Х сцепленное доминантное наследование. Х - сцепленный тип наследования

Гены, локализованные в Х-хромосоме, так же как и при аутосомном наследовании, могут быть доминантными и рецессивными. Главной особенностью Х-сцепленного наследования является отсутствие передачи соответствующего гена отца – сыну, т.к. мужчины, будучи гемизиготными (имеют только одну Х-хромосому) передают свою Х-хромосому только дочерям.

Если в Х-хромосоме локализуется доминантный ген, такой тип наследования называется Х-сцепленным доминантным. Для него характерны следующие признаки:

Если болен отец, то все дочери будут больны, а все сыновья здоровы;

Больные дети появляются только в том случае, если болен один из родителей;

У здоровых родителей все дети будут здоровы;

Заболевание прослеживается в каждом поколении;

Если мать больна, то вероятность рождения больного ребенка равна 50%, независимо от пола;

Болеют как мужчины, так и женщины, но в целом больных женщин в семье в 2 раза больше, чем больных мужчин.

При локализации в Х-хромосоме рецессивного гена тип наследования называется Х-сцепленным рецессивным. Женщины почти всегда фенотипически здоровы (носители), т.е. гетерозиготы. Тяжесть болезни зависит от степени поражения репродуктивной системы. Для этого типа наследования характерны:

Заболеванием поражаются преимущественно лица мужского пола;

Заболевание наблюдается у мужских родственников пробанда по материнской линии;

Сын никогда не наследует заболевание отца;

Если пробанд – больная женщина, её отец обязательно болен, а также поражены все её сыновья;

В браке между больными мужчинами и здоровыми гомозиготными женщинами все дети будут здоровы, но у дочерей могут быть больные сыновья;

В браке больного мужчины и женщины-носительницы дочери: 50% -больные, 50% - носительницы; сыновья: 50% - больные, 50% - здоровые.

В браке между здоровым мужчиной и гетерозиготной женщиной вероятность рождения больного ребенка составит: 50% - для мальчиков и 0% - для девочек.

Сестры-носительницы имеют 50% больных сыновей и 50% дочерей-носительниц.

Родословная с Х-рецессивным типом наследования

Родословная с Х-доминантным типом наследования

Y-сцепленный тип наследования

В редких случаях наблюдается отцовский или голандрический тип наследования, обусловленный присутствием мутаций в генах Y-хромосомы.

При этом болеют и передают через Y-хромосому свое заболевание сыновьям только мужчины. В отличие от аутосом и Х-хромосомы, Y-хромосома несет сравнительно мало генов (по последним данным международного каталога генов OMIM, всего около 40).

Небольшая часть таких генов гомологична генам X-хромосомы, остальные присутствующие только у мужчин, участвуют в контроле детерминации пола и сперматогенеза. Так, на Y-хромосоме находятся гены SRY и AZF, ответственные за программу половой дифференцировки.

Мутации в любом из этих генов приводят к нарушениям развития яичек и блоку сперматогенеза, что выражается в азооспермии. Такие мужчины страдают бесплодием, и потому их заболевание не наследуется. Мужчин с жалобами на бесплодие необходимо обследовать на наличие мутаций в указанных генах. Мутациями в одном из генов, расположенных на Y-хромосоме, обусловлены некоторые формы ихтиоза (рыбья кожа), и совершенно безобидный признак - оволосение ушной раковины.

Признак передаётся по мужской линии. В Y-хромосоме имеются гены, отвечающие за оволосение ушной раковины, сперматогенез (азооспермия), интенсивность роста тела, конечностей, зубов.

Родословная с Y-сцепленным типом наследования

Локализованные на половых хромосомах гены носят название сцепленных с полом. Сцепленные с полом гены могут располагаться как на Х-хромосоме, так и на У - хромосоме. Однако в клинической генетике практическое значение имеют Х - сцепленные заболевания, т.е. такие, при которых патологические гены располагаются на Х-хромосоме.

Распределение Х - сцепленного признака в потомстве зависит от распределения Х -хромосомы, несущей аномальный ген. Поскольку у женщин имеются две Х -хромосомы, а у мужчин одна, то возможны следующие варианты генотипов: у мужчин - ХАУ; ХаУ, у женщин - ХАХА; ХАХа; ХаХа; (ХА - доминантный ген, расположенный на Х-хромосоме, Ха - рецессивный ген, расположенный на Х-хромосоме).

Таким образом, у женщин возможны: гомозиготный по доминантному аллелю генотип, гетерозиготный генотип и гомозиготный по рецессивному аллелю генотип. У мужчин возможен только гемизиготный генотип, т.к. аллель, расположенный на Х-хромосоме, у мужчины не имеет пары на У-хромосоме.

Х - сцепленное, рецессивное наследование

Х - сцепленные рецессивные заболевания проявляются у мужчин, имеющих соответствующий ген, а у женщин только в случае гомозиготного состояния (что наблюдается крайне редко), чаще при кровно - родственных браках.

Используя приведенные выше обозначения, можно определить все возможные генотипы детей в потомстве больного мужчины и здоровой женщины:

Родители ХаУ х ХАХА

Гаметы Ха У ХА ХА

Дети ХАХа; ХАХа; ХАУ; ХАУ

Согласно схеме все дети будут фенотипически здоровы, но генотипически все дочери являются гетерозиготными носителями. Если женщина-носитель выйдет замуж за здорового мужчину, возможны следующие варианты в потомстве:

Родители ХАУ х ХАХа

Гаметы ХА У ХА Ха

Дети ХАХА; ХАХа; ХАУ; ХаУ

Дочери в 50% случаев будут носительницами патологического гена, а для сыновей существует 50% -ный риск быть больными.

Таким образом, основные критерии болезней с Х - сцепленным типом наследования следующие:

• 1. Заболевание встречается в основном у лиц мужского пола. Больные гомозиготные женщины при Х - сцепленных рецессивных заболеваниях являются исключением, которое наблюдается в том случае, если больной мужчина вступает в брак с носительницей гена этого заболевания.
• 2. Болезнь передается от больного отца через его фенотипически здоровых дочерей половине его внуков мужского пола (наследования «ходом шахматного коня»).
• 3. Заболевание никогда не передается от отца к сыну.
• 4. У носителей могут выявляться субклинические признаки заболевания.
• 5. Степень риска для сыновей женщины, являющейся достоверно носительницей заболевания, составляет 50%.
• 6. Половина дочерей женщины - носительницы заболевания также будут носительницами.

Все фенотипически здоровые дочери пораженного отца являются облигатными гетерозиготными носительницами.

Сама по себе передача признака от пораженных дедов через здоровых матерей пораженным внукам еще не может служить доказательством локализации гена в Х-хромосоме. Аналогичный тип передачи возможен и в случае аутосомного гена, проявление которого ограничено мужским полом. Решающим является тот факт, что все сыновья пораженных мужчин здоровы. Однако этим критерием невозможно воспользоваться, если заболевание настолько тяжелое, что больные не оставляют потомства.

В отличие от Х-сцепленного рецессивного наследования заболевания с Х-сцепленным доминантным наследованием встречаются в два раза чаще у женщин, чем у мужчин. Пораженные индивиды обычно имеют нормальную репродуктивную способность. Главная характеристика Х-сцепленного доминантного наследования заключается в том, что больные мужчины передают ген (или заболевание) всем своим дочерям и ни одному из сыновей. Больная женщина передает Х- сцепленный доминантный ген половине своих детей независимо от пола, как и при аутосомно-доминантном типе наследования. Таким образом, лишь дети пораженных отцов дают возможность различить Х- сцепленное доминантное и аутосомно-доминантное наследование. Для всех признаков с установленным Х-сцепленным доминантным типом наследования было показано, что в среднем мужчины поражены тяжелее, чем женщины. Это закономерно, поскольку у гетерозиготных женщин частичная компенсация может определяться наличием нормального аллеля в другой Х-хромосоме. Полностью это факт стал, объясним после открытия феномена случайной инактивации одной из К-хромосом у женщин (лайонизации). Х-сцепленное доминантное наследование происходит при летальности мужчин-гемизигот.

Как уже отмечалось, у женщин Х-сцепленные заболевания обычно имеют менее тяжелые проявления, чем у мужчин. В некоторых случаях поражение мужских зигот оказывается настолько тяжелым, что они погибают внутриутробно. Тогда в родословных среди пораженных должны быть только женщины, а среди их пораженных детей - только дочери, причем в соотношении со здоровыми дочерьми и сыновьями 1: 1: 1. Кроме того, мужские гемизиготы, которые не погибают на очень ранней стадии беременности, должны обнаруживаться в спонтанных абортах или среди мертворожденных мальчиков. Ленц (1961) первым показал, что этот тип наследования существует у человека для заболевания, известного под названием недержания пигмента (синдром Блоха-Сульцбергера). Предполагается, что летальность мужских плодов имеет место при рото - лице-пальцевом синдроме (множественные гиперплазированные уздечки языка, расщелины губы и нёба, гипоплазия крыльев носа, асимметричное укорочение пальцев), синдроме Ретта - Гольтца и других болезнях.

Примером Х - сцепленного рецессивного заболевания является гемофилия - А - несвертываемость крови вследствие дефицита восьмого фактора свертывающей системы крови. Клинические признаки включают частые и длительные кровотечения, даже из небольшой ранки, кровоизлияния во внутренние органы и суставы. Частота заболевания - 1 на 10000 новорожденных мальчиков. Гемофилией страдают, как правило, мужчины, причем матери последних здоровые женщины, как правило, носительницы рецессивного гена гемофилии. Если мужчины - гемофилики вступают в брак со здоровыми женщинами, то их сыновья унаследуют хромосому У, свободную от этого гена. Они здоровы и не носят гена гемофилии. Дочери мужчин -гемофиликов фенотипически здоровы, но все являются гетерозиготными по гену гемофилии, т.е. носительницами - этого гена. Их сыновья, в 50% случаев также унаследуют гены гемофилии и окажутся больными. Гетерозиготными окажутся и 50% дочерей такой матери. Поскольку у мальчиков нет второй Х-хромосомы, то рецессивный мутантный, ген гемофилии проявляет свое действие, и дети страдают гемофилией. У девочек две хромосомы Х, на второй хромосоме Х локализован доминантный (нормальный), ген, поэтому унаследованный рецессивный ген не обнаруживает своего действия - девочки не болеют гемофилией. Таким образом, в рассмотренном случае 50% мальчиков будут поражены гемофилией и 50% девочек окажутся гетерозиготными носительницами гемофилии.

Гемофилией могут страдать и женщины. В литературе описаны такие случаи, но они имеют место лишь тогда, когда девочки рождаются от родителей, один из которых является гемофиликом (отец), другой - гетерозиготным носителем (мать). Вероятность такoгo брака невелика.

Передача рецессивного гена, детерминирующего гемофилию, от гетерозиготных носительниц к их дочерям, внукам и т.д., которые становятся гетерозиготными носительницами и сыновья которых в 50% случаев болеют гемофилией, хорошо прослеживается при ознакомлении с генеалогией некоторых царствовавших семей в Европе. Их родословная идет от английской королевы Виктории, бывшей гетерозиготной по гену гемофилии. От гемофилии умерли три правнука королевы Виктории - испанские инфанты Альфонс, Гонзало - Джеймс, являвшиеся сыновьями Альфонса ХIII и Виктории Евгении Баттенбергской. Гемофиликом был также сын последнего русского царя Николая 11 Алексей, который унаследовал ген гемофилии от своей матери, царицы Александры Федоровны (Алисы), а последняя, в свою очередь, получила его через мать от своей прабабки- королевы Виктории.

Таблица 2. Выявление носителей при Х-сцепленных заболеваниях (по Ф. Фогель и А. Мотулъски, 1989 г.)

Другим примером наследования генов, сцепленных с Х- хромосомой является наследование дальтонизма (цветовой слепоты), который, например, в США встречается у 8 % мужчин и у 0,5% женщин. Наследование дальтонизма происходит аналогично наследованию гемофилии, т.к. рецессивный ген локализован на хромосоме Х. Отец передает Х - хромосому всем дочерям, но ни одному из сыновей, а мать передает одну из ее двух Х-хромосом всем детям. В связи с этим сыновья матери дальтоника тоже дальтоники, причем независимо от состояния зрения отца. Однако если отец имеет нормальное зрение, то нормальное зрение наследуют все его дочери от этого брака, хотя они и будут гетерозиготными носительницами. В браке последних с мужчинами, зрение которых нормально, родятся девочки с нормальным зрением, а мальчики - дальтоники и с нормальным зрением в соотношении 1: 1. Девочка-дальтоник может родиться лишь в браке мужчины-дальтоника с женщиной-дальтоником или с гетерозиготной носительницей.

Х-сцепленный доминантный тип наследования

Среди заболеваний, характеризующихся Х-сцепленным доминантным наследованием, можно назвать витамин D-резистентный рахит (фосфатдиабет) характеризующийся поражением скелета и не поддающийся лечению витамином D.

Приведем примеры браков при болезнях с Х - сцепленным доминантным типом наследования.

БОЛЕН ОТЕЦ

Родители ХАУ х ХаХа

Гаметы родителей ХА У Ха Ха

Потомки ХАХа; ХаУ; ХАХа; Ха У

Все дочери - здоровые носительницы, сыновья здоровы

БОЛЬНА МАТЬ

Родители ХаУ х ХАХа

Гаметы родителей Ха У ХА Ха

Потомки ХАХа; ХаХа; ХАУ; ХаУ

Вероятность заболеть - 50% для детей независимо от пола.

Известно, что свыше двухсот генов человека локализованы в Х-хромосоме. В частности, на хромосоме Х локализованы гены, контролирующие гемофилию А и В, мышечную дистрофию, цветовую слепоту, ювенильную глаукому, атрофию зрительного нерва, пигментный ретинит и др. Свыше 60 генов в Х -хромосоме определяют синдромы умственной отсталости. Большинство из этих болезней наследуется по рецессивному типу. Доминантный тип наследования в случае болезней, которые детерминируются генами, сцепленными с Х-хромосомой, более редок. Примеры болезней с умственной отсталостью, определяемой генами, локализованными на Х-хромосоме, приведены в таблице 3.

Таблица 3. Х - сцепленные синдромы - умственной отсталости

В качестве примера наследственных аномалий, контролируемых генами, локализованными на У- хромосоме, следует назвать синдактилию (перепончатообразное сращение 2-го и 3-го пальцев на ноге) и гипертрихоз (волосатость) края ушной раковины. Поскольку У- хромосома встречается только у мужчин, эти гены передаются потомству только по мужской линии.

наследование генный заболевание мутация

Гены, локализованные в хромосоме X, так же как и при аутосомном типе наследования, могут быть доминантными и рецессивными. Главной особенностью Х-сцепленного наследования является отсутствие передачи сыну соответствующего гена отца, так как мужчины, будучи гемизиготными (имеют только одну хромосому X), передают свою хромосому Х только дочерям. Если в хромосоме Х локализуется доминантный ген, такой тип наследования называется Х-сцепленным доминантным (рис. 12.1.). Для него характерно.

· если болен отец, то все его дочери будут больны, а все сыновья здоровы;

· дети больны только в том случае, если болен один из родителей;

· у здоровых родителей все дети будут здоровы;

· заболевание прослеживается в каждом поколении;

· если мать больна, то вероятность рождения больного ребенка независимо от пола равна 50%:

· болеют как мужчины, так и женщины, но в целом среди больных женщин в 2 раза больше.

При локализации в хромосоме Х рецессивного гена тип наследования называется X-сцепленным рецессивным . Для него характерно:

· болеют преимущественно лица мужского пола;

· заболевание наблюдается у мужчин - родственников пробанда по материнской линии;

· сын никогда не наследует заболевание отца:

· если пробанд женщина, ее отец обязательно болен, а мать - гетерозиготная носительница и бо­леют все ее сыновья;

· в браке больных мужчин и здоровых гомозиготных женщин все дети будут здоровы, но у доче­рей могут быть больные сыновья;

· в браке здорового мужчины и гетерозиготной женщины вероятность рождения больного ребен­ка составит 50% для мальчиков и 0% для девочек.

Рисунок 12.1. Пример родословной с Х-сцепеленным доминантным типом наследования

Примеры сцепленного с полом наследования:

Х-сцепленное наследование – гемофилия (рис. 12.2.), дальтонизм.

Благодаря хорошо известной родословной удалось проследить наследование гена гемофилии от английской королевы Виктории. Виктория и ее муж были здоровы. Известно также, что никто из ее предков не страдал гемофилией. Наиболее вероятно, что возникла мутация в гамете одного из родителей Виктории. Вследствие этого королева Виктория стала носительницей гена гемофилии и передала его многим своим потомкам. Все потомки мужского пола, которые получили от Виктории Х-хромосому с мутантным геном, страдали тяжелым недугом – гемофилией.

У-сцепленное наследование – гипертрихоз (повышенное оволосение ушной раковины), перепонки между пальцами.

Х- и У-сцепленное наследование – общая цветовая слепота.

Рисунок 12.2. Родословная семьи с гемофилией (Х-сцепленный рецессивный тип наследования)

Один из сцепленных с полом рецессивных генов вызывает особый тип мышечной дистрофии (тип Дюмена). Эта дистрофия проявляется в раннем детстве и постепенно ведет к инвалидности и смерти ранее 20-летнего возраста. Потому мужчины с дистрофией Дюмена не имеют потомства, а женщины гетерозиготные по гену этого заболевания, вполне нормальны. Среди доминантных признаков, связанных с Х-хромосомой, можно указать на ген, который вызывает недостаточность органического фосфора в крови. В результате, при наличии этого гена, часто развивается рахит, устойчивый к лечению обычными дозами витамина А. В этом случае картина сцепленного с полом наследования заметно отличается от того хода передачи по поколениям, который был описан для рецессивных болезней. В браках девяти больных женщин со здоровыми мужчинами среди детей была половина больных девочек и половина мальчиков. Здесь, в соответствии с характером наследование доминантного гена, в Х-хромосомах произошло расщепление в отношении 1:1:1:1. Другим примером доминантного гена, локализованного в Х-хромосоме человека, может послужить ген, вызывающий дефект зубов, приводящий к потемнению эмали зубов.

Кариотип человека содержит 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом. Наборы аутосом у мужчин и женщин по форме одинаковые, а пары половых хромосом различаются. У женщин - это две Х-хромосомы, у мужчин - Х-хромосома и У-хромосома. Х-хромосома не отличается от аутосом средних размеров (№ 5, 6). Мужская половая Y-хромосома морфологически подобная мельчайших хромосом (№ 21, 22, рис. 2.7, 3.7).

Половые хромосомы имеющиеся в каждой соматической клетке человека. В процессе образования гамет во время мейоза гомологичные половые хромосомы расходятся в разные половые клетки. Итак, каждая яйцеклетка, кроме 22 ауто-сом, несет одну половую хромосому X, а ее гаплоидный набор насчитывает 23 хромосомы. Все сперматозооны также имеют гаплоидный набор хромосом, из которых 22 аутосомы, а одна половая. Одна половина сперматозоидов содержит Х-хромосому, другая - У-хромосому.

Пол человека определяется в момент оплодотворения, когда хромосомные наборы гамет объединяются. Зигота содержит 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом. Если яйцеклетку оплодотворил сперматозоидом с Х-хромосомой, то в зиготе будет пара половых хромосом XX, и из нее разовьется девочка. Когда оплодотворение совершил сперматозоидов с Y-хромосомой, то набор половых хромосом в зиготе - ХУ, и из нее разовьется мужской организм. Итак, пол будущего ребенка определяет ризногаметний по половым хромосомам человек. Соотношение полов при рождении примерно соответствует соотношению 1: 1 (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Генетическое определение пола у человека

Однако в действительности соотношение полов среди новорожденных (известное как вторичное соотношение полов в отличие от первичного соотношения при оплодотворении) не сдвинуты в сторону мальчиков (102-106 мальчиков на 100 девочек). Первичное соотношение полов точно неизвестно, но есть некоторые данные, оно также изменчиво. Оказалось, что первичное и вторичное соотношение полов зависит от продолжительности периода между половым актом и овуляцией, частоты половых актов, общих условий, учитывая также состояние войны или мира в обществе.

Даже при искусственного оплодотворения доля мальчиков среди новорожденных существенно выше, чем девочек.

Пол будущего ребенка определяется не только комбинацией половых хромосом. Большую роль в этом процессе у человека играет гормональная регуляция, осуществляемая под действием половых гормонов, синтезируемых половыми железами.

Человек по своей природе двуполая. Зачатки половой системы одинаковы у зародышей обоих полов. Если У-хромосома отсутствует или его активность подавлена, то зачатки половых органов развиваются по женскому типу. их развитие не требует специальных регуляторных механизмов и является самовольным.

Нормальные особи мужского пола развиваются только тогда, когда все половые мужские гормоны, действующие на зачатки внешних и внутренних половых органов, функционирующих в определенное время и в определенном месте.

Описаны примерно 20 различных дефектов генов, которые при нормальном мужского кариотипа (ХУ) вызывают нарушения формирования внешних и внутренних половых признаков. В результате развивается Гермафродитный организм. Эти генные мутации связаны с нарушением синтеза половых гормонов, чувствительности рецепторов к ним и т.

Наследование признаков, сцепленных с полом

Половые хромосомы X и Y частично гомологичные, поскольку имеют общие гомологичные участки, в которых локализованы аллельные гены. Однако они различаются по форме, размерам и генетическим наполнением, ведь, кроме гомологичных участков, X- и Y-хромосомы содержат большое количество неаллельных генов. В Х-хромосоме расположены гены, которых нет в У-хромосоме, а определенные гены У-хромосомы отсутствуют в Х-хромосоме.

Итак, в половых хромосомах мужчин некоторые гены не имеют соответствующего аллеля в гомологичной хромосоме. В таком случае признак определяют не пара аллельных генов, как обычную менделирующих признак, а только один аллель. Такое положение гена называют гемизиготним, а признаки, развитие которых обусловлено одиночным геном, расположенным в одной из альтернативных половых хромосом, - сцепленными с полом. Такие признаки развиваются преимущественно у особей одного пола и по-разному наследуются у мужчин и женщин.

Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть доминантными и рецессивными.

Х -зчеплений доминантный тип наследования.

По такому типу наследуются преимущественно болезни - гипофосфатемический рахит, "заячья губа", фолликулярный гиперкератоз (чрезмерное ороговение эпидермиса кожи), очаговая гипоплазия (недоразвитие органа или его части), пятнистая хондродисплазия (аномалии преобразования хрящевой ткани на костную), темная эмаль зубов и др.

Такие признаки проявляются в гемозиготних мужчин и гетерозиготных женщин. Однако сыновья пораженного отца и здоровой матери не является носителями патологических признаков, здоровые также их дети. Однако все дочери пораженного отца будут поражены. От пораженных матерей болезнь передается детям независимо от пола с частотой 1: 1 подобно аутосомно-доминантного типа наследования. Если пораженные индивиды имеют нормальную репродуктивную способность, то в популяции больные женщины случаются примерно в два раза чаще, чем больные мужчины.

Характерным примером Х-сцепленного доминантного наследования может быть недостаточное содержание фосфора в крови (гипофосфатемия), что часто вызывает гипофосфатемический рахит. В родословной на рис. 4.6 все дочери пораженных мужчин, женатых на здоровых женщинах, болели гипофосфатемию или рахит, а все их сыновья были здоровыми. Пораженные матери имели как больных, так и здоровых сыновей и дочерей примерно поровну.

У мужчин симптомы заболевания, как правило, острые, чем у женщин, потому что у них действие аномального доминантного аллеля частично компенсируется гомологичным нормальным но лем в парной X-хромосоме.

Х -зчеплений рецессивный тип наследования.

Рецессивными признаками, которые определяются генами Х-хромосомы, тоже являются преимущественно болезни - гемофилия, дальтонизм (неспособность различать красный и зеленый цвета), атрофия зрительного нерва, миопатия Дюшена (повреждения скелетных мышц) и др.

Рис. 4.6.

Наследование, сцепленное с Х-хромосомой, можно рассмотреть на примере рецессивного гена гемофилии. У мужчины ген гемофилии, локализован в Х-хромосоме, не имеет но ля в У-хромосоме, то есть находится в гемизиготному состоянии и, как правило, оказывается. Чтобы лучше разобраться в генетическом механизме наследования этой болезни, применяют соответствующие обозначения: Н - ген нормальной способности крови скипатися, Ь - ген гемофилии, ХЯУ - человек здоровый, ХЛУ - человек, больной гемофилией;

У женщин гемофилия может оказаться только в гомозиготном состоянии: ХНХН - женщина здорова, ХЯХЛ - гетерозиготная здоровая женщина, но является носителем гена гемофилии, ХЛХЛ - женщина, больная гемофилией.

Заболевание поражает мужчин. Все они здоровы дочери являются гетерозиготными носителями гена гемофилии, поскольку получили от отца Х-хромосому с аномальным геном.

Среди сыновей гетерозиготных матерей (ХнХк) соотношение больных и здоровых составляет 1: 1, так как гаметы Хн и ХЛ образуются с одинаковой вероятностью.

Самым известным примером Х-сцепленного рецессивного наследования стало наследования классической гемофилии типа А среди потомков английской королевы Виктории (рис. 4.7). Королева Виктория была гетерозиготной по гену гемофилии и передала его сыну-гемофилики и трем дочерям. Один из потомков королевы - царевич Алексей (сын последнего русского царя Николая II и внучки королевы Виктории Алисы, которая была носителем гена гемофилии) также был поражен этой болезнью. Представленный родословную, как и следовало ожидать по рецессивного Х-сцепленного наследования свидетельствует, больных гемофилией только мужчины. Однако в семьях, в родословных которых были близкородственные браки, иногда гемофилия средней степени проявляется и у женщин.

Наследование признаков, сцепленных с Y-хромосомой.

Кроме того, что присутствие в геноме человека У-хромосомы четко определяет мужской пол, эта хромосома содержит по крайней мере несколько десятков генов, в т. Ч. Тех генов, детерминирующих развитие семенников, оволосение средних фаланг пальцев, наличие волос на внешнем краю ушных раковин (гипертрихоз), контролируют интенсивность роста и некоторые другие признаки. Признак, ген которой локализован в У-хромосоме, передается от отца всем сыновьям, и только сыновьям (рис. 4.8.). Патологические мутации, обусловливающие нарушение строения и функций семенников, а не наследуются в связи с стерильностью их носителей.

Рис. 4.7. Родовид с Х-сцепленной гемофилией А в царских семьях Европы

Рис. 4.8. Родовид с У-сцепленным типом наследования признака (оволосение средних фаланг пальцев)

Гомологичные зоны X- и Y-хромосом содержат аллельные гены, которые с одинаковой вероятностью имеющиеся у особей обоих полов. К признакам, определяемые этими генами, принадлежат неспособность различать цвета и пигментная ксеродерме (злокачественное поражение кожи солнечными лучами). Патология рецессивные.

Признаки, обусловленные аллельными генами, расположенными в X- и Y-хромосомах, наследуются по классическим правилам Менделя.

Митохондриальная или цитоплазматическая наследственность.

Митохондриальный геном - это кольцевая двойная молекула ДНК, которая содержит до 17 тыс. Пар оснований, примерно в 10 тыс. Раз меньше, чем в хромосоме среднего размера.

Определено более 10 мутаций митохондриальных генов, которые вызывают различные заболевания, симптомами которых является тяжелые поражения ЦНС, органов зрения, сердца и мышц. Наиболее распространенными патологиями является атрофия зрительного нерва Лебера, болезнь Лея и др., Которые объединяют в группу митохондриальных енцефаломиопатий.

Поскольку митохондрии ребенок наследует от матери с цитоплазмой овоцитом, все дети больной женщины наследуют патологию независимо от их пола. Пораженные девушки рожать только больных детей, тогда как у больных мужчин все дети будут лишены этой болезни (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Родовид с митохондриальным типом наследования патологической признаки (атрофия зрительного нерва Лебера)

Наличие у человека явления сцепления признаков с полом предоставляет важнейшую информацию для медико-генетического консультирования. С высокой вероятностью можно предположить генотипы и фенотипы сыновей и дочерей супругов, если отец, мать, или оба имеют признаки, сцепленные с половой хромосомой или митохондриальным геномом.

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.

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:

• Наследственное нарушение цветового зрения (дальтонизм). Разной степенью слабостью красно-зелёного восприятия в Северной Европе страдают примерно 8 % мужчин и 0,5 % женщин.
• X-сцепленный ихтиоз. На коже пациентов появляются сухие огрубевающие участки вследствие избыточного накопления сульфированных стероидов. Встречается у 1 из 2000-6000 мужчин.
• Мышечная дистрофия Дюшенна. Заболевание, сопровождающееся дегенерацией мышечной ткани и приводящее к смерти в молодом возрасте. Встречается у 1 из 3600 новорожденных мужского пола.
• Гемофилия A (классическая гемофилия). Заболевание, связанное с недостаточностью VIII фактора свёртываемости крови, встречается у одного из 4000-5000 мужчин.
• Гемофилия B. Заболевание, связанное с недостаточностью IX фактора свёртываемости крови, встречается у одного из 20 000-25 000 мужчин.
• Мышечная дистрофия Беккера. Заболевание аналогичное мышечной дистрофия Дюшенна, но протекающее несколько мягче. Встречается у 3-6 из 100 000 новорожденных мужского пола.
• Синдром Кабуки - множественные врождённые дефекты (пороки сердца, дефицит роста, потеря слуха, аномалии мочевыводящих путей) и умственная отсталость. Распространённость 1:32000.
• Синдром нечувствительности к андрогенам (синдром Морриса) - индивид с завершённым синдромом обладает женской внешностью, развитой грудью и влагалищем, несмотря на кариотип 46XY и неопустившиеся яички. Частота встречаемости от 1:20 400 до 1:130000 новорожденных с кариотипом 46,XY.

Редкие

• Болезнь Брутона (врождённая агаммаглобулинемия). Первичный гуморальный иммунодефицит. Встречается среди мальчиков с частотой 1:100000 - 1:250 000.
• Синдром Вискотта-Олдрича - врождённый иммунодефицит и тромбоцитопения. Распространённость: 4 случая на 1 000 000 новорожденных мужского пола.
• Синдром Лоу (окулоцереброренальный синдром) - скелетные аномалии, разнообразные почечные нарушения, глаукома и катаракта с раннего детства. Встречается с частотой 1:500 000 новорожденных мужского пола.
• Синдром Аллана-Херндона-Дадли - редкий синдром, встречающийся только у мужчин, при котором нарушено постнатальное развитие головного мозга. Синдром вызван мутацией в гене MCT8, кодирующем белок, транспортирующий тиреоидный гормон. Впервые описан в 1944 году.