| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Статева приналежність еукаріотичного організму є генетично детермінованої. У ссавців і людини первинні ознаки чоловічого або жіночої статі (ембріональна закладка і розвиток статевих залоз певного типу, т. Е. Сім'яників або яєчників) обумовлені присутністю в каріотипі одного з двох можливих поєднань статевих хромосом (ХУ або XX). хромосоми X і У прийнято розглядати в якості пари гетерологичних хромосом, хоча кожна з них містить невелику ділянку взаємної гомології, т. е. вони являють собою частково гомологічні хромосоми. Це визначає і принципову можливість генетичного обміну між ними в профазі першого поділу мейозу. У зв'язку з зазначеною обставиною існують три можливих варіанти генних локусів статевих хромосом: локуси гомологічних ділянок хромосом X і У, локуси негомологічних ділянок Х-хромосом і локуси негомологічних ділянок У-хромосом.
Роль У-хромосоми в детермінування чоловічої статі у ссавців і людини обумовлена наявністю в її негомологічних ділянці гена SRY (Від англ, sex determining region У - область хромосоми У, що детермінує підлогу), який кодує ДНК-связиваюшим білок (білок SRY). Вважають, що цей білок, що синтезується в період раннього ембріонального розвитку, регулює Транскрипційні активність декількох різних генів, локалізованих як в Л'-хромосомі, так і в ау- тосом, забезпечуючи формування статі за чоловічим типом.
При відсутності у індивідуума гена SRYабо при його мутаційному зміні, що приводить до інактивації білка SRУ, стає можливим розвиток статі за жіночим типом, що пов'язано, ймовірно, з експресією відповідного гена (або генів) А'-хромосоми. Разом з тим є дані про те, що мутаційні зміни в аутосомно гені людини, позначеному символом SOX9, розташованому на хромосомі 17 і бере участь у формуванні первинних ознак чоловічої статі, можуть негативно впливати на активацію його транскрипції за участю білка SRY. У цьому випадку виникають різні порушення в розвитку статевих залоз і відповідних вторинних статевих ознак аж до формування жіночої статі (реверсії статі) у індивідуума, що має в своєму каріотипі нормальну У-хромосому.
Крім генів, що детермінують підлогу, в статевих хромосомах знаходяться гени, які контролюють ознаки, які пов'язані з визначенням статі індивідуума. Гени, локуси яких знаходяться в гомологічних ділянках хромосом Хі У, прийнято називати частково зчепленими з підлогою. Що стосується генів, локуси яких розташовані в негомологічних ділянках цих хромосом, то вони і контрольовані ними ознаки розглядаються як повністю зчеплені з підлогою ^ відповідно, по Х-хромосомі або по У-хромосомі).
Найбільш значна інформація є про генах, повністю зчеплених з ^ хромосомою. До них, зокрема, відносяться гени, які контролюють ознаки дальтонізму (нездатності розрізняти червоний і зелений кольори), гемофілії (несвертиваемості крові) і деяких інших спадкових захворювань людини. Оскільки в цих випадках спадкування відповідного гена і контрольованого їм ознаки пов'язано з передачею від батьків до дітей лише А'-хромосоми, то для запису генотипу індивідуума використовують символи статевих хромосом з індексами містяться в них генів.
Як приклад розглянемо взаємовідносини в системі «ген- ознака, генотип-фенотип» при дальтонізмі, обумовленому рецесивним геном (символ с), який знаходиться в негомологічних ділянці Af-хромосоми людини (табл. 5.12).
Таблиця 5.12
Взаємовідносини в системі «ген- ознака, генотип-фенотип» при дальтонізмі у людини
|
ген |
ознака |
генотип |
фенотип |
|
D |
Нормальне сприйняття кольору |
D (Нормальне сприйняття кольору) |
|
|
Х ° Х * |
D |
||
|
X ° Y |
D |
||
|
d |
дальтонізм |
Х "Х" |
d (Дальтонізм) |
|
X'Y |
d |
З таблиці видно, що індивідууми жіночої статі (.XX) можуть бути гомозиготними як за домінантним алелем Д контролюючому ознака нормального сприйняття червоного і зеленого кольорів, так і за рецесивним (мутантному) аллелю d (Гену дальтонізму) або є гетерозиготними за цими двома аллелям. Що стосується осіб чоловічої статі (XY), То в їх генотипі присутній лише один алельних варіант зазначеного гена (D або d). Такий стан генотипу називається гемізиготність.
Як відомо, у ссавців, зокрема у людини, одна з двох А-хромосом індивідуумів жіночої статі піддається гетерохро- матінізаціі вже в ранньому ембріональному періоді, що дозволяє виявляти її в інтерфазних ядрі у вигляді тільця статевого хроматину. З іншого боку, у представників чоловічої статі єдина ^ хромосомою їх соматичної клітини в інтерфазс митотичного циклу залишається в еухрома- тінізірованном стані.
Біологічний сенс цього явища отримав пояснення в гіпотезі М. Лайон, яка припустила, що освіта статевогохроматину пов'язано з повною генетичної інактивацією відповідної А-хромосоми, т. Е. В цьому випадку працює механізм «дозового компенсації», що приводить у відповідність дози генів А- хромосом у організмів різної статі. Ця гіпотеза отримала подальше підтвердження при аналізі захворювань людини, пов'язаних зі зміною нормального числа А-хромосом в каріотипі.
Таким чином, в кожній окремо взятій соматичної клітці жіночого організму генетично активної може бьггь лише одна з двох А-хромосом. Однак в цілому організмі генетичні ефекти кожної з цих хромосом, одну з яких індивідуум отримав від батька, а іншу - від матері, представлені у відносно рівній мірі. Це пов'язано з тим, що сам процес інактивації носить випадковий характер, т. Е. В різних клітинах жіночого організму можуть бути гетерохроматінізіровани різні А-хромосоми з однієї пари.
Слід зазначити, що у жінок, які є гетерозиготними за деякими алельним генам, зчепленим з А-хромосомою, за допомогою різних методів вдається виявити мозаїчні ділянки організму, що розрізняються за відповідними альтернативними ознаками, контрольованим цими генами. Кожен з таких ділянок складається з групи клітин, що представляють собою клон, т. Е. Потомство однієї батьківської клітини, в якій була інактивована певна А-хромосома (батьківського або материнського походження).
Так, наприклад, в сітківці ока жінок, гетерозиготних по гену дальтонізму, можна виявити мозаїку ділянок з нормальним і дефектним сприйняттям кольору при висвітленні очі дуже вузьким пучком червоного або зеленого кольору. Отже, такі розрізняються ділянки складаються з клонів клітин, в яких інактивовані різні А-хромосоми. Разом з тим потрібно мати на увазі дані про те, що невелика ділянка, що знаходиться поблизу кінця короткого плеча хромосоми А, не втягуються в інактивацію при гетерохроматінізаціі всієї цієї хромосоми.
Розглянуті особливості генетичної організації статевих хромосом лежать в основі детермінування статі індивідуума, а також визначають характер успадкування тих чи інших ознак, зчеплених зі статтю.
а