Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування
Вивчаючи та порівнюючи хромосомні набори самців і самок, учені встановили, що у багатьох випадках визначення статі залежить від генотипу. У соматичних клітинах самця та самки всі пари хромосом, крім однієї, схожі і несуть однакові типи генів. Хромосоми, представлені в обох статей однаковими гомологічними парами, називаються аутосомами. Пара хромосом, за якою відрізняють самця від самки, називається статевою. У людини 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом.
Статеві хромосоми бувають двох типів: X і Y. Стать визначається їхнім сполученням (XX або XY). Стать, яка визначається наявністю XX–хромосом, називається гомогаметною, а наявністю XY– хромосом — гетерогаметною. Гетерогаметні утворюють 2 типи гамет за статевими хромосомами: X, Y; гомогаметні — один тип: X. У більшості організмів (ссавці і людина, рептилії, амфібії, мухи тощо) жіноча стать гомогаметна (XX), чоловіча — гетерогаметна (XY). У птахів, деяких риб, метеликів самці гомогаметні (XX), а самки — гетерогаметні (XY). У деяких випадках стать визначається відсутністю однієї хромосоми у парі: у прямокрилих, павуків самки мають XX– набір, а самці — XО– набір хромосом. Крім хромосомного, є інші механізми визначення статі. Наприклад, у деяких безхребетних (коловерток, черв’яка-динофілюса) стать визначається до запліднення. З яйцеклітин, багатих на жовток і великих, утворюються самки, з дрібніших — самці. На формування статі деяких риб і земноводних впливають умови довкілля — у них закладаються водночас зачатки чоловічих і жіночих статевих залоз, але розвивається тільки один тип. У випадках визначення статі за хромосомним набором співвідношення становить 1:1.
Схема співвідношення статей
|
Генотип Р |
XX Ч XY |
|
Гамети |
X X,Y |
|
Генотип F |
XX ; XY |
|
покоління |
1:1 |
Успадкування ознак, зчеплених зі статтю. Є ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюється неоднаковим генним складом X та Y– хромосом. Втрата X– хромосоми спричиняє загибель зиготи. Y– хромосома зустрічається тільки у особин однієї статі. Більшість ознак у цій парі зосереджені в X– хромосомі, бо в Y– хромосомі кількість генів обмежена. У гетерогаметних особинах деякі гени не мають пари, ці ознаки несе тільки X–NT>хромосома. Тому ознаки, розташовані в статевих хромосомах (зчеплені зі статтю), по-іншому проявляються у різних статей. Так, ген дальтонізму у людини знаходиться в статевій X– хромосомі і є рецесивним. Його носієм може бути жінка, а прояв ознаки спостерігається у чоловіків.
Схема схрещування
|
1-й варіант |
||||
|
Ознаки батьків Р |
норма |
|
норма |
|
|
Генотип Р |
xxNT>* |
Ч |
xy |
|
|
Гамети |
x; xNT>* |
↓ |
x; y |
|
|
Генотип F1 |
xx; |
x*x; |
xy; |
x*y |
|
|
норма |
норма носій |
норма |
вияв ознаки захворювання |
|
2-й варіант |
||||
|
Ознаки батьків Р |
норма |
|
дальтонік |
|
|
Генотип Р |
xx |
Ч |
x*y |
|
|
Гамети |
x; x |
↓ |
x*; y |
|
|
Генотип F1 |
xx*; |
|
xy |
|
|
|
норма носій |
|
норма |
|
Примітка: x* — рецесивний ген, що зумовлює дальтонізм.
Рецесивна ознака передається від матері синам і виявляється у них, а від батьків — дочкам, але частіше за все не проявляється.
Хромосомна теорія спадковості. В основі теорії лежить поведінка хромосом під час мейозу, від якого залежить якість сформованих гамет. Основні положення теорії, сформульовані Г. Морганом, такі:
1. Одиницею спадкової формації є ген.
2. Гени в хромосомах розташовані лінійно і утворюють групу зчеплення. Гени, розташовані в одній хромосомі, успадковуються разом, зчеплено.
3. Зчеплення генів може порушуватися у процесі мейозу в результаті кросинговеру.
4. У процесі мейозу гомологічні хромосоми, а отже, і алельні гени, потрапляють в різні гамети. Гамети завжди гаплоїдні (1n).
5. Негомологічні хромосоми, а отже, і неалельні гени розходяться довільно, незалежно один від одного й утворюють різні комбінації в гаметах, число яких визначається за формулою 2n, де n – кількість пар гомологічних хромосом. У результаті кросинговеру кількість комбінацій генів у гаметах збільшується.