Генетика пола.генетика пола

Как определяется пол взрослого организма при его онтогенеза - одна из интересных проблем биологии. Изучая и сравнивая гаметогенез и хромосомные наборы самцов и самок, ученые установили, что во многих случаях определение пола зависит от кариотипа.

Хромосомное определение пола. Еще в конце прошлого века ученые обратили внимание на различие по одной из пар гомологичных хромосом в хромосомных наборах самцов и самок. В диплоидных соматических клетках самцов, например дрозофилы, хромосомы каждой из трех пар (неполовые хромосомы - аутосома) сходны между собой, а хромосомы четвертой - разные (половые хромосомы - гете-рохромосомы). Одна из гетерохромосом - палочковидные формы (так называемая Х-хромосома), другая - крючкообразным (Y-хромосома). У самок дрозофил обе половые хромосомы одинаковы (Х-хромосомы), а у самцов-разные (X-и Y-хромосомы)). Итак, кариотип самок дрозофил можно женщины соответственно записывают, как 44А + XX и 44А + XY.

 



Поскольку во время мейоза гомологичные хромосомы расходятся к разным гамет, то в одного пола возникает только один тип гамет (гомогаметным пол), у другой - два, которые различаются строением половых хромосом (гетерогаметных пол). Во многих систематических групп организмов гомогаметным статью есть женская, а гетерогаметного-мужская (двукрылые насекомые, клопы, жуки, большинство видов рыб, часть земноводных, млекопитающие, некоторые двудомные растения и т.п.), в других (птицы, пресмыкающиеся, некоторые рыбы и земноводные, бабочки ) - наоборот (мал.82). Итак, в большинстве роздильностатевих видов пол будущего организма определяется в момент оплодотворения определенным сочетанием половых хромосом в зиготе. Генетика пола. генетика

У некоторых видов особи разного пола отличаются количеством хромосом. Так, у кузнечиков и других животных в диплоидном наборе самца имеется лишь одна половая хромосома из пары гомологичных, а у самки - обе. Например, в диплоидном наборе самки морского червя ациракантуса 12 хромосом (10 А + XX), а самца - лишь 11 (10 А + X); соответственно самки образуют гаметы одного сорта (5 А + X), а самцы - двух ( 5 А + X и 5 А + 0). Из зигот, что имеют хромосомный набор 10 А + XX, развиваются самки, а из хромосомным набором 10 А + X - самцы. Кроме хромосомного, есть и другие механизмы определения пола организмов. Например, у некоторых беспозвоночных животных (коловраток, мелкого многощетинковых червей - динофилюса т.д.) пол определяется еще до момента оплодотворения. Эти животные продуцируют яйцеклетки двух типов: крупные, богатые желтком и мелкие, с небольшим запасом питательных веществ. Из яйцеклеток первого типа развиваются самки, а из яйцеклеток второго - самцы.   Генетика пола .

На пол будущего организма могут влиять факторы внешней среды. Например, в морской червеобразной животные - бонелии - личинки, которые прикрепляются к дну, развиваются в крупных (длиной до метра) самок. Те же из них, которые попадают на хоботок самки, под воздействием ее гормонов превращаются в карликовых самцов (длиной 1-3 мм) и живут в половых путях самки.

В общественных перепончатокрылых насекомых (пчелы, шмели, муравьи и др.) самки продуцируют два типа яиц: оплодотворенные и неоплодотворенные (партеногенетические). Из яиц первого типа развиваются диплоидные самки, а с другой - гаплоидные самцы. Впоследствии в соматических клетках самцов количество хромосом удваивается, и они становятся диплоиднимы.  Генетика пола .

На формирование пола некоторых рыб и земноводных также влияют условия окружающей среды или гормоны. Во время эмбриогенеза у них закладываются одновременно зачатки мужских и женских половых желез, но развивается лишь один тип. Интересный пример такого явления можно наблюдать у рыб-«чистильщиков», самцы которых обладают «гаремы» из нескольких самок. После гибели самца его функции берет на себя одна из самок, у которой из недифференцированных зачатков развиваются семенники. Изменение пола в ходе онтогенеза наблюдают у кольчатого червя офриотроха. Молодые особи этого животного сначала становятся самцами, а достигнув определенных размеров, превращаются в самок. Подобные примеры известны также среди ракообразных и рыб (например, в аквариумных рыбок-меченосцев самки с возрастом способны превращаться в самцов). Генетика человека

Соотношение полов и его регуляция. У видов, пол которых определяется в момент оплодотворения, количественное соотношение самцов и самок, по закону расщепления, должно составлять 1:1: Но в природе такое соотношение часто не выдерживается вследствие разного уровня смертности самцов и самок (т.е. особей гомо-и гетерогаметного статей ). Высшая смертность наблюдают среди особей гетерогаметного пола, поскольку в Y-хромосоме через ее меньшие размеры отсутствуют некоторые аллели, имеющиеся в Х-хромосоме. Поэтому фе-нотипно могут проявляться летальные или полулетальные (снижающие жизнеспособность) рецессивные аллели. Например, в тутового шелкопряда преимущественно больше самцов, чем самок, ибо от особого вирусного заболевания чаще погибает гусеница, из которой должны развиваться особи гетерогаметного пола (самки).

Повышенную смертность особей гетерогаметного пола под влиянием рецессивных летальных аллелей часто наблюдают еще во время эмбрионального развития. Так, среди потомства кур, гетерозиготных по такой аллели, петушков обычно вдвое больше, чем курочек. Это объясняется тем, что у эмбрионов курочек (гетерогаметных пол) эта аллель может переходить в гомозиготное состояние и они погибают, а у эмбрионов петушков она находится в гетерозиготном состоянии и фенотипически не проявляется.

Наследование, сцепленное с полом. Существуют некоторые признаки, на характер наследования которых влияет пол организма. Это объясняется неодинаковым генным составом X-и Y-хромосом, о чем уже говорилось выше. В Х-хромосоме есть участки с определенными генами, отсутствуют в Y-хромосоме через ее меньшие размеры, хотя некоторые гены последней также могут не иметь соответствующих аллелей в Х-хромосоме (например, ген, обуславливающий наличие или отсутствие волос на краю ушной раковины человека ).

Явление наследования, сцепленного с полом, исследовал Т. Х. Морган. Он скрестил самок дрозофил с красным цветом глаз с самцами с белыми (лишенными пигмента) глазами. Все особи первого поколения гибридов имели красные глаза. Среди гибридов второго поколения все самки (50%) были с красными глазами, тогда как среди самцов наблюдалось расщепление: половина их имела красные глаза, а половина - белые (по 25% от общего количества особей).

Одновременно он сочетал белоглазых самок с красноглазые самцами. Среди гибридов первого поколения наблюдалось такое расщепление по фенотипу: все самки имели красные глаза, а самцы - белые. При скрещивании гибридов первого поколения между собой, среди гибридов второго поколения 50% особей каждого пола было с красными глазами и 50% - с белыми.

Таковы результаты двух вариантов скрещиваний можно объяснить локализацией в Х-хромосоме гена окраски глаз, тогда как Y-хромосома вообще его лишенная и потому на наследование этого признака не влияет.

У кошек определенные виды окрас шерсти также сцепленные с полом. Известно, что кошки никогда не должны черепахового окраса (рыжих и черных пятен на белом фоне); они бывают темными или рыжими. Это объясняется тем, что аллельные гены, которые определяют черное или рыжую окраску, локализованные в Х-хромосоме. Ни одна из этих аллелей не доминирует над другой, и поэтому кошки, гетерозиготные по этим геном, имеют черепахового окраса, в отличие от кошек, имеющих только один аллельных ген.

У человека подобным образом наследуются некоторые заболевания (дальтонизм, гемофилия и др.). Дальтонизм (неспособность различать некоторые цвета) предопределяет рецессивная аллель, размещенная в X-и отсутствует в Y-хромосоме. Поэтому человек, который имеет эту аллель, больной дальтонизмом. У женщин это нарушение цветового зрения проявляется только у особей, гомозиготных по данной аллели, гетерозиготные женщины фенотипически здоровы, хотя являются носителями аллельного гена, что приводит дальтонизм. Подобным образом наследуется и гемофилия (неспособность крови к свертывания, вследствие чего человек может погибнуть даже за незначительного повреждения кровеносных сосудов). Как правило, рецессивная аллель, которая обуславливает заболевание, передается из поколения в поколение гетерозиготными женщинами-носителями, потому гомозиготные по этой аллели женщины, а также мужчины, больные гемофилией, не доживают до брачного возраста.

Выводы.
В раздельнополовых видов пол будущего особи определяется в основном в момент оплодотворения благодаря определенной комбинации в зиготе половых хромосом (так называемых X-и Y-хромосом).

Существует ряд признаков, наследование которых сцеплено с полом (например, черепахового окраса шерсти у кошек, гемофилия и дальтонизм у человека).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+