Генетика статі. Успадкування, зчеплене зі статтю

Визначення статі у різних організмів

Ще наприкінці XIX ст. учені звернули увагу на те, що хромосомні набори самців і самок різняться за будовою хромосом однієї з пар. У диплоїдних нестатевих клітинах самок багатьох видів тварин хромосоми всіх пар подібні за будовою, тоді як у самців хромосоми однієї з пар відрізняються за розмірами та особливостями будови. Пригадайте: такі хромосоми називають статевими, або гетерохромосомами. Наприклад, у самців дрозофіл одна зі статевих хромосом має паличкоподібну форму (Х-хромосома), друга - гачкоподібну (Y-хромосома). У самок дрозофіл обидві статеві хромосоми мають однакову будову (Х-хромосоми), тож їхній каріотип можна умовно позначити як 6А (6 аутосом) + XX (дві Х-хромосоми), а каріотип самців - 6А + ХY (символом "А" позначають нестатеві хромосоми - аутосоми, однакові за будовою в особин різної статі). Різні набори хромосом притаманні й дводомним рослинам.

Оскільки під час мейозу гомологічні хромосоми розходяться до різних гамет, то в особин однієї статі формується лише один тип гамет (гомогаметна стать; від грец. гомойос - однаковий і гамете - жінка або гаметес - чоловік), тоді як у особин протилежної - два (гетерогаметна стать; від грец. гетерос - інший).

У багатьох організмів гомогаметною статтю є жіноча, а гетерогаметною - чоловіча (мухи, клопи, жуки, ссавці, більшість видів риб, деякі земноводні тощо), а в інших - навпаки (метелики, плазуни, птахи, деякі риби і земноводні). У деяких видів особини різних статей відрізняються за кількістю статевих хромосом. Так, у коників або таргана чорного в диплоїдному наборі самки є обидві статеві хромосоми, а самця - лише одна.

Таким чином, у більшості роздільностатевих організмів стать майбутньої особини визначається в момент запліднення. Вона залежить від того, скільки і які зі статевих хромосом поєднуються в зиготі. Такий варіант визначення статі спостерігають, наприклад, у ссавців.

Існують й інші механізми визначення статі організмів. Наприклад, у деяких безхребетних тварин (коловерток, багатощетинкового черва - динофілюса тощо) стать майбутньої особини визначається ще до моменту запліднення. Ці тварини можуть утворювати яйцеклітини двох типів: великі, багаті на жовток, і дрібні, з невеликим запасом поживних речовин. З яйцеклітин першого типу розвиваються лише самки, а другого - самці.

У деяких видів черепах, ящірок і крокодилів на формування статі впливає температура, за якої розвиваються яйця. У крокодилів та ящірок у разі підвищення температури довкілля з яєць вилуплюється більше самців, у черепах - самок.

У таких суспільних комах, як медоносні бджоли, джмелі, мурашки, стать залежить від кількості наборів хромосом зиготи. Самки цих комах утворюють яйця двох типів: запліднені й незапліднені (партеногенетичні). З незапліднених яєць розвиваються самці, а із запліднених - самки. Таким чином, самки мають диплоїдний набір хромосом, самці - спочатку гаплоїдний, але згодом кількість хромосом подвоюється.

Існують деякі ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюють неоднаковим складом генів, які містять X- та Y-хромосоми.

Явище успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Явище успадкування ознак, зчеплених зі статтю, вивчав Т.Х. Морган. Він схрестив чисті лінії самок дрозофіли, які мали червоний пігмент очей, із самцями, які були його позбавлені (мали білі очі). Усі гібриди першого покоління мали червоні очі.

Успадкування, зчеплене зі статтю, у дрозофіл

Серед гібридів другого покоління, отриманих унаслідок схрещування гібридів першого покоління між собою, усі самки мали червоні очі, тоді як половина самців мала червоні очі, а друга - білі. Одночасно він схрестив білооких самок із червоноокими самцями. Серед гібридів першого покоління спостерігали таке розщеплення за фенотипом: усі самки мали червоні очі, а всі самці - білі. При схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед їхніх нащадків спостерігали інший варіант розщеплення: 50 % особин кожної статі мали червоні очі, а інші 50 % - білі. Такі результати двох варіантів схрещування Т.Х. Морган пояснив тим, що ген, який визначає пігментацію очей, розташований у Х-хромосомі, а Y-хромосома його позбавлена й тому на успадкування цієї ознаки не впливає.

У людини зчеплено зі статтю успадковується майже 150 ознак, зокрема деякі захворювання (дальтонізм, гемофілія).

Механізм успадкування дальтонізму в людини (подібний механізм успадкування й такого захворювання, як гемофілія)

Дальтонізм (нездатність розпізнавати деякі кольори) визначається рецесивним алелем, розташованим у X- і відсутнім у Y-хромосомі. Тому чоловік із цим алелем у Х-хромосомі завжди хворіє на дальтонізм. У жінок відповідне порушення сприйняття кольорів виявляється лише в особин, гомозиготних за рецесивним алелем. Гетерозиготні жінки фенотипово здорові, хоча і є носіями цього алеля. Так само успадковується і гемофілія (нездатність крові зсідатися, унаслідок чого людина може загинути навіть за незначних ушкоджень кровоносних судин). Рецесивний алель, який обумовлює це захворювання, передається з покоління в покоління гетерозиготними жінкаминосіями.

Розв'яжіть задачу та розв'язок прикріпіть файл у це поле.

У людини відсутність потових залоз зумовлена рецесивною алеллю, локалізованою в Х-хромосомі. Здоровий чоловік одружився з гетерозиготною жінкою. Які у них можуть народитися діти?

Дано:

А - норма

а - відсутність потових залоз

Р: Х^АХ^а , Х^АY

F - ?

У людини зчеплено зі статтю успадковується майже 150 ознак, зокрема деякі захворювання. Складіть перелік найбільш поширених.

Дайте відповіді на запитання:

• Яку стать називають гетерогаметною, а яку - гомогаметною?

• Чим визначається успадкування, зчеплене зі статтю?

• Чим можна пояснити той факт, що гетерогаметна стать менш життєздатна порівняно з гомогаметною?

• Чому в популяціях особини однієї статі можуть кількісно переважати особини іншої?