.

1. Генные болезни
2. Мультифакториальные заболевания (болезни с наследственным предрасположением)
3. Хромосомные болезни
4. Генетические болезни соматических клеток
5. Болезни с нетрадиционным типом наследования (митохондриальные болезни, болезни экспансии тринуклеотидных повторов, болезни геномного импринтинга, однородительские дисомии).

Генные болезни (около 4,5 тыс.)

Причина - генные мутации. Закономерности их наследования соответствуют менделеевским правилам расщепления в потомстве. При этом принимается, что речь идет о полной форме наследственной патологии, т.е. патологические гены присутствуют во всех клетках организма.

Схематично общий патогенез генных мутаций можно представить следующим образом:

Мутация → мутантный ген → патологический первичный продукт (качественный или количественный) → цепь последующих биохимических процессов → изменения на уровне клетки → органа → организма.

Первичные эффекты генных мутаций на молекулярном уровне могут проявляться в 4-х вариантах (на примере обмена веществ) (подробно описаны в учебнике - стр. 115):

1. Отсутствием синтеза белка. Пример: фенилкетонурия (отсутствие фермента фенилаланингидроксилазы - накапливается фенилаланин)

2. Синтезом аномального белка. Пример: серповидно-клеточная анемия (гидрофильный глутамин → на гидрофобный валин, он не выполняет кислород-акцепторную функцию, при недостатке кислорода кристаллизуется - эритроциты имеют серповидную форму)

3. Недостаточным синтезом белка. Пример: β-талассемия (гемоглобинопатия) – торможение синтеза ß-цепи Нв, à цепь синтезируется нормально, при этом синтез нормального Нв А снижается, но увеличивается синтез НвА2 иНвF.

4. Избыточным синтезом белка. Пример: первичный гемохроматоз (избыточный синтез глобина, перенагруженность эритроцитов гемоглобином и соответственно железом, → гемосидероз паренхиматозных органов).

Таков же принцип патогенеза (т.е. мутантный ген → патологический первичный продукт) и для генов морфогенетического контроля, мутации в которых приводят к возникновению врожденных пороков развития (полидактилии (добавочные пальцы на руках или ногах) и др.).

Молекулярные изменения проявляются на клеточном уровне . Клетка как бы берет на себя удар от первичного патологического эффекта гена. Мишенью в данном случае служат клеточные структуры (мембраны клеток, лизосомы и т.д.).

Пример: гликогенозы (болезни накопления). Характеризуются накоплением в клетках печени и мышц полимеров гликогена. Механизм связан с нарушением процессов гликогенолиза из-за отсутствия ферментов расщепления гликогена.

Другой пример, где мишенью является мембрана клеток: нарушение синтеза рецепторов андрогенов приводит при наличии мужского (XY) генотипа к развитию женского фенотипа (это синдром тестикулярной феминизации).

Следующим уровнем патогенеза генных болезней является органный уровень . Он является производным от молекулярного и клеточного уровней патологических изменений.

Пример: алкаптонурия. Механизм развития обусловливается отложением накапливающейся в крови гомогентизиновой кислоты в суставных хрящах и клапанах сердца, что ведет к тугоподвижности суставов и порокам сердца.

Классификация генных болезней:

1. аутосомные – доминантные и рецессивные.

2. сцепленные с полом – доминантные и рецессивные.

Аутосомные доминантные генные болезни При доминантных аутосомных заболеваниях патологический ген находится в аутосоме и проявляет себя даже в гетерозиготном состоянии.

Особенности передачи доминантных аутосомных заболеваний:

2. Передача патологического признака возможна от любого из родителей.

3. Частота индивидуального поражения среди потомков больного - 50%.

4. Встречаются в каждом поколении (при условии 100% пенетрантности).

Пенетрантность - это вероятность фенотипических проявлений патологического гена, способность гена пробиться в признак. Она показывает, какой % носителей патологического гена обнаруживает соответствующий фенотип. При высокой пенетрантности у всех людей, получивших патологический ген, разовьется заболевание, т.е. число носителей этого гена будет равным количеству больных. При слабой пенетрантности число носителей патологического гена будет превышать количество больных. Однако клинически здоровый носитель патологического гена может передать его своим потомкам. Так возникают перескоки заболеваний через поколение.

Неполная пенетрантность определяется генотипическим окружением гена, т.е. человек может быть носителем патологического гена, но ген может не проявляться за счет модифицирующего влияния на него других генов генотипа. В этом случае говорят о неполной пенетрантности и о варьирующей экспрессивности.

Экспрессивность - это степень выраженности патологического гена. Пример: шестипалость, но шестой палец – короткий, слабое проявление унаследованного признака.

Примеры аутосомных доминантных заболеваний: короткопалость, многопалость, множественный полипоз кишечника, врожденный птоз век, ахондроплазия, врожденная куриная слепота (не поддающаяся лечению витамином А, т.к. есть куриная слепота, которая лечится витА), болезнь Марфана (портрет Линкольна, арахнодактилия - паучьи пальцы, подвывих хрусталика), хорея Гентингтона (проявляется в 35-40 лет, имеет 2 основных синдрома: хорея - гиперкинетические подергивания туловища, лица, шаркающая походка, симптом нарушения речи из-за подергивания языка и неба; деменция - слабоумие) и др. Экспрессивность при хорее Гентингтона может варьировать от нистагма до полной деменции - это свидетельствует о клиническом полиморфизме наследственных заболеваний.

Аутосомные рецессивные генные болезни . Проявляются только в гомозиготном состоянии.

Особенности передачи рецессивных аутосомных заболеваний :

1. Лица мужского и женского пола поражаются в равной степени.

2. Родители больного фенотипически здоровы, являются гетерозиготами, носителями патологического гена, что обнаруживается только в случае рождения больного ребенка.

3. При этом риск рождения больного ребенка 25%.

4. Если болен один из родителей дети обычно здоровы.

5. Нередко родители больного ребенка являются родственниками (выше вероятность быть носителями одного и того же рецессивного гена). По данным ВОЗ, сегодня миллионы жителей планеты заключают кровно-родственные браки. В нашей стране это явление широко распространено в Азии, где 20% всех браков - родственные. В каждой 60-ой такой семье рождается ребенок с наследственной патологией. На Западе тоже распространены внутрисемейные браки и высока частота наследственных заболеваний, например, в фермерских регионах Финляндии.

Примеры: энзимопатии - наследственные дефекты обмена углеводов (пример, галактоземия), липидов (пример- сфинголипидозы), аминокислот (пример– фенилкетонурия, альбинизм); витаминов, эритроцитарных ферментов, дефекты биосинтеза гормонов, коллагеновые болезни.

Другой пример: каналопатии - муковисцидоз - легочная и кишечная форма. (характеризуется образованием в железах густого секрета, который закупоривает железистые протоки, в результате формируются кисты).

Х-сцепленные доминантные болезни .

Особенности передачи доминантных болезней, сцепленных с полом:

1. Поражаются и мужчины и женщины. Но больных женщин в 2 раза больше, чем больных мужчин.

2. Все дочери больного отца будут больными, сыновья здоровы.

3. Если мать гомозиготна по данному признаку, то все потомство будет больным, если гетерозиготна - больными будут 50% сыновей и дочерей, т.е. 50% детей.

4. В среднем гетерозиготные женщины болеют менее тяжело, чем гемизиготные мужчины.

Примеры: дефект зубной эмали, аномалия волосяных фолликулов (фолликулярный гиперкератоз, он приводит к полной или частичной утрате ресниц, бровей, волос головы - тяжелые формы только у мужчин) и др.

Особенности передачи :

1. Передача патологического гена происходит от отца дочери, все дочери больного отца - фенотипически здоровые носители.

2. Женщина-носитель передаст патологический ген 50% своих детей.

3. Больной мужчина может получить патологический ген только от матери.

4. Женщина-носитель может получить патологический ген как от матери, так и от отца.

5. Женщины болеют редко. Почему? Рождение больной дочери возможно только в случае брака гемизиготного отца и гетерозиготной матери, происходит гомозиготирование - заболевание протекает тяжело, часть плодов абортируется, часть новорожденных погибает на 1-ом году жизни.

6. У гомозиготной же больной матери будут больными только сыновья, дочери будут носителями.

Примеры: гемофилия А,В; дальтонизм, сцепленный с полом ихтиоз агаммаглобулинемия –болезнь Бруттона, недостаток Г-6-ФДГ, синдром Леша-Нихана - редкая аномалия метаболизма пуринов, связанная с недостаточностью фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы (тяжелая гиперурикемия, неврологические расстройства, подагрические узлы, идиотия, неукротимое стремление к самоповреждениям - откусыванию пальцевых фаланг, кончика языка).

Как обсуждалось ранее, Х-сцепленный фенотип считают доминантным, если он обычно проявляется у гетерозигот. доминантное наследование можно легко отличить от аутосомно-доминантного наследования по отсутствию передачи от мужчины к мужчине, явно невозможной при Х-сцепленном наследовании, поскольку мужчины передают сыновьям хромосому Y, а не X.

Таким образом, отличительная черта полностью пенетрантной Х-сцепленной доминантной родословной - все дочери больных мужчин также больны, при этом ни один из сыновей не болен; если есть хотя бы одна здоровая дочь или больной сын, наследование должно быть аутосомным, а не Х-сцепленным. Наследование через женщину не имеет никаких отличий от аутосомно-доминантного наследования; поскольку женщины имеют пару Х-хромосом, как и пары аутосом, каждый ребенок больной женщины имеет 50% шанс наследования признака, независимо от пола.

В многочисленных семьях с Х-сцепленными доминантными заболеваниями клиническая картина обычно мягче у женщин, которые почти всегда гетерозиготны, поскольку мутантный аллель в части их клеток расположен в неактивной Х-хромосоме. Таким образом, большинство Х-сцепленных доминантных заболеваний не полностью доминантны, как и в случае с большинством аутосомно-доминантных заболеваний.

К Х-сцепленным доминантным заболеваниям относятся всего несколько генетических нарушений. Один из примеров - Х-сцепленный гипофосфатемический рахит (или витамин-D-резистентный рахит), нарушающий способность почечных канальцев реабсорбировать фосфаты. Продукт дефектного гена принадлежит к семейству эндопептидаз, активизирующих или деградирующих ряд пептидных гормонов.

Патогенез, благодаря которому недостаток данной эндопептидазы вызывает нарушение метаболизма фосфатов и рахит, неизвестен. Заболевание отнесено к Х-сцепленным доминантным, так как, хотя поражаются оба пола, у гетерозиготных женщин уровень фосфата сыворотки снижен меньше и клиническая картина рахита менее тяжелая, чем у больных мужчин.

Характеристики Х-сцепленного доминантного наследования :
Пораженные мужчины в браке со здоровой женщиной не имеют больных сыновей и здоровых дочерей.
Как сыновья, так и дочери женщин-носителей имеют 50% риск наследования фенотипа. Родословная аналогична аутосомно-доминантному наследованию.
Пораженные женщины встречаются почти в два раза чаще мужчин, но обычно имеют хотя и вариабельные, но более мягкие проявления фенотипа.

Описано более 370 болезней, сцепленных (или предположительно сцепленных) с Х-хромосомой . Тяжесть заболевания зависит от пола. Полные формы болезни проявляются преимущественно у мужчин, поскольку они гемизиготны по генам, локализованным на Х-хромосоме. Если мутация затрагивает рецессивный сцепленный с Х-хромосомой ген ( XR-болезнь), то гетерозиготные женщины здоровы, но являются носительницами гена (а гомозиготы в большинстве случаев летальны). Если мутация затрагивает доминантный сцепленный с Х-хромосомой ген ( XD-болезнь), то у гетерозиготных женщин болезнь проявляется в легкой форме (а гомозиготы летальны). Важнейшее свойство болезней, сцепленных с Х-хромосомой, - невозможность их передачи от отца к сыну (поскольку сын наследует Y-, а не Х-хромосому отца).

Гены, вызывающие Х-сцепленные болезни, расположены на Х-хромосоме , поэтому такие болезни по-разному проявляются у лиц разного пола. Так как у женщин две Х-хромосомы, то проявления мутантного гена зависят от многих факторов: гетерозиготна или гомозиготна женщина по мутантному гену, доминантна или рецессивна мутация. Дополнительный фактор - случайный характер инактивации одной Х-хромосомы в клетках женского организма. У мужчин только одна Х-хромосома, поэтому у них мутация чаще проявляется полностью, независимо от того, доминантная это мутация у женщин или рецессивная.

Таким образом, термины Х-сцепленный доминантный или Х-сцепленный рецессивный относятся только к проявлению мутации у женщин. Из-за инактивации одной Х-хромосомы у женщин трудно различить доминантные и рецессивные Х-сцепленные болезни. И при недостаточности орнитинкарбамоилтрансферазы , часто описываемой как Х-сцепленная доминантная болезнь, и при болезни Фабри , часто описываемой как Х-сцепленная рецессивная болезнь, у гетерозигот нередко имеются признаки патологии. Ввиду отсутствия четких определений эти заболевания следует рассматривать просто как Х-сцепленные, без разделения их на рецессивные и доминантные.

Такое разделение более пригодно для Х-сцепленных заболеваний, при которых гетерозиготы обычно здоровы (например, синдром Гунтера) либо имеют те же симптомы, что и гемизиготные мужчины (например, Х-сцепленный гипофосфатемический рахит).

Важная черта Х-сцепленного наследования - признак не передается по мужской линии, так как сын получает от отца Y-хромосому. Но все дочери отца, страдающего Х-сцепленной болезнью, унаследуют мутантный аллель, поскольку они обязательно получают от отца эту Х-хромосому.

Х-сцепленное доминантное наследование показано на примере родословной на рис. 65.21 :

Больных женщин примерно вдвое больше, чем мужчин.

Больная женщина с вероятностью 50% передает заболевание и сыновьям, и дочерям.

Больной мужчина передает заболевание только всем дочерям.

У женщин-гетерозигот болезнь протекает легче, а ее признаки более изменчивы, чем у мужчин.

Иногда Х-сцепленное доминантное наследование встречается при редких заболеваниях, летальных для плодов мужского пола ( рис. 65.22):

Заболевание проявляется только у женщин, гетерозиготных по мутантному гену;

Больная женщина с вероятностью 50% передает заболевание дочерям;

У больных женщин повышена вероятность самопроизвольных абортов , вызванных гибелью плодов мужского пола.

Пример такого заболевания - недержание пигмента.

Некоторые Х-сцепленные болезни нарушают репродуктивную функцию у женщин, а для мужчин детальны на стадии внутриутробного развития, и поэтому они возникают в основном или исключительно как спорадические заболевания у женщин вследствие новой мутации. К таким болезням относят синдром Экарди , синдром Гольца и синдром Ретта .

На Х-хромосоме есть псевдоаутосомный участок , гены которого имеют гомологичные копии на Y-хромосоме и наследуются так же, как и аутосомные.

Данная брошюра содержит информацию о том, что такое Х-сцепленное наследование и каким образом наследуются Х-сцепленные заболевания.

Что такое гены и хромосомы?

Наше тело состоит из миллионов клеток. Большинство клеток содержат полный набор генов. У человека тысячи генов. Гены можно сравнить с инструкциями, которые используются для контроля роста и согласованной работы всего организма. Гены отвечают за множество признаков нашего организма, например, за цвет глаз, группу крови или рост.

Рисунок 1: Гены, хромосомы и ДНК

Гены расположены на нитевидных структурах, называемых хромосомами. В норме, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей - 23 от мамы, и 23 от папы, поэтому мы часто похожи на своих родителей. Таким образом, у нас два набора по 23 хромосомы, или 23 пары хромосом. Так как на хромосомах расположены гены, мы наследуем по две копии каждого гена, по одной копии от каждого из родителей. Хромосомы (следовательно, и гены) состоят из химического соединения, называемого ДНК.

Рисунок 2: 23 пары хромосом, распределенные по размеру; хромосома под номером 1 - самая большая. Две последние хромосомы - половые.

Хромосомы (см. Рисунок 2), пронумерованные от 1 до 22, одинаковые у мужчин и у женщин. Такие хромосомы называют аутосомами. Хромосомы 23-й пары различны у женщин и мужчин, и их называют половыми хромосомами. Есть 2 варианта половых хромосом: Х-хромосома и Y-хромосома. В норме у женщин присутствуют две Х-хромосомы (ХХ), одна из них передается от матери, другая - от отца. В норме у мужчин присутствуют одна X-хромосома и одна Y-хромосома (XY), при этом Х-хромосома передается от матери, а Y-хромосома - от отца. Так, на Рисунке 2 изображены хромосомы мужчины, так как последняя, 23-я, пара представлена сочетанием XY.

Иногда в одной копии гена возникает изменение (мутация), которое нарушает нормальную работу гена. Такая мутация может привести к развитию генетического (наследственного) заболевания, так как измененный ген не передает нужную информацию для организма. Х-сцепленные заболевания обусловлены изменениями в генах Х-хромосомы.

Что такое Х-сцепленное наследование?

Х-хромосома содержит многие из генов, которые очень важны для роста и развития организма. Y-хромосома намного меньше по размеру и содержит меньше генов. Как известно, у женщин две Х-хромосомы (ХХ), поэтому в случае, если одна копия гена на Х-хромосоме изменена, то нормальная копия на второй Х-хромосоме может компенсировать функцию измененной. В этом случае женщина, как правило, является здоровой носительницей Х-сцепленного заболевания. Носителем называют человека, у которого отсутствуют признаки заболевания, но имеется измененная копия гена. В некоторых случаях у женщин могут присутствовать умеренно выраженные проявления заболевания.

У мужчин присутствуют одна Х и одна Y хромосомы, поэтому в случае, когда одна копия гена на Х-хромосоме изменена, нормальная копия гена для компенсации функции отсутствует. Это означает, что такой мужчина будет болен. Заболевания, которые наследуются вышеописанным образом, называются Х-сцепленными рецессивными. Примерами таких заболеваний являются гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна и синдром фрагильной Х-хромосомы.

Х-сцепленное доминантное наследование

Большинство Х-сцепленных заболеваний являются рецессивными, однако в редких случаях Х-сцепленные заболевания наследуются как доминантные. Это означает, что если у женщины будет одна измененная и одна нормальная копии гена, то этого будет достаточно, чтобы заболевание проявилось. Если мужчина унаследовал измененную копию гена Х-хромосомы, то у него проявится заболевание, так как у мужчин только одна Х-хромосома. У больных женщин вероятность рождения больного ребенка составляет 50% (1 из 2), и она одинакова для дочерей и сыновей. У больного мужчины все дочери будут больны, а все сыновья будут здоровы.

Каким образом наследуются Х-сцепленные заболевания?

Если у женщины-носительницы сын, то она может ему передать либо Х-хромосому с нормальной копией гена, либо Х-хромосому с измененной копией гена. Таким образом, каждый сын имеет шанс 50% (1 из 2) унаследовать измененную копию гена и заболеть. В то же время существует такой же шанс - 50% (1 из 2), что сын унаследует нормальную копию гена, и в этом случае у него не будет заболевания. Эта вероятность одинакова для каждого сына (Рис. 3).

Если у женщины-носительницы дочь, она передаст либо Х-хромосому с нормальной копией гена, либо Х-хромосому с измененной копией. Таким образом, каждая дочь имеет шанс 50% (1 из 2) унаследовать измененную копию гена, в этом случае она будет носительницей, как и ее мать. С другой стороны, существует такой же шанс - 50% (1 из 2), что дочь унаследует нормальную копию гена, и в этом случае она будет здорова и не будет являться носительницей (Рис. 3).

Рисунок 3: как Х-сцепленные рецессивные заболевания передаются от женщин-носительниц

Рисунок 4: как Х-сцепленные рецессивные заболевания передаются от больных мужчин

Если у мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием, дочь, то он всегда передаст ей измененную копию гена. Это связано с тем, что у мужчин есть только одна Х-хромосома, и они всегда передают ее своим дочерям. Таким образом, все его дочери будут носительницами (Рис. 4). Как правило, дочери здоровы, но у них есть риск рождения больных сыновей.

Если у мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием, сын, то он никогда не передаст ему измененную копию гена. Это связано с тем, что мужчины всегда передают своим сыновьям Y-хромосому (если же они передают Х-хромосому, у них будет дочь). Таким образом, все сыновья мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием,будут здоровы (Рис. 4).

Что происходит в том случае, если пациент является первым в семье, у кого выявлено данное заболевание?

Иногда ребенок с Х-сцепленным генетическим заболеванием может быть первым в семье, у кого выявлено данное заболевание. Это может объясняться тем, что в сперматозоиде или яйцеклетке, из которых развился данный ребенок, произошла новая мутация (изменение) в гене. В этом случае ни один из родителей ребенка не будет носителем заболевания. Вероятность рождения у этих родителей другого ребенка с таким же заболеванием очень мала. Однако, больной ребенок, у которого появился измененный ген, в будущем может передать его своим детям.

Тест на определение носительства и пренатальная диагностика (тест во время беременности)

Для людей, у которых есть семейный анамнез Х-сцепеленного рецессивного наследственного заболевания, существует несколько возможностей для обследования. Анализ на выявление носительства может быть проведен у женщин с целью определения, являются ли они носительницами мутаций (изменений) в определенном гене Х-хромосомы. Эта информация может оказаться полезной при планировании беременности. Для некоторых Х-сцепленных заболеваний возможно проведение пренатальной диагностики (то есть, диагностики во время беременности) для определения, унаследовал ли ребенок заболевание (более подробная информация представлена в брошюрах «Биопсия ворсин хориона» и «Амниоцентез»).

Другие члены семьи

Если кто-то в Вашей семье болен Х-сцепленным заболеванием или является носителем, возможно, Вы захотите обсудить это с другими членами Вашей семьи. Это предоставит возможность женщинам в Вашей семье, при желании, пройти обследование (специальный анализ крови) для определения, являются ли они носительницами заболевания. Эта информация также может быть важна для родственников при диагностике заболевания. Это может быть особенно важно для тех родственников, у которых есть или будут дети.

Некоторым людям может оказаться сложно обсуждать свое генетическое заболевание с другими членам семьи. Они могут бояться причинить беспокойство членам семьи. В некоторых семьях люди из-за этого испытывают сложности в общении и теряют взаимопонимание с родственниками.

Врачи-генетики, как правило, имеют большой опыт в решении подобных семейных ситуаций и могут помочь Вам в обсуждении проблемы с другими членами семьи.

Что важно помнить

• Женщины-носительницы Х-сцепленного заболевания имеют вероятность 50% передать своим детям измененную копию гена. Если измененную копию от матери наследует сын, то он будет болен. Если измененную копию от матери наследует дочь, то она будет носительницей заболевания, как и ее мать.
• Мужчина с Х-сцепленным рецессивным заболеванием всегда передает измененную копию гена своей дочери, и она будет носительницей. Однако, если это Х-сцепленное доминантное заболевание, то его дочь будет больна. Мужчина никогда не передает измененную копию гена своему сыну.
• Измененный ген нельзя исправить - он остается измененным на всю жизнь.
• Измененный ген не заразен, например, его носитель может быть донором крови.
• Люди часто испытывают чувство вины в связи с тем, что в их семье есть генетическое заболевание. Важно помнить, что это не является чьей-либо виной или следствием чьих-либо действий.

X-сцепленное рецессивное наследование (англ. X-linked recessive inheritance ) - один из видов сцепленного с полом наследования. Такое наследование характерно для признаков, гены которых расположены на Х-хромосоме и которые проявляются только в гомозиготном или гемизиготном состоянии. Такой тип наследования имеет ряд врождённых наследственных заболеваний у человека, эти заболевания связаны с дефектом какого-либо из генов, расположенных на половой Х-хромосоме, и проявляются в случае, если нет другой Х-хромосомы с нормальной копией того же гена . В литературе встречается сокращение XR для обозначения X-сцепленного рецессивного наследования .

Для Х-сцепленных рецессивных заболеваний характерно, что обычно поражёнными являются мужчины, для редких Х-сцепленных заболеваний это справедливо почти всегда. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами. Среди сыновей гетерозиготных матерей соотношение больных и здоровых равно 1 к 1 .

Частным случаем Х-сцепленного рецессивного наследования является крисс-кросс наследование (англ. criss-cross inheritance , также наследование крест-накрест ), в результате которого признаки отцов проявляются у дочерей, а признаки матерей - у сыновей. Название такому типу наследования дал один из авторов хромосомной теории наследования Томас Хант Морган . Он впервые описал такой тип наследования для признака цвета глаз у дрозофилы в 1911 году . Крисс-кросс наследование наблюдается тогда, когда мать является гомозиготой по рецессивному признаку, локализованному в Х-хромосоме, а у отца в единственной Х-хромосоме имеется доминантный аллель этого гена. Выявление такого вида наследования при анализе расщепления является одним из доказательств локализации соответствующего гена на Х-хромосоме .

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Индивидуальные черты, сцепленные с полом

Комбо-задача по генетике 3 в 1! Урок биологии №71.

Онлайн урок биологии. Наследование, сцепленное с полом

Принцип Харди-Уайнберга

Развлечение с решёткой Пеннетта

Субтитры

На текущий момент нашего курса биологии вы, наверное, задаетесь логичным вопросом: чем обусловлен пол организма? Однозначного ответа нет, ведь в животном мире пол определяют различные факторы. Для некоторых рептилий им является внешняя среда. Для рептилий этот фактор - внешняя среда. Не для всех, лишь для некоторых видов. Иногда это зависит от температуры, в которой развивается зародыш, зависит его будущий пол; иногда - от других факторов внешней среды. Для других классов животных, в частности для млекопитающих, к которым принадлежим и мы, это гены. Вы можете спросить: «Салман, …» Секунду, я напишу. У млекопитающих - гены. Так вот, вы спросите: "может быть существуют разные аллели - аллель мужского пола, аллель женского?" Но вы же знаете, насколько много признаков определяют различия между мужчиной и женщиной. Наверное, это набор взаимодействующих генов. Эта вторая догадка, она ближе к истине. Это даже больше, чем набор генов. Это хромосомы целиком. Давайте я нарисую ядро. Вот такое ядро. Это будет ядро для мужчины. 22 пары хромосом не являются определяющими пол. Обозначу их; одна из гомологичных, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14. И так далее. Всего 22 пары. Хромосомы этих двадцати двух пар называют аутосомами. Это стандартные пары хромосом, содержащих разную информацию. Эти пары состоят из гомологичных хромосом, которые, как мы говорили раньше, мы получаем по одной от каждого из родителей. Содержащаяся в них информация необязательно идентична, но всегда определяется аналогичными генами. Если один ген определяет цвет глаз, другой ген в паре - тоже. Хотя сам цвет может быть закодирован в этих генах по-разному. Итак, этот набор генов никак не определяет наш пол. Для этого есть две специальные хромосомы. Давайте я обозначу их вот здесь. Длинная бежевая и короткая синяя. Вы сразу заметите: эти две не похожи на гомологичные хромосомы. Как они могут содержать одну и ту же информацию, когда синяя короткая, а бежевая длинная? И вы правы. Они не гомологичные. Эти хромосомы определяют половые признаки. Итак, хромосомы определяющие половые признаки. Длинную хромосому принято называть X-хромосомой. Прокрутим вниз… А синюю короткую называют Y-хромосомой. И вот как они определяют пол. Простая система: если у вас есть Y-хромосома, вы принадлежите к мужскому полу. Вот это ядро, которое я нарисовал, - представим, что вокруг него клетка, - мужское. Таким образом, если у вас есть X-хромосома (а от мамы мы можем получить только ее)… Х-хромосома от мамы и Y-хромосома от папы, тогда вы будете мужского пола. Если у вас Х-хромосома от мамы и Х-хромосома от папы, вы будете женского пола. Мы можем даже начертить решётку Пеннета. Это будет простая таблица, но она покажет возможные комбинации. Скажем, это генотип вашей мамы в определяющей половые признаки хромосоме. У неё две Х-хромосомы. Это сделало её вашей мамой, а не папой. А у вашего папы - Х-хромосома и Y-хромосома. (Y - с большой буквы) И вот таблица Пеннета. Какие возможны варианты потомства? Мама может дать эту X-хромосому, папа - тоже X-хромосому. Тогда получится девочка. Мама может дать другую X-хромосому вместе с той X-хромосомой - опять будет девочка. Понятно, что от мамы мы всегда получаем X-хромосому. А вот от папы можем получить либо X-, либо Y-хромосому. Пусть будет Y-хромосома. Это будут девочки, а те - мальчики. Хорошо, что половина девочек и половина мальчиков. И вот какой интересный факт, в котором есть некоторая ирония. Подумаем, кто определяет пол потомства? Будет ли это мама или папа? Так вот мама всегда дает X-хромосому, то есть гаплоидный набор яйцеклетки мамы, женской гаметы, никоим образом не может определять пол потомства. Решающую роль играют сперматозоиды. У отца их множество, и все они стремятся... все они стремятся к яйцеклетке. В некоторых из них X-хромосома, а в некоторых - Y-хромосома. И другие хромосомы. Если гонку выиграет вот этот сперматозоид, лучше сказать, что это девочка… Если она выиграет, то оплодотворённая яйцеклетка будет девочкой. Если этот сперматозоид выиграет гонку, получится мальчик. Почему я сказал про иронию: в истории немало примеров, и самый известный, наверное, - Генрих VIII… Вообще говоря, это характерно не только для королей… В нашей цивилизации доминирует мужское начало, и часто мужчины одержимы желанием получить наследника, чтобы было кому передать фамилию. А в случае Генриха VIII - страну. А если рождаются девочки, они ужасно раздражаются и обвиняют жён, а ведь виноваты они сами. Генрих VIII и Анна Болейн. Я не большой знаток истории, но в общих чертах было так: Генрих разозлился на Анну, потому что она не родила ему наследника. И нашёл причину, чтобы казнить её отсечением головы, хотя причина-то была в нём самом. Вероятно, большая часть его сперматозоидов были такими, а не такими. Впоследствии у него родился сын, и если это был действительно его ребёнок, значит, у него были и такие сперматозоиды, но причина была в нём. Вот в чём ирония. Мужчины обвиняют своих жён, а причина кроется в них самих. Теперь вы можете задаться вопросом: "Салман, а эти хромосомы определяют только лишь половые признаки или содержат ещё какую-то информацию?" Нарисую несколько хромосом. Пусть это будет X-хромосома, а это - Y-хромосома. X-хромосома содержит много другой информации, хотя в ней сравнительно мало генов. Приблизительно 1500 генов. А в Y-хромосоме меньше всего генов из всех других хромосом. Всего 78 генов. Я только что уточнил это, но никто знает, точно ли 78. Она содержит очень мало информации, отличной от определения пола. В ней есть ген, называемый SRY-ген. Вы можете этого не знать. Он играет роль в развитии яичек, мужских половых органов. Итак, SRY-ген играет роль в развитии яичек. Этот ген содержит информацию, которая определяет развитие мужских половых органов. Если такой ген отсутствует, развивается женская особь. Я даю очень упрощённое представление. Пока я говорил об информации, играющей роль в определении пола. Но в этих генах записана и другая информация. Наиболее известны примеры отдельных нарушений. Например, цветовая слепота. Гены... лучше сказать, мутации вызывающие цветовую слепоту. Неспособность различать красный и зелёный цвета. Я написал это зелёным цветом, что может быть не совсем правильно. А также гемофилия. Когда кровь не сворачивается. Существует несколько типов гемофилии. Но основной её признак - неспособность крови сворачиваться. Оба отклонения вызваны мутациями X-хромосомы. Это рецессивные мутации Что это означает? Обе X-хромосомы должны - возьмём случай гемофилии - обе X- хромосомы индивидуума должны содержать мутации гемофилии, чтобы у него был фенотип гемофилии. Например, вот у нас есть генотип женщины. У неё одна нормальная X-хромосома и одна X-хромосома - обозначу верхним индексом - и одна хромосома с мутацией гемофилии. Она будет носителем. В её фенотипе гемофилия отсутствует. Её кровь сворачивается, как нужно. Женщина будет страдать от гемофилии, только если получит два таких гена, так как это рецессивная мутация. У такого индивидуума будет гемофилия. А у мужчин только одна X-хромосома. И мужчина будет страдать гемофилией, если такая мутация будет в одной X- хромосоме, которую он получил. А другая - это Y-хромосома. У такого мужчины будет гемофилия. Возникает вопрос о том (сразу отмечу, что это относительно редкая мутация X-хромосомы)... о том, для кого вероятность заболеть гемофилией более высока? Для мужчины или для женщины? При прочих равных, кто чаще болеет? Смотрите, это сравнительно редкая аллель; у женщины должны быть два таких гена. Я навёл справки перед записью. Частота его формирования такова: приблизительно 1 мужчина из 5 000-10 000 болеет гемофилией. То есть частота такой аллели 1 на 7 000; частота формирования Х-хромосомы с мутацией гемофилии. Вероятность будет вот такой. Поэтому 1 из 7 000 мужчин страдают гемофилией; 1 раз из 7000 они получают Х-хромосому с мутацией, определяющей гемофилию. При этом Y-хромосома не имеет никакого значения: она не определяет факторы свёртываемости крови и прочие, вызывающие гемофилию. А при каких условиях заболеет гемофилией женщина? Только если получит две хромосомы с мутацией. И вероятность такой мутации - 1 на 7 000. То есть для неё вероятность будет равна 1 на 7 000, умноженных на 7000, то есть один на 49 миллионов. Как вы понимаете, случаи гемофилии у женщин намного более редки, чем у мужчин. И, как правило, все мутации, связанные с полом, если это рецессивные мутации, проявляются, если переходят мужчинам, так как у них нет другой X-хромосомы, которая была бы доминантной. А у женщин они проявляются, только если обе хромосомы такие. Заболеваемость у мужчин будет… пусть m обозначает заболеваемость мужчин. Исправлю орфографию… Заболеваемость мужчин... Тогда какова заболеваемость у женщин? Это можно рассматривать как частоту аллелей с такой мутацией X-хромосомы. Женщина заболеет, если получит два таких гена. То есть частота для женщин - m в квадрате. Вы скажете - это же больше. Я возвожу в квадрат. Но мы помним, что частота заболеваемости меньше единицы, в случае гемофилии - один на 7000. Возведя в квадрат 1 из 7000, получим 1 из 49 млн. Надеюсь, вам было интересно. Теперь вы знаете, что определяет формирование мужских и женских половых признаков. И кто «виноват», если у пары никак не получается родить сына. Subtitles by the Amara.org community

Особенности наследования рецессивных признаков, сцепленных с полом, у человека

У человека, как у всех млекопитающих, мужской пол гетерогаметный (XY), а женский пол гомогаметный (XX). Это означает, что у мужчин только одна Х- и одна Y-хромосома, а у женщин имеется две Х-хромосомы. В Х-хромосомах и Y-хромосомах есть небольшие гомологичные участки (псевдоаутосомные регионы). Наследование признаков, гены которых расположены в этих областях, аналогично наследованию аутосомных генов, и в этой статье оно не рассматривается.

Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть рецессивными и доминантными . Рецессивные признаки не проявляются у гетерозиготных особей в присутствие доминантного признака. Так как у мужчин есть только одна Х-хромосома, мужчины не могут быть гетерозиготными по тем генам, которые находятся в Х-хромосоме. По этой причине у мужчин возможны всего два состояния X-сцепленного рецессивного признака :

• при наличии в единственной Х-хромосоме аллеля , детерминирующего признак или расстройство, у мужчины проявляется таковой признак или расстройство, а все его дочери получают от него этот аллель вместе с Х-хромосомой (сыновья получат Y-хромосому);
• если такового аллеля в единственной в Х-хромосоме нет, то у мужчины этот признак или расстройство не проявляется и потомству не передаётся.

Так как у женщин две Х-хромосомы, то для Х-сцепленных рецессивных признаков у них возможны три состояния :

• аллель, определяющий этот признак или расстройство, отсутствует в обеих Х-хромосомах - признак или расстройство не проявляется и потомству не передаётся;
• аллель, определяющий признак или расстройство, присутствует только в одной Х-хромосоме - признак или расстройство обычно не проявляется, а при наследовании примерно 50 % потомков получают от неё этот аллель вместе с Х-хромосомой (другие 50 % потомков получат другую Х-хромосому);
• аллель, определяющий признак или расстройство, присутствует в обеих Х-хромосомах - признак или расстройство проявляется и потомству передаётся в 100 % случаев.

Некоторые расстройства, наследующиеся по X-сцепленному рецессивному типу, могут быть настолько тяжёлыми, что приводят к внутриутробной гибели плода. В этом случае среди членов семьи и среди их предков может не быть ни одного известного больного.

Женщины, которые имеют только одну копию мутации, называются носителями. Обычно такая мутация не выражается в фенотипе, то есть никак не проявляется. Отдельные заболевания с Х-сцепленным рецессивным наследованием всё же имеют некоторые клинические проявления у женщин-носителей вследствие механизма дозовой компенсации , благодаря которому в соматических клетках случайно инактивируется одна из Х-хромосом, и в одних клетках организма экспрессируется один Х-аллель, а в других - другой .

Некоторые X-сцепленные рецессивные заболевания человека

Распространённые

Часто встречающиеся X-сцепленные рецессивные заболевания:

Редкие

См. также

• X-сцепленное доминантное наследование

Примечания

1. Фонд «Подари жизнь». Х-сцепленное рецессивное наследование
2. Seroquel XR (quetiapine) Disease Interactions
3. A novel X‐linked recessive form of Mendelian susceptibility to mycobaterial disease
4. X-linked mendelian susceptibility to mycobacterial diseases
5. Фогель Ф., Мотульский А. Генетика человека в 3-х томах. - М: Мир, 1989. - Т. 1. - С. 162-164. - 312 с.
6. Morgan T.H., Sturtevant A.H., Muller H.J., Bridges C.B. . - New York: Henry Holt and Company, 1915. - 262 с.
7. Англо-русский толковый словарь генетических терминов. Арефьев В. А., Лисовенко Л. А., Москва: Изд-во ВНИРО, 1995 г.
8. Шевченко В. А., Топорнина Н. А., Стволинская Н. С. Генетика человека: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004. - 240 с.: ISBN 5-691-00477-8 с 116
9. Dobyns WB, Filauro A. Inheritance of most X-linked traits is not dominant or recessive, just X-linked. Am J Med Genet A. 2004 Aug 30;129A(2):136-43.
10. OMIM Color Blindness, Deutan Series; CBD
11. Carlo Gelmetti; Caputo, Ruggero. Pediatric Dermatology and Dermatopathology: A Concise Atlas. - T&F STM, 2002. - P. 160. - ISBN 1-84184-120-X .
12. Duchenne muscular dystrophy: MedlinePlus Medical Encyclopedia . Nlm.nih.gov. Проверено 6 мая 2014.