Определение генов, связанных с полом
секс связанные гены гены, которые находятся в половые хромосомы и поэтому они наследуются по-разному между мужчинами и женщинами. У млекопитающих, где у самки две Х-хромосомы (ХХ), а у самца одна Х и одна Y хромосома (XY), рецессивные гены на Х-хромосоме чаще экспрессируются у мужчин, потому что их единственная Х-хромосома имеет это ген, в то время как женщины могут нести дефектный рецессивный ген на одной Х-хромосоме, которая компенсируется здоровым доминантным геном на другой Х-хромосоме. Типичными примерами генов, связанных с полом, являются те, которые кодируют дальтонизм или те, которые кодируют гемофилию (неспособность сделать кровь сгустки) у людей. С другой стороны, у птиц, где у самки две разные хромосомы (ZW), а у самца две Z-хромосомы (ZZ), именно самка имеет больше шансов на экспрессию рецессивных генов на Z-хромосоме, потому что они не могут компенсировать доминантный ген на W-хромосоме.
Половые хромосомы
В вид в котором мужчины и женщины четко различаются, половые хромосомы определяют пол организм, У млекопитающих самки имеют две Х-хромосомы (ХХ), а самцы имеют одну Х-хромосому и одну Y-хромосому (XY) (см. Ниже другой образец наследования половых хромосом у птиц). Другие несексуальные хромосомы (так называемые аутосомные хромосомы) одинаковы для мужчин и женщин, то есть они кодируют одинаковые гены. Клетки каждого человека имеют две копии каждой хромосомы, хотя каждая копия может содержать разные аллели. Другими словами, клетки имеют пары хромосом, каждая пара кодирует одни и те же гены (например, цвет глаз), но каждая копия хромосомы может иметь разные аллель (например, одна копия может кодировать синий глаза и другой экземпляр для карие глаза). У людей есть 23 пары хромосом, то есть 46 хромосом: 22 пары аутосомных хромосом и 1 пара половых хромосом.
Способ наследования половых хромосом довольно прост. Каждый организм имеет две копии каждой хромосомы; в случае половых хромосом это может быть либо XX (женщина), либо XY (мужчина). Таким образом, самки могут передавать только Х-хромосомы своим детям (поскольку они имеют только Х-хромосомы), в то время как самцы могут передавать либо одну Х-хромосому, либо одну Y-хромосому своим потомкам. С точки зрения потомства, женщина унаследует одну Х-хромосому от матери (единственные хромосомные матери могут перейти к потомству), а другую Х-хромосому от отца; мужчина унаследует одну Х-хромосому от матери и Y-хромосому от отца.
Половые хромосомы отличаются от аутосомных хромосом тем, что Х-хромосома больше, чем Y-хромосома, и, что неудивительно, разные размеры влекут за собой то, что каждая половая хромосома содержит разные гены (хотя есть некоторые гены, которые кодируются как в Х, так и в Y-хромосомах , но они не считаются генами, связанными с полом). Это означает, что ген, который кодируется в Y-хромосоме, будет экспрессироваться только у мужчин, тогда как ген, который кодируется в Х-хромосоме, может быть экспрессирован у мужчин и женщин.
Важно отметить, что рецессивные гены – гены, для экспрессии которых требуется две копии, в противном случае экспрессируется доминантный ген – имеют специфические последствия для каждого пола. Когда рецессивный ген экспрессируется на Х-хромосоме, он более вероятно экспрессируется у мужчин, чем у женщин. Это связано с тем, что у самцов есть только одна Х-хромосома, и поэтому он будет экспрессировать ген, даже если он рецессивный, тогда как у самок есть две Х-хромосомы, и несущий рецессивный ген может не экспрессироваться, если другая Х-хромосома несет другой доминантный ген. По этой причине эти гены называются генами, связанными с полом: потому что они наследуются по-разному в зависимости от пола организма. Давайте рассмотрим один пример, который облегчит понимание.
Пример: дальтонизм
Примером генов, связанных с полом, является дальтонизм. Дальтонизм – это рецессивный ген, который экспрессируется только на Х-хромосоме (давайте используем Х * для Х-хромосомы, несущей рецессивный ген дальтоника). Если мужчина получает ген дальтоника от матери, этот человек будет дальтоником (X * Y). Если, с другой стороны, женщина получает один ген дальтоника (от матери или отца) и другой здоровый ген (не дальтоник от матери или отца), тогда этот женский организм (XX *) не будет дальтоник, потому что здоровый ген является доминантным, а рецессивный ген дальтоника не будет экспрессироваться. Однако она будет носителем, что означает, что она может передать ген дальтоника своему потомству. Наконец, если женщина получает ген дальтоника от матери, а другой ген дальтоника от отца, эта женщина будет дальтоником (X * X *).
Другими словами, женщины могут быть здоровыми (XX), носителями (XX *), не страдающими дальтонизмом, и дальтониками (X * X *), в то время как мужчины могут быть либо здоровыми (XY), либо дальтониками (X * Y). Следовательно, шансы мужчин быть дальтониками чрезвычайно высоки, чем шансы женщин быть дальтониками. На самом деле, примерно 1 из 20 мужчин страдает дальтонизмом и только 1 из 400 женщин.
Система ZW
У птиц пол организмов также определяется двумя разными хромосомами, но вместо самок, имеющих две одинаковые хромосомы (XX), и самцов, имеющих разные хромосомы (XY), самки птиц имеют две разные хромосомы (ZW), а самцы имеют две равные хромосомы (ZZ).
Например, у голубей примером гена, связанного с полом, является тот, который кодирует цвет перьев. Этот ген кодируется на Z-хромосоме, так что какой бы аллель (пепельно-красный, синий или коричневый), экспрессируемый на Z-хромосоме, будет определять цвет пера самки. Для мужчин это будет зависеть от обеих Z-хромосом (пепельно-красный доминирует над синим, а синий доминирует над коричневым).
Генетическая связь во время гомологичной рекомбинации
Когда у человека есть две копии одной и той же хромосомы (любая аутосомная хромосома, две Х-хромосомы в случае самок млекопитающих или две Z-хромосомы в случае самцов птиц), эти хромосомы могут рекомбинировать во время мейоз в обработанном называется гомологичны рекомбинация, в результате чего происходит перестановка некоторых частей хромосом. Проще говоря, две копии хромосомы обрезаются в случайных местах, и вырезанная часть обменивается между обеими копиями. Если два гена находятся физически близко друг к другу на хромосоме, они, скорее всего, будут наследоваться вместе, потому что разрез во время гомологичной рекомбинации между ними вряд ли произойдет. Следовательно, самки млекопитающих (XX) и самцы птиц (ZZ) могут демонстрировать генетическую связь генов, связанных с полом.
Примером этого может служить цвет перьев и интенсивность окраски у голубей, которые всегда наследуются вместе у самок (ZW) и довольно часто у самцов (ZZ). У мужчин, потому что цвет и интенсивность цвета находятся близко друг к другу, они, вероятно, будут наследоваться вместе, потому что разрез хромосомы во время рекомбинации вряд ли будет иметь место между ними, хотя они также могут быть смешаны и рекомбинированы.
викторина
1. Что такое гены, связанные с полом?A. Гены, которые сидят на любой аутосомной хромосоме.B. Любой ген, который сидит на половой хромосоме.C. Гены, которые находятся на половой хромосоме и которые наследуются по-разному у мужчин и женщин.
Ответ на вопрос № 1
С верно. Не каждый ген, который находится на половой хромосоме, является геном, связанным с полом; Есть некоторые гены, которые экспрессируются в X и Y хромосомах и поэтому считаются аутосомными генами. Связанные с полом гены – это те, которые находятся на половых хромосомах и наследуются по-разному у мужчин и женщин.
2. Могут ли дальтоники и здоровый отец иметь дальтоников?A. Да, но дочки дальтоники.B. Да, но только дальтоники.C. Да, дальтоники, дочери и сыновья.D. Нет.
Ответ на вопрос № 2
В верно. У дальтоника (X * X *) и здорового отца (XY) могут быть дочери-носители (XX *), которые не являются дальтониками, а также дальтоники (X * Y).
3. Какие половые хромосомы у птиц?A. X и Y, как у млекопитающих: XX для самок и XY для самцов.B. X и Y: XY для женщин и XX для мужчин.C. Z и W: ZZ для женщин и ZW для мужчин.D. Z и W: ZZ для женщин и WW для мужчин.E. Z и W: ZW для женщин и ZZ для мужчин.
Ответ на вопрос № 3
Е верно. У самок две разные хромосомы (Z и W), а у самцов две одинаковые хромосомы (Z и Z).
Ссылки
- Центр изучения генетики. (2014, 2 декабря). Секс связь Получено с: http: // learn.генетика .utah.edu / содержание / голубей / наследование, сцепленное с полом /
- Оно, С. (2013). Половые хромосомы и гены, связанные с полом (Том 1). Springer Science & Business Media, Берлин, Германия.