Краткая история медицинской генетики

     3. В семье, где муж  имеет вторую группу крови  системы АВ0, а жена четвертую  группу крови, родились два ребенка, один из которых имеет вторую, а другой - третью группу крови. Определите вероятные генотипы родителей и их детей.

     4. У женщины установлена  первая группа крови системы  АВ0,а у мужчины - четвертая  группа крови. Можно ли исключить  спорное отцовство, если у ребенка обнаружена первая группа крови?

 

     Вопросы и задания

     1. В семье признак  рыжих волос наследуется как  рецессивный. Какое будет потомство,  если поженятся кузены (двоюродные  брат и сестра) с рыжими и  темными (брюнет) волосами.

    2. Если две сестры  — однояйцовые близнецы —  выйдут замуж за двух братьев  — однояйцовых близнецов —  и у них будут дети, будут  ли эти дети похожи друг  на друга как идентичные близнецы?

     3. Мужчина с полидактилией  (лишние пальцы) женится на нормальной (пятипалой) женщине. Они имеют пятерых детей с полидактилией. Один из них женится на нормальной (пятипалой) женщине, и они имеют несколько детей. У многих ли их детей будет полидактилия?

     4. Если кареглазый  мужчина-левша женится на голубоглазой  женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родится голубоглазый ребенок-левша, то что можно сказать о генотипе отца и матери?

     5. На одного резус-отрицательного  ребенка, имеющего группу крови  ММ, претендуют две родительские  пары: а) мать резус-отрицательная с группой крови М и отец резус-положительный с группой крови М; б) мать резус-положительная с группой крови N и отец резус-положительный с группой крови М. Какой паре принадлежит ребенок?

     6. Если женщина с  веснушками и волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба родители его имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?

     7. В брак вступают  женщина с отрицательным резус-фактором и I группой крови и мужчина с положительным резус-фактором и IV группой крови. Определите вероятность иммунного конфликта у детей и возможную группу крови при этом, если известно, что у матери мужа кровь была резус-отрицательная.

     8. Детская форма амавротической семейной идиотии наследуются аутосомно-рецессивно и заканчиваются обычно смертельным исходом к 4-м — 5-ти годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от этой болезни. Каков прогноз в отношении здоровья следующего ребенка?

     9. В семье у кареглазых родителей четверо детей с разными группами крови, один из них голубоглазый. Какова вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с первой группой крови?

     10. Женщина, имеющая  нос нормального размера и  карие глаза, выходит замуж за голубоглазого мужчину с большим носом. Первый сын родился голубоглазым и с большим носом. Какова вероятность рождения в этой семье кареглазых детей с маленьким носом?

 

Тема 3. Генетика пола

 

     В хромосомном наборе  у женщин имеется 22 пары аутосом  и две одинаковые половые хромосомы XX; у мужчин 22 пары аутосом и половые хромосомы X и V (неодинаковые). В процессе мейоза каждая из пары гомологичных хромосом уходит в разные гаметы. Так как у женщин 23 пары гомологичных хромосом, то во все гаметы попадает 22 аутосомы и одна Х-хромосома (гаметы одинаковы), поэтому женский пол гомогаметный. У мужчин образуется два типа гамет: 22+Х и 22+Y, поэтому мужской пол гетерогаметный. Вероятность рождения девочек так же, как и мальчиков, составляет 50 %.

 

     P - ♀22×2 + XX    ×    22×2 + XY♂

 

     G – 22+X                      22+X 22+Y

 

     F - 22×2 + XX              22×2 + XY

 

      50% девочки             50% мальчики 

 

     Пол будущего ребенка  определяется сочетанием половых  хромосом в момент оплодотворения. Если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Х- хромосомой, то рождается девочка, а если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Y-хромосомой, то рождается мальчик. Признаки организма, связанные с полом, подразделяют на три категории.

     1)признаки, сцепленные с половыми хромосомами. Это признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом. Х - хромосома по размерам значительно больше, чем Y - хромосома.

     В Х-хромосоме есть  большой участок, которого нет  в Y-хромосоме, в нем расположены рецессивные гены (гемофилии, дальтонизма, миопатии и доминантные (рахита, не поддающиеся лечению витамином D, темной эмали зубов). Гены этого участка полностью сцеплены с полом, передаются исключительно через Х-хромосому. Доминантные гены из этого участка одинаково проявляются у обоих полов; рецессивные — у женщин только в гомозиготном состоянии, а у мужчин - в гемизиготном состоянии.

     Рассмотрим наследование, сцепленное с полом, на примере  гемофилии. У мужчин ген гемофилии  находится в гемизиготном состоянии (один из пары), и поэтому гемофилия у мужчин всегда проявляется. У женщин, если и есть, этот ген в гетерозиготном состоянии, он не проявляется, так как доминантный ген нормальной свертываемости его подавляет. В брак вступают здоровая женщина-носительница и здоровый мужчина:

 

     H-ген нормальной свертываемости  крови 

 

     h-ген гемофилии 

 

     P-♀ XH Xh × XH Y♂ 

 

     G- XH Xh       XH Y

 

     F - XH XH ,   XH Xh ,    XH Y,    Xh Y

 

     XH XH  - девочка здоровая 

 

     XH Xh  -  девочка носитель

 

     XH Y  -  мальчик здоровый 

 

     Xh Y  -  мальчик больной 

 

     В непарном участке  У-хромосомы, кроме генов, детерминирующих  пол, расположено небольшое число  генов, которые могут встречаться  только у лиц мужского пола  и передаются от отца всем сыновьям (голандрические гены): волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз (кожа в виде рыбьей чешуи).

     В парном сегменте (гомологичном для Х- и У-хромосом) локализованы гены, детерминирующие  пигментную ксеродерму, болезнь Огучи, спасти¬ческую параплегию, эпидермолиз буллезный, общую цветовую слепоту и другие. Их "называют неполно или частично сцепленными с полом. Они могут передаваться как с Х-, так и с У-хромосомой;

     2) признаки, контролируемые  полом. Развитие этих признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но степень проявления их (экспрессивность) разная у мужчин и женщин (особенно у гетерозигот, так как происходит сдвиг доминантности). Изменение доминирования гена обусловлено половыми гормонами. Например: а) у мужчин ген облысения доминантный, а у женщин — рецессивный и проявляется только в гомози¬готном состоянии, поэтому лысых мужчин значительно больше, чем женщин; б) пенетрантность гена подагры у мужчин 80 %, а у женщин 12 %, значит, подагрой чаще болеют мужчины;

     3) признаки, ограниченные  полом. Развитие этих признаков  обусловлено генами, расположенными  в аутосомах обоих полов, но  проявляются они только у одного  пола (гены удойности и жирности  молока имеются у коров и  быков, но проявляются только у коров).

 

     Практическая работа: решение задач по теме «Генетика пола»

     Целевая установка:  усвоить правила символической  записи генотипов и гамет индивидуумов, а также составления схем наследования  моногенных признаков, сцепленных с половыми хромосомами; изучить особенности наследования таких признаков у человека при решении генетических задач.

     Оснащение занятия:  таблицы — моногибридное скрещивание,  наследование признаков, сцепленных  с полом. 

     Проведение работы:

     1.Составить схему  сцепленного с Х-хромосомой наследования  на примере рецессивного гена  гемофилии. У человека доминантный  ген (символ Н) негомологичного  участка ЛГ-хромосомы контролирует  синтез антигемофилического белка,  являющегося одним из компонентов системы свертывания крови. Мутантный рецессивный аллель этого гена (К) обеспечивает синтез дефектного белка, что приводит к возникновению болезни (гемофилии).

     2.Условия задачи: у  мужчины половые хромосомы ХY. Ген гемофилии локализован в  Х-хромосоме и не имеет аллеля в Y-хромосоме, т. е. находится в гемизиготном состоянии. Следовательно, несмотря на то, что признак рецессивный, у мужчин он проявляется:

 

     N — ген нормальной  свертываемости крови; 

 

     h — ген гемофилии; 

 

     Хh Y — мужчина с  гемофилией;

 

     ХN Y — мужчина здоров.

 

     3.Решение: у женщин  половые хромосомы XX. Признак  определяется парой аллельных  генов, поэтому гемофилия проявляется только в гомозиготном состоянии:

 

     XN XN - женщина здорова; 

 

     ХN Хh - гетерозиготная  женщина (носительница гена гемофилии), здорова; 

 

     Хh Хh - женщина-гемофилик. 

 

     Основные формальные  характеристики Х-сцепленного рецессивного  наследования следующие. Обычно поражаются мужчины. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами, так как от отца в процессе оплодотворения получают Х-хромосому:

 

♂ Xh Y

 

     Среди сыновей гетерозиготных  матерей (ХN Хh ) соотношение пораженных и непораженных 1:1, так как гаметы XN и Хh образуются с равной вероятностью:

 

           Р:  ♀ ХN Х h      ♂ ХN Y

 

     гаметы: ХN ,Хh       ХN ,Y

 

            Отцовские гаметы 

    XN               Y

материнские XN   XNXN        XNY

гаметы          Xh  XN  Xh      Xh Y

  девочки    мальчики

 

  здоровы    1:1

 

  здоровы    больны

 

     Такое наследование  получило название крисс-кросс  (крест-накрест), т. е. сыновья наследуют  фенотипический признак матери, а дочери — отца.

 

     Законы передачи признаков, сцепленных с Х-хромосомами, были впервые изучены Т. Морганом.

 

     Вопросы  и задания

     1. Используя символы  соответствующих генов и генотипов  составьте генотипическую схему  наследования и установите вероятность  появления и пол детей с признаками дальтонизма (цветовой слепоты) в семье, где муж страдает дальтонизмом, а жена обладает нормальным восприяти¬ем цвета, но имеет отца с признаками этого заболевания.

     2. Если сестра женщины,  о которой шла речь в предыдущей  задаче, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, то какова вероятность того, что их сын (дочь) будет страдать дальтонизмом?

     3. В браке мужчины  и женщины, имеющих нормальное  зрение, родился ребенок с признаками  дальтонизма. Определите генотипы  родителей и пол ребенка.

     4. Женщина с нормальным  зрением имеет брата дальтоника, ее муж не страдает указанным  заболеванием. Может ли сын этой  женщины также быть дальтоником? 

      5.Составьте схему  наследования и определите вероятность  появления и пол детей, страдающих гемофилией, в браке двух здоровых индивидуумов, если известно, что отец жены имел признаки этого заболевания.

     6. Считают, что ген  человека, контролирующий гипертрихоз  (волосатость) ушной раковины, находится  в участке хромосомы Y, не имеющем  гомологии с участками ЛГ-хромосомы. Составьте схему наследования и определите вероятность гипертрихоза у будущих детей разного пола в семье, где один из супругов имеет указанный признак.

     7. Может ли признак,  сцепленный с полом, передаваться  от отца к сыну? Объясните.

     8. Может ли быть  мужчина гетерозиготным по признакам,  сцепленным с полом? Объясните,  напишите формулу генотипа.

     9. Мужчина-дальтоник  женится на женщине-носительнице  гена дальтонизма. Можно ли  ожидать в этом браке здорового  сына? Может ли в этой семье родиться дочь-дальтоник?

 

     10. Напишите генотип  здоровой женщины, если ее отец  был гемофиликом, а мать —  альбиносом. Альбинизм определяется  рецессивным аутосомным геном. 

     11. У здоровых родителей  трое детей. Один сын болен  гемофилией и умирает в 14-летнем возрасте. Другой сын и две дочери здоровы. Какова вероятность гемофилии у внуков в этой семье?

     12. Определите, какие  дети и внуки могут быть  у мужчины с перепонками между  пальцами ног и женщины, не  обремененной этими признаками.

     13. У человека встречается  наследственное аллергическое заболевание  — геморрагический диатез, определяемый  рецессивным геном а. Аллели  этого гена локализованы в  гомологичных участках Х- и  Y-хромосом. Определите, какие будут  дети и внуки, если родители: а) жена здорова, муж болен, оба гомозиготны; б) муж здоров, жена больна, оба гомозиготны. Сделайте обобщенный вывод по наследованию геморрагического диатеза.

     14. Отец и сын в  семье — кареглазые гемофилики, а мать — голубоглазая и  имеет нормальную свертываемость крови. Можно ли сказать, что сын унаследовал оба признака от отца?

     15. Нормальная женщина  имеет брата-дальтоника. Может ли  ее сын быть также дальтоником? 

     16. Отсутствие потовых  желез у людей передается по  наследству как рецессивный признак, сцепленный с полом. Юноша, не страдающий этим заболеванием, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и предки здоровы. Какова вероятность, что сыновья и дочери от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? Если жены сыновей и мужья дочерей будут здоровы, то будут ли здоровы их дети?