Хромосомы и полЛюдей всегда интересовало, каким образом у раздельнополых организмов (и человека в том числе) поддерживается примерно равное соотношение полов? Что определяет пол человека и можно ли заранее выбрать пол будущего ребенка? Чтобы выяснить, чем определяется пол особи, рассмотрим кариотипы (хромосомные наборы) некоторых организмов. У самок и самцов большинства существ кариотипы несколько различаются.

Например, у дрозофилы 4 пары хромосом. Из них 3 пары у самок и самцов одинаковые – их назвали утосомами. По паре так называемых половых хромосом самки и самцы различаются. У самки в этой паре две палочковидные хромосомы, условно обозначаемые как Х-хромосомы. У самца в этой паре одна Х-хромосома, а другая, в отличие от первой, – двуплечая У-хромосома. Она присутствует только у самца и не имеет пары (гомолога). Половые хромосомы, кроме генов, определяющих признаки пола, содержат и другие гены, не связанные с полом.

Для того чтобы понять, каким образом в природе поддерживается равное соотношение полов, рассмотрим мейоз и слияние гамет на примере дрозофилы. При созревании половых клеток в мейозе гаметы получают гаплоидный (одинарный) набор хромосом. В диплоидном наборе самки все хромосомы парные, а значит, все ее гаметы будут иметь одинаковый набор хромосом. Другое дело у самца: в любой его соматической клетке Х- и У-хромосомы присутствуют в единственном экземпляре. После расхождения в мейозе Х-хромосома попадает в одну гамету, а У-хромосома – в другую, а значит, в потомстве с равной вероятностью будут рождаться мужские и женские особи. Таким образом, пол организма определяется в момент слияния гамет и зависит от хромосомного набора зиготы.

У человека в диплоидном наборе 46 хромосом (23 пары). Из них 44 – аутосомы, а две – половые. У женщин это две Х-хромосомы, а у мужчин — одна Х- и одна У-хромосома. Женский пол человека и дрозофилы, как и многих других организмов, определяется парой одинаковых хромосом XX, а мужской – двумя непарными хромосомами XY. Женский пол в этом случае называют гомогаметным, а мужской – гетерогаметным. У некоторых существ совсем наоборот: женский пол гетерогаметен, а мужской – гомогаметен. Такую особенность имеют организмы пресмыкающихся, бабочек и птиц. Кариотип петуха – XX, курицы – ХУ. Все мужские гаметы таких организмов содержат только Х-хромосому, а пол оп- ределяется тем, какая яйцеклетка из двух типов будет оплодотворена – с Х- или У-хромосомой. Часть насекомых вообще не имеет У-хромосомы. У них половина гамет самца не содержит ни одной половой хромосомы, а только аутосомы. При слиянии таких гамет с яйцеклеткой образуется организм, кариотип которого также не имеет половой хромосомы, то есть – самец.

У небольшого количества существ (например, дафний) пол может определяться не хромосомным набором, а внешними условиями. В летний сезон дафнии размножаются партеногенетически (без участия самцов), и в благоприятных условиях рождаются самки. При возникновении неблагоприятных факторов в потомстве появляются самцы. Особи некоторых видов рыб, ракообразных, брюхоногих моллюсков и многощетинковых червей меняют пол с возрастом. Чаще самцы с увеличением размеров становятся самками, но бывает и наоборот.

Наследование признаков, сцепленных с полом. Если гены, отвечающие за признак, находятся в аутосомах, то наследование этого признака никак не связано с полом. Его могут наследовать как мужские, так и женские особи. Но если эти гены содержатся в половых хромосомах – ситуация резко меняется. Для примера рассмотрим наследование черепаховой окраски у кошек с характерным чередованием рыжих и черных пятен. Интересно, что котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт оставался непонятным до тех пор, пока не выяснилось, что гены, отвечающие за черепаховую окраску, содержатся у кошек в половых хромосомах и поэтому сцеплены с полом. Обозначим ген черной окраски В, содержащую его хромосому – Xв. Ген рыжей окраски в, хромосому – XВ. Гены черной и рыжей окраски аллельные, то есть содержатся в разных гомологичных хромосомах одной пары. У-хромосомы включают очень ограниченное коли-чество генов, в число которых гены окраски не входят. Следовательно, возможны следующие комбинации хромосом в зиготе:

Черепаховая кошка
ХВ ХВ черная кошка,
Хв Xв рыжая кошка,
ХВ Xв черепаховая кошка,
ХВ Y черный кот,
Xв Y рыжий кот.
С полом оказываются сцепленными и некоторые наследственные заболевания, вызванные мутационными нарушениями генов Х-хромосом. Большинство таких нарушений рецессивно, в женской особи они могут проявиться фенотипически только в гомозиготном состоянии, когда оба родителя несут в половых Х-хромосомах измененный ген. С мужскими особями дело обстоит хуже. Мужской организм наследует сцепленные с полом признаки с Х-хромосомой матери. Эти признаки, даже будучи рецессивными, сразу проявляются в фенотипе, поскольку Y- хромосома очень маленькая и не содержит альтернативных генов. При этом признаки, находящиеся у матери в скрытой, рецессивной форме, проявляются у мужской особи в виде заболевания. Так передается тяжелая болезнь – гемофилия. Кровь больных гемофилией практически не свертывается. Даже небольшие царапины и ушибы вызывают у них длительные кровотечения и внутренние кровоизлияния. Это заболевание обусловлено рецессивным геном Х-хромосомы и встречается только у мужчин, гомозиготные по рецессивному аллелю девочки умирают в юном возрасте.

Обозначим ген, обеспечивающий нормальную свертываемость крови Н, ген гемофилии — h.

При сочетании женщины, несущей ген гемофилии в рецессивной форме, со здоровым мужчиной половина мальчиков будут больными. Девочки, больные гемофилией, практически не встречаются, поскольку вероятность встречи больного мужчины и женщины, несущей ген гемофилии, чрезвычайно мала. Опасность заболеть гемофилией, как и многими другими наследственными заболеваниями, резко возрастает при близкородственных браках. Такие браки с древних времен были запрещены Церковью, в большинстве современных государств они запрещены законом. Аналогично наследование дальтонизма (неспособности различать зеленый и красный цвет) сцеплено с полом по Х-хромосоме. Мужчин-дальтоников – 4%, а женщин – менее 1%/ С Y-хромосомой связано наследование «рыбьей» кожи, перепончатых пальцев, избыточного волосяного покрова на ушах.

Часть признаков проявляется только у особей одного пола. Например, способностью давать молоко обладают лишь коровы, хотя гены, определяющие этот признак, есть и у быков. Их потенциальную молочность определяют косвенно, по удоям в потомстве. С целью повышения удоев отбор быков про- изводится по их потенциальной молочности.

Самцы тутового шелкопряда дают значительно больше Шелка, чем самки. Поэтому выгоднее выкармливать только самцов. Но как определить пол особи в яйце? Ученым удалось сцепить ген, отвечающий за черный цвет яиц, с женским полом. В промышленном шелководстве отбор белых яиц осуществляется быстродействующим устройством на конвейере.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+