ТЕМА: БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА ПОЛА

 

ПОЛ КАК НАСЛЕДСТВЕННЫЙ ПРИЗНАК

2. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛА

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ДИФФЕРЕНЦИРОВКА И ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛА В ОНТОГЕНЕЗЕ

4. СООТНОШЕНИЕ ПОЛОВ У ЧЕЛОВЕКА

 

ПОЛ КАК НАСЛЕДСТВЕННЫЙ ПРИЗНАК

 

Пол – это важная фенотипическая характеристика особи, включающая совокупность морфологических, физиологических, биохимических, поведенческих признаков организма, обеспечивающих воспроизведение потомства и передачу ему наследственной информации. Признаки пола присущи всем живым организмам, даже самым простейшим (бактерии имеют признаки пола).

Признаки пола подразделяются на две группы: первичные (наружные и внутренние органы размножения) и вторичные (особенности телосложения, тембр голоса, развитие волосяного покрова и т.д.).

Признаки особи, связанные с полом, можно разделить на 3 категории:

1. Ограниченные полом;

2. Контролируемые полом;

3. Сцепленные с полом.

Развитие первых обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но проявляющихся только у одного пола. Такое явление наблюдается в связи с воздействием соответствующих половых гормонов.

Примером вторых является разная степень проявления генов у лиц разного пола. Так у человека ген лысости – только у мужчин, а подагра – у 40% мужчин и редко – у женщин.

 

Признаки, контролируемые генами, расположенными в половых хромосомах, называются сцепленным с полом. У человека описано более 60 заболеваний, сцепленных с полом, большинство из которых наследуются рецессивно. Гены в половых хромосомах можно разделить на 3 группы:

1. Гены частично сцепленные с полом. Они расположены в парных сегментах Х и Y хромосом. К заболеваниям, частично сцепленным с полом относят: геморрагический диатез, судорожные расстройства, пигментный ретинит, пигментную ксеродерму, общую цветовую слепоту.

2. Гены полностью сцепленные с полом. Они расположены в участке Х хромосомы, для которого нет гомологичного участка в Y хромосоме (гетерологическом). Эти гены контролируют заболевания: атрофия зрительного нерва, мышечная дистрофия Дюшена, дальтонизм, гемофилия, способность ощущать запах синильной кислоты.

3. Гены, расположенные в участке Y хромосомы, для которого нет гомологичного локуса в Х хромосоме, называются голандрическими. Они контролируют признаки: синдактилия, гипертрихоз ушной раковины.

Ген дальтонизма проявляется у 7% мужчин и у 0, 5% женщин, но носительницами этого гена являются 13% женщин.

Сцепленное с полом наследование было описано Т. Морганом на примере наследования признака окраски глаз у дрозофилы.

Отмечено несколько закономерностей наследования сцепленных с полом признаков:

1) передаются крест на крест (от отца – дочери, от матери – сыну);

2) результаты прямого и обратного скрещиваний не совпадают;

3) у гетерогаметного пола признак проявляется в любом состоянии (доминантном или рецессивном).

У человека и млекопитающих женские особи имеют в кариотипе две Х – хромосомы (ХХ), а мужские Х- и У - хромосомы. Женские особи являются гомогаметными, поскольку формируют лишь один тип гамет, а мужские - гетерогаметными, т.к. образуют два типа гамет.

У птиц и бабочек гетерогаметным полом является женский пол, а гомогаметными -мужской. У них половые хромосомы обозначают как Z и W.

У некоторых клопов, жуков самки имеют состав половых хромосом ХХ, самцы же несут всего одну из них - (ХО).

Признаки, которые наследуются через Y-хромосому, называются голандрическими. Они проявляются только у лиц мужского пола и передаются только по мужской линии.

Признаки, которые наследуются через Х-хромосому, называются сцепленными с Х-хромосомой. Они встречаются как у женщин, так и у мужчин. При этом женщины могут быть как гомозиготными, так и гетерозиготными по генам, локализованным в Х-хромосоме. Рецессивные аллели у женщин проявляются только в гомозиготном состоянии, но у мужчин рецессивные гены проявляются всегда, т.к. находятся в гемизиготном состоянии и не имеют аллельных генов в гомологичной хромосоме. Классическим примером такого наследования является гемофилия А – заболевание, характеризующееся нарушением свертывания крови и кровоточивостью. Поскольку в данном случае матери-носители мутантного рецессивного гена передают болезнь своим сыновьям, то такое наследование называется крест-накрест.

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛА

 

1. Прогамная детерминация пола происходит в процессе созревания яйцеклеток и обусловлена неравномерным распределением цитоплазмы при формировании овоцитов: формируются большие и малые овоциты, имеющие одинаковый набор хромосом. После оплодотворения из большиховоцитов развиваются самки, из малых – самцы. Такой тип детерминациихарактерен для первичных кольчецов, тлей, коловраток.

Коловратки образуют яйцеклетки двух сортов: крупные, с двумя наборами хромосом (диплоидные) и большим объѐ мом цитоплазмы и мелкие, с одним набором хромосом – гаплоидные. Из гаплоидных неоплодотворѐ нных яиц развиваются гаплоидные самцы, продуцирующие гаплоидные гаметы. Если теперь гаплоидный самец оплодотворит гаплоидное яйцо, то разовьѐ тся самка. Из крупных диплоидных яиц также развиваются самки, но в этом случае они появляются не в результате оплодотворения, а партеногенетически, то есть без оплодотворения. Таким образом, пол особи, развивающейся из диплоидного яйца, определяется ещѐ на стадии формирования яйцеклетки (на этом этапе закладывается еѐ диплоидность), а пол особи, развивающейся из мелкого яйца, зависит от того, будет оно оплодотворено или нет.

2. Сингамная детерминация пола характеризуется тем, что пол определяется в момент оплодотворения. Данный тип характерен для большинства млекопитающих и человека. Пол наследуется как обычный менделирующий признак (т.е. в соответствии с законами Менделя) с вероятностью 50% для обоих полов.

3. Эпигамная детерминация пола. Пол определяется после оплодотворения и зависит от факторов внешней среды. Классическим примером эпигамного определения пола является морской червь Bonellia viridis.

Самки крупные, достигают длины 7-10 см и имеют хоботок длинной до 1м. Самцы мелкие (около 3 мм), ведут паразитический образ жизни на хоботке самки. В том случае, если личинка окажется на хоботке самки, под влиянием гормонов из зиготы могут развиваться самцы. Но если личинка будет развиваться вдали от самки, то из нее сформируется самка.

4. Эусингамная детерминация пола – гаплодиплоидный тип определения пола. Характерен для особей, размножающихся партеногенетический. Так, у пчел особи женского пола развиваются из оплодотворенных диплоидных яиц, мужского – из неоплодотворенных (гаплоидных).

У некоторых видов в ходе обычного онтогенеза при определенных условиях происходит естественное переопределение пола. В Тихом океане обитают сельдевые рыбки вида Labroides dimidiatus, живущие стайками из множества самок и одного самца. Все самки постоянно пребывают в состоянии стресса, источником которого является самец. При этом уровень напряженности между самками различается, так, что можно выделить альфа, бетта, гамма-самок и т.д. В случае гибели самца альфа-самка (главная самка) сбрасывает напряжение и превращается в полноценного самца. Такое переопределение пола зависит от уровня в организме гормонов, выделяемых клетками надпочечников. У некоторых рептилий, таких как черепахи и крокодилы, детерминирующим фактором служит температура в определенный период развития яйца. Так, у каймановой черепахи при температуре ниже +27⁰С из яиц развиваются самцы, при температуре выше+30⁰С – самки.

К сингамному типу относится хромосомное определение пола. Ответственные за пол хромосомы назвали половыми. Нормальная мужская гамета несет либо Х либо Y -хромосому, а все яйцеклетки – Х -хромосому. В случае нормального расхождения хромосом при мейозе образуются нормальные яйцеклетки и сперматозоиды с обычным набором хромосом Х или Y. Пол зиготы определяется по соотношению хромосом в гаметах. При этом различают гомогаметный и гетерогаметный пол. У гомогаметного пола одинаковые гаметы. Например, у млекопитающих, дрозофилы гомогаметный женский пол – ХХ. У птиц, рептилий, насекомых (бабочки) гомогаметным является мужской пол ZZ.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: