Гены, локализованные в y-хромосоме. Модификационная изменчивость Фенотип и развитие гемофилии

Здравствуйте,меня зовут Алена.

Мне нужна ваша помощь, не могу понять эту задачу, помогите.

Известно, что ген гемофилии и ген дальтонизма – это рецессивные гены, локализованные в Х-хромосоме; расстояние между ними определено в 9,8 морганиды. Здоровая девушка, мать которой дальтоник, а отец – гемофилик, выходит замуж за мужчину, родители которого здоровы (относительно рассматриваемых заболеваний). Определить, какова вероятность появления в этой семье здоровых детей (девочек, мальчиков).

Уважаемая Алена!

Задача отличная, за исключением одной "ложки дёгтя" в условии. Но обо всём по порядку.

Вводим обозначения генов, указываем их локализацию (Х-хромосома), а также расстояние между ними:

Здоровая девушка имеет в генотипе доминантные гены А и В. Однако её мать – дальтоник (Х Аb Х –b), а отец – гемофилик (Х аВ Y). Значит, девушка унаследовала от матери рецессивный ген b, а от отца – рецессивный ген а. Генотип девушки: X Ab X aB (такое положение сцепленных генов называют транс-положением).

В отношении генотипа её мужа всё не так просто. В условии задачи сказано, что его родители здоровы. Однако это не означает, что сам мужчина также здоров. Генотип его отца очевиден: X AB Y. Но отец передаёт сыну не Х, а Y-хромосому и, следовательно, не определяет такие признаки сына, как свёртываемость крови и цветовое зрение. У мужчин эти признаки определяются генами, унаследованными от матери.

Всё, что мы знаем о матери мужчины – то, что она здорова. При этом она может быть гомозиготной по генам А и В (Х АВ Х АВ), а также может быть носительницей гемофилии(Х АВ Х аВ), или дальтонизма(Х АВ Х Аb), либо обоих заболеваний сразу (например, Х АВ Х ab).

Соответственно и её сын может быть здоровым (Х АВ Y), гемофиликом (Х аВ Y), дальтоником (Х Аb Y) или страдать обоими заболеваниями (Х ab Y).

Таким образом, при формулировании условия автор задачи мог:

1) Предполагать, что мы рассмотрим все четыре варианта генотипа мужчины, проведём четыре скрещивания и дадим четыре группы ответов. Это маловероятно.

2) "Накосячить" в формулировке условия, полагая, что из фразы "родители которого здоровы" мы сделаем однозначный вывод, что их сын также здоров (Х АВ Y). Скорее всего, автор предполагал именно этот вариант. Его мы и рассмотрим далее:

Допустим, что мужчина здоров . Записываем генотипы родителей, выписываем гаметы. При этом учитываем, что у матери формируются четыре типа гамет в неравном соотношении: две кроссоверные (в сумме составляют 9,8%, т.е. каждой – по 4,9%) и две некроссоверные (в сумме 100% – 9,8% = 90,2%, т.е. каждой – по 45,1%).

У отца формируются два типа гамет в равном соотношении – по 50% (кроссинговер между Х и Y хромосомами на участке, содержащем интересующие нас гены А и В, не происходит).

Составив решётку Пеннета, мы видим, что в этой семье все дочери здоровы. Т.е. вероятность рождения здоровой девочки – 50%. Вероятность рождения здорового мальчика: 0,049 × 0,5 = 0,0245 или 2,45%.

Ответ: вероятность рождения здоровой девочки – 50%, здорового мальчика – 2,45%.

P.S. В условии задачи достаточно было указать, что родители мужчины – здоровые гомозиготные , либо то, что сам мужчина здоров . Тогда условие стало бы корректным и позволило бы однозначно (без всяких допущений) определить генотип данного мужчины.

Особенности наследования, сцепленного с полом

Гены могут находиться на половых хромосомах, в этом случае говорят, что они сцеплены с полом. Наследование, сцепленное с полом, имеет некоторые важные особенности. Дело в том, что Y -хромосома несет гораздо меньше генов, чем Х-хромосома. Это обстоятельство приводит к тому, что для многих генов на Х-хромосоме нет соответствующих аллелей на Y- хромосоме. В результате если у мужчины на Х-хромосоме оказывается рецессивный аллель, то он проявится в фенотипе. Например, имеется наследственная форма гемофилии - болезни, связанной с нарушением нормальной свертываемости крови. При этих нарушениях у больного возникают длительные кровотечения при любом незначительном повреждении кровеносных сосудов. Существуют две формы гемофилии - А и В, и обе определяются рецессивными генами, локализованными в Х-хромосоме.

На рис. 1.8 показано наследование гемофилии. Схематически представлены половые хромосомы родителей. На Х-хромосомах обозначены аллели рецессивного аллеля гемофилии а. Нормальный аллель доминирует - обозначен как А. Если в брак со здоровым мужчиной вступает здоровая женщина, являющаяся носительницей гена гемофилии, то с одинаковой вероятностью (в 25% случаев) может родиться здоровая дочь, здоровая дочь - носительница гена гемофилии, здоровый сын, больной сын.

Таким образом, носительницами гена гемофилии являются женщины, а болеют ею мужчины. Однако если мужчина-гемофилик вступит в брак со здоровой женщиной, то все его сыновья будут обязательно здоровы (потому что они получат от отца Г-хромосому). Дочери будут тоже здоровыми, но обязательно будут носительницами гена гемофилии. На рис. 1.9 показана родословная, иллюстрирующая наследование гена гемофилии типа А. Обратите внимание, что у Леопольда, больного гемофилией, был здоровый сын, а здоровая дочь унаследовала ген гемофилии.

Теоретически возможна гемофилия и у женщины, но такая вероятность очень невысока, так как для этого необходимо вступление в брак больного-гемофилика с женщиной - носительницей гена гемофилии (и даже в этом случае вероятность рождения больной девочки будет только 0,25). Из-за низкой частоты встречаемости гена гемофилии и того, что больные гемофилией часто умирают до брачного возраста, такие случаи практически не отмечаются.

Итак, если рецессивный ген сцеплен с Х-хромосомой, то он гораздо чаще проявляется в фенотипе у мужчин, чем у женщин. Среди других генов, сцепленных с полом, стоит упомянуть гены, связанные с цветовой слепотой.

Встречаются и доминантные гены, сцепленные с Х-хромосомой. Так, существует наследственная форма рахита, которая не поддается лечению витамином D. Если это заболевание есть у отца, то оно передается всем его дочерям, тогда как сыновья все здоровы, так как они получают свою Х-хромосому от матери.

Если гены локализованы в Y -хромосоме, то они должны передаваться только от отцов к сыновьям. В качестве примера такого гена обычно упоминают ген, вызывающий появление пучка волос на внешнем крае уха. Недавно сообщалось об обнаружении гена-маркера на Y -хромосоме, который сцеплен с геном, ответственным за мужскую гипертонию. Если на Г-хромосоме обнаруживается ген-маркер, то у мужчин систолическое давление выше в среднем на 10 мм ртутного столба.

От наследования, сцепленного с полом, надо отличать наследование, ограниченное полом. В случае наследования, ограниченного полом, гены, определяющие развитие признака, находятся в аутосомах, но на их проявление в фенотипе сильно влияет пол. Например, наследственная предрасположенность к раннему облысению связана с геном, локализованным в аутосоме. Однако его активность сильно зависит от уровня тестостерона (мужской половой гормон). В связи с этим у мужчин этот ген ведет себя как доминантный, а у женщин - как рецессивный. Иногда пол сильно влияет на пенетрантность гена, как это бывает в случае наследственной формы подагры (мужчины болеют чаще).

У людей наличие или отсутствие потовых желез (дисплязия) обусловлено сцепленным с полом рецессивным геном, локализованным в Х-хромосоме. В У-хромосоме СРОЧНО!! ДАЮ 50 БАЛОВ НЕ ШУТКА...У человека ген темных волос доминантный, а ген светлых волос-рецессивный.Ген кудрявых волос не полностью доминирует

над геном прямых, поэтому у гетерозигот волнистые волосы. Женщина с темными кудрявыми волосами вышла замуж за мужчину с темными волосами.Супруги гетерозиготны по гену цвета волос. Какие волосы могут быть у их детей? .
50 БАЛОВ ДАЮ ТОМУ КТО НАПИШЕТ ДАНО И РЕШЕНИЕ ПЛИЗ ПЛИЗ С ДАНО И РЕШЕНИЕМ..

У человека доминантный ген А контролирует ахондроплазию - карликовость за счет резкого укорочения скелета конечностей. Его аллель - рецессивный ген а -

обуславливает нормальное строение скелета. Женщина, имеющая нормальное строение скелета, вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по ахондроплазии. Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с ахондроплазией?

Нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, раннеспелость - над позднеспелостью. Гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом. Какой процент позднеспелых растений нормального роста можно ожидать от скрещивания гетерозиготных по обоим признакам растений?

У растений томата ген пурпурной окраски стебелей доминирует над геном зеленой окраски, аген красной окраски плодов доминирует над геном желтой окраски. Гены находятся в разных парах хромосом. Если растение томата, гетерозиготное по обоим признакам, скрестить с растением, имеющим пурпурные стебли(гетерозигота) и желтые плоды, то какой будет доля(%) растений с пурпурными стеблями и красными плодами среди полученных потомков?

У морских свинок короткая шерсть В доминирует над длинной в, а черная окраска С - над белой с. В результате анализирующего скрещивания черная самка с короткой шерстью дала потомство с короткой шерстью, половина которого имела черную, а половина - белую окраску. Определите генотип самки.

плиииз срочна))) решите полностью)) спасибо)) 1) А)Плоды гороха желтой окраски А доминирует по отношению к а-зеленому цвету.Гладкая форма

В доминирует над морщинистой в. Определите окраску и форму семян следующего генотипа АаВВ, ААВв

В) Определите фенотип потомства,полученного при скрещивании следующим образом.Аавв х АаВв

У человека веснушки доминантны над их отсутствием а черные волосы над русыми.Какие могут родиться дети в этой семье если мать имеет веснушки и русые волосы,а её родители не имеют веснушек,вышла замуж за мужчину без веснушек с черными волосами?

У человека ген гипертонии доминируют по отношению к нормальному давлению а близорукость над нормальным зрением.В семье оба супруга страдают гипертонией и близоруки но их дочь здорова.

Помогите решить задачи)

1)-у крупного рогатого скота ген черной масти доминирует над рыжей.Рыжая корова имела от одного и того же черного быка в первый год рыжего,а во второй год черного теленка.Каковы генотипы всех четырех животных?
2)-Красноплодная земляника всегда дает красные ягоды,белоплодная-белые.В результате скрещивания таких двух сортов друг с другом получаются розовые ягоды.Какое потомство будет от скрещивания гибридной земляники с розовыми ягодами?Какое потомство получится,если опылить красноплодную землянику пыльцой гибрида с розовыми ягодами?
3)-Способность лучше владеть правой рукой у человека доминирует над леворукостью.Женщина-правша,отец у которой был левшой,вышла замуж за мужчину правшу.Можно ли ожидать,что их дети будут левшами?
4)-У человека ген s определяет врожденную глухонемоту.Нормальный слух и речь наследуются как доминантный признак.Здоровая женщина вступила в брак со здоровым мужчиной.Известно,что у каждого из них один из родителей был глухонемой.Какова вероятность рождения глухонемого ребенка в этой семье?
5)-Доминантный ген D определяет у человека развитие окостеневшего и согнутого мизинца на руке.Ген в гетерозиготном состоянии вызывает развитие такого мизинца только на одной руке.Может ли родится ребенок с нормальными или двумя ненормальными руками у супругов,имеющих дефект на одной руке?

Следует помнить, что рецессивные признаки, кодируемые генами, расположенными в Х-хромосомах , всегда проявляются у мужчин, а у женщин - только в гомозиготном состоянии.

Задача 7-1

Классическая гемофилия передается как рецессивный, сцепленный с Х -хромосомой, признак. Мужчина, больной гемофилией, женился на здоровой женщине (все ее предки были здоровы). У них родилась здоровая дочь. Определить вероятность рождения больного гемофилией ребенка от брака этой дочери со здоровым мужчиной.

А - нормальная свертываемость, а - гемофилия.

1. Мужчина болен гемофилией, следовательно, его генотип - Х а Y .
2. Женщина здорова, значит, она несет доминантный ген А . Все ее предки были здоровы (чистая линия), следовательно, она не является носительницей, и ее генотип - Х A Х A .
3. Одну Х -хромосому дочь получила от матери, другую от отца. Мать могла передать ей только хромосому Х A , а отец - только Х a . Генотип дочери - Х A Х a .
4. Генотип мужа дочери - Х A Y , по условию задачи.

Схема брака

P	♀Х A Х a здорова		×	♂Х a Y гемофилия
гаметы
F 1	Х A Х a носитель			Х A Y здоров
гаметы
F 2	Х A Х A здорова 25%	Х A Х a носитель 25%		Х A Y здоров 25%	Х a Y гемофилия 25%

Вероятность рождения больного гемофилией ребенка - 25% (50% мальчиков будут страдать этим заболеванием).

Задача 7-2

У дрозофилы доминантный ген красной окраски глаз (W ) и рецессивный ген белой окраски (w ) находятся в Х -хромосомах. Белоглазая самка скрещивалась с красноглазым самцом. Какой цвет глаз будет у самцов и самок в первом и втором поколении?

Задача 7-3

Отсутствие потовых желез у людей - рецессивный признак, сцепленный с Х -хромосомой. Мужчина, у которого отсутствуют потовые железы, женился на женщине, в семье которой никогда не встречалось это заболевание. Какова вероятность рождения у них детей с подобной аномалией?

Задача 7-4

У человека гемофилия детерминирована сцепленным с Х -хромосомой рецессивным геном. Какова вероятность рождения больного ребенка от брака с генотипически здоровым партнером:
а) мужчины, брат которого страдает гемофилией;
б) здоровой женщины, имеющей такого брата?

Задача 7-5

Рецессивный ген дальтонизма (цветовой слепоты) располагается в Х -хромосоме. Женщина с нормальным зрением (отец ее был дальтоником) выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, отец которого был дальтоником. Определить возможные фенотипы потомства.

Задача 7-6

Рецессивный ген дальтонизма локализован в Х -хромосоме. От брака женщины с нормальным зрением, родственники которой страдали дальтонизмом, и мужчины с нормальным зрением, у отца которого была цветовая слепота, родились три дочери с нормальным зрением и два сына с цветовой слепотой. Каковы генотипы родителей и потомства? От кого из родителей мальчики получили ген дальтонизма?

Задача 7-7

У человека цветовая слепота обусловлена рецессивным геном, сцепленным с Х -хромосомой. Нормальное зрение определяется доминантным аллелем этого гена. От брака родителей с нормальным зрением родился ребенок с цветовой слепотой. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 7-8

У дрозофилы есть пара аллельных генов, один из которых определяет развитие нормальных круглых глаз, а другой - полосковидных глаз. Скрещивается самка, имеющая полосковидные глаза, с круглоглазым самцом. Все потомство F 1 имеет полосковидные глаза. Возвратное скрещивание самок из F 1 с родителем привело к появлению потомства F 2 , в котором половина самок и половина самцов имело полосковидные глаза, а другая половина - круглые. Объясните характер наследования данного признака.

Задача 7-9

Потемнение зубов - доминантный признак, сцепленный с Х -хромосомой. У родителей, имеющих темные зубы, родилась дочь с темными и сын с белыми зубами. Какова вероятность рождения детей с белыми зубами в этой семье?

Этиология и встречаемость гемофилии . Гемофилия A (MIM №307600) и гемофилия В (MIM №306900) - Х-сцепленные нарушения свертывания крови, вызываемые мутациями в гене F8 и F9 соответственно. Мутации F8 вызывают недостаточность или дисфункцию фактора свертывания VIII; мутации F9 - фактора IX.

Гемофилия - панэтническое заболевание без расовых различий. Гемофилия А имеет встречаемость 1 на 5 000-10 000 новорожденных мальчиков. Гемофилия В встречается гораздо реже, с частотой 1 на 100 000.

Патогенез гемофилии

Система свертывания поддерживает целостность сосудистой стенки благодаря точному балансу образования и запрещения образования сгустка. Протеазы и белковые кофакторы, формирующие каскад тромбообразования, присутствуют в кровотоке как неактивные предшественники и для того чтобы сформировать сгусток фибрина, должны последовательно активизироваться в месте повреждения.

Своевременное и эффективное образование сгустка требует нарастающей активизации или усиления каскада протеаз. Факторы VIII и IX, соединенные вместе, - ключ к этому усилению; они активизируют фактор свертывания X, а активный фактор X, в свою очередь, еще более активирует факторы IX и VIII. Фактор IX функционирует как протеаза, а фактор VIII - как кофактор. Недостаток или дисфункция фактора IX или VIII вызывает гемофилию.

Мутации в гене F8 представлены делециями, инсерциями, инверсиями и точковыми мутациями. Наиболее частая мутация - инверсия, удаляющая карбоксильный конец фактора VIII; она составляет 25% всех случаев гемофилии А и 40-50% тяжелой гемофилии А. Эта инверсия возникает при внутрихромосомной рекомбинации между последовательностью в 22 интроне гена F8 и гомологичной теломерной последовательности в этом же гене.

Другой интересный класс мутаций - обратная перестановка повторов L1 в гене. Для всех мутаций гена F8 остаточная ферментативная активность комплекса факторов VIII и IX соответствует тяжести клинических проявлений болезни.

У пациентов с гемофилией В описано множество различных мутаций гена F9; но в отличие от распространенной частичной инверсии гена F8 при гемофилии А, частой мутации в гене F9 при гемофилии В не найдено. Необычный вариант F9, фактор Лейдена, вызываемый точковыми мутациями в промоторе гена F9, связан с очень низким содержанием фактора IX и тяжелой гемофилией в детстве, со спонтанным разрешением гемофилии, наступающим в пубертате, когда уровень фактора IX почти нормализуется.

Для всех мутаций в гене F9 остаточная ферментативная активность комплекса факторов VIII-IX также согласуется с тяжестью болезни.

Фенотип и развитие гемофилии

Классическая мужская болезнь, хотя иногда из-за смещения инактивации Х-хромосомы могут поражаться и женщины. Клинически гемофилия А и гемофилия В неразличимы. Оба заболевания характеризуются кровоизлияниями в мягкие ткани, мышцы и крупные суставы. Кровотечение начинается через несколько часов и даже дней после травмы и часто продолжается в течение дней или недель.

Детей с тяжелой формой болезни обычно диагностируют в периоде новорожденности из-за обширных кефалогематом или длительного кровотечения из пупочной ранки. Дети с умеренной формой часто не имеют гематом или гемартрозов, пока не начинают ползать или ходить, и, следовательно, остаются недиагностированными до этого времени. Пациенты с легкой формой болезни часто манифестируют только в юности или взрослом возрасте гемартрозами или длительными кровотечениями после хирургических операций или травм.

Гемофилию А и гемофилию В диагностируют и различают определением активности факторов VIII и IX. Как при гемофилии А, так и В, уровень активности фактора VIII или IX позволяет предсказать клиническую тяжесть болезни.

Особенности фенотипических проявлений гемофилии :
Возраст начала: от раннего детства до взрослого
Геморрагический диатез
Гемартрозы
Гематомы

Лечение гемофилии

Несмотря на многообещающие исследования по гено-терапии, пока другого, кроме пересадки печени, лечения при гемофилии А и В нет. В настоящее время стандартное лечение - внутривенное введение недостающего фактора. Заместительная терапия повысила ожидаемый срок жизни от 1,4 года в начале прошлого века до почти 65 лет сегодня.

Риски наследования гемофилии

Если женщина имеет гемофилию в семейном анамнезе, можно определить ее статус носительства по анализу сцепления или прямой идентификацией мутаций в гене F8 или F9. Тем не менее обычно идентификация мутаций доступна только для частой инверсии в гене F8. Выявление носительства ферментативным анализом - трудоемкое исследование, и оно широко не доступно.

Если мать - носительница мутации, каждый сын имеет 50% риск гемофилии, а каждая дочь - 50% риск унаследовать мутации F8 или F9. Вследствие низкой частоты клинически значимого смещения инактивации Х-хромосомы, девочки, унаследовавшие мутацию в генах F8 или F9, имеют низкий риск гемофилии.

Если у матери есть сын с гемофилией, но нет других больных родственников, ее априорный риск оказаться носительницей зависит от типа мутации. Точковые мутации и частые инверсии гена F8 почти всегда возникают в мужском мейозе; в результате 98% матерей мальчиков с одной из этих мутаций - носительницы вследствие новой мутации у их отцов (деда больного по матери).

В отличие от этого, мутации типа делеций обычно возникают в женском мейозе. Если тип мутации неизвестен, считают, что приблизительно треть пациентов имеют новую мутацию в F8 или F9. Применяя метод Байеса, этот риск можно модифицировать с учетом числа здоровых сыновей в семье.

Пример гемофилии . Здоровая 38-летняя женщина обратилась на плановую консультацию относительно риска родить ребенка с гемофилией. Ее дядя по матери умер в детстве от гемофилии, у брата в детстве отмечались кровотечения. Проблемы с кровоточивостью у брата закончились в юности. Другие члены семьи геморрагических нарушений не имели.

Генетик заявил , что семейный анамнез напоминает Х-сцепленную аномалию свертывания крови, например гемофилию А или В, а улучшение у брата особенно похоже на гемофилию В с нарушением фактора IX (Лейдена). Для того чтобы подтвердить диагноз гемофилии, необходимо сначала обследовать брата, поскольку диагностика изолированного носительства затруднительна. Пациентка переговорила с братом, и он согласился на обследование.

Изучение его медицинских документов показало, что ему действительно в детстве была диагностирована недостаточность IX фактора, но теперь имел почти нормальные показатели фактора IX в плазме. ДНК-анализ мутации подтвердил, что у него мутация в промоторе гена F9, соответствующая фактору IX Лейдена. Обследование пациентки показало, что она не является носительницей мутации, выявленной у ее брата.