Підручник з Біології. 9 клас. Задорожний - Нова програма

32. Генетика статі й успадкування, зчеплене зі статтю

Ви вже вивчали особливості будови й утворення статевих клітин. Представники якої статі утворюють сперматозоїди, а якої — яйцеклітини? Пригадайте, які переваги надає наявність у живих організмів різних за будовою статевих клітин і, відповідно, двох статей.

Способи визначення статі

У живих організмів існує кілька способів визначення того, якої статі особина розів’ється із зиготи. Майбутню стать можуть визначати зовнішні умови (якщо личинка черв’яка бонелії перебуває на дні океану, то з неї розвивається самка, а якщо на хоботку самки — то самець), плоїдність організму (у бджіл і мурах гаплоїдні особини — самці, а диплоїдні — самки) чи спеціальні статеві хромосоми, як у дрозофіл (інші хромосоми в цьому випадку називають аутосомами) (мал. 32.1).

Статеві хромосоми

Якщо організм визначає свою стать за допомогою статевих хромосом, то він має одну або дві такі хромосоми. Якщо статевих хромосом дві, то вони зазвичай відрізняються за розміром (одна велика, а друга маленька). А особини різної статі мають або дві великі хромосоми (гомогаметна стать), або одну велику й одну маленьку (гетерогаметна стать). Позначають такі хромосоми латинськими літерами. Наприклад, велику хромосому можуть позначати літерою X, а малу — літерою Y.

Бонелія — зовнішні умови

Бджола — плоїдність

Дрозофіла — спеціальні статеві хромосоми

Мал. 32.1. Фактори, що визначають стать майбутньої особини

Мал. 32.2. Утворення гамет різними варіантами гомо- і гетерогаметної статі

У різних організмів гомогаметною може бути як жіноча, так і чоловіча стать. Наприклад, у ссавців і мух гомогаметною є жіноча стать (її представники мають по дві Х-хромосоми, генотип — XX), а гетерогаметною — чоловіча (її представники мають одну X- і одну Y-хромосоми, генотип — ХY). У більшості птахів і метеликів, навпаки, гомогаметною статтю є чоловіча (її представники мають по дві однакові хромосоми, але позначаються вони вже іншою латинською літерою — Z, генотип — ZZ), а гетерогаметною — жіноча (генотип — ZW) (мал. 32.2).

Гени, зчеплені зі статтю

Гени, які розташовані у статевих хромосомах, називаються генами, зчепленими зі статтю. Прикладами таких генів є гени забарвлення очей у Х-хромосомі дрозофіли, гени дальтонізму й гемофілії в Х-хромосомі людини та гени гіпертрихозу й іхтіозу в Y-хромосомі людини.

Особливістю генів, які зчеплені зі статтю, є те, що вони можуть перебувати у стані гемізиготи. Гемізигота — це диплоїдна особина, яка має лише один алель певного гена. Цей стан виникає внаслідок того, що особини однієї зі статей мають дві різні статеві хромосоми. Наприклад, у котів у Х-хромосомі генів багато, а в Y-хромосомі мало. Через це навіть рецесивні алелі генів Х-хромосоми будуть проявлятися у фенотипі, бо немає другої хромосоми з домінантним алелем.

Успадкування генів статевих хромосом

Розглянемо особливості успадкування генів, зчеплених зі статтю, на прикладі ссавців. З генами, які розташовані в Y-хромосомі самців, усе просто. Вони передаються напряму від самця до самця і в самок проявлятися не можуть. Вони завжди перебувають у стані гемізиготи, бо в нормі ця хромосома в ядрі клітини тільки одна.

Успадкування генів, які розташовані на Х-хромосомах, більш складне. В організмі самок вони поводяться як звичайні гени аутосом (нестатевих хромосом), бо Х-хромосом тут дві. В організмі самців ці гени проявляють себе у стані гемізиготи. Тому ознаки, які визначаються рецесивними алелями таких генів, проявляються у самців завжди. А отримують вони їх від своїх матерів (мал. 32.3).

Мал. 32.3. Схема успадкування ознаки, ген якої розташований у X-хромосомі

У деяких тварин статеві хромосоми одного типу, й одна стать має лише одну статеву хромосому, а друга — дві однакові. Так, серед клопів, ящірок і деяких птахів трапляються види з генотипами чоловічої та жіночої статей ZZ і Z0 та Х0 і XX відповідно (цифра 0 у запису означає відсутність другої пари хромосоми).

Качкодзьоб має п'ять пар статевих хромосом. У його гаметах міститься або п'ять Х-хромосом, або п'ять Y-хромосом. Ці хромосоми утворюють один комплекс і під час поділу клітини розходяться завжди разом.

У спільного предка однопрохідних та інших ссавців, який жив приблизно 165 млн років тому, статевих хромосом ще не було.

У живих організмів існує кілька способів визначення майбутньої статі організму. Один із найбільш поширених — за допомогою статевих хромосом. У ссавців самці мають статеві хромосоми XY, а самки — XX. Гени, які розташовані у статевих хромосомах, називаються генами, зчепленими зі статтю. Ознаки, які визначаються рецесивними алелями генів Х-хромосоми, проявляються у самців, але передаються через самок. Гени, які розташовані в Y-хромосомі, передаються напряму по лінії самців.

Перевірте свої знання

1. Якими способами визначається майбутня стать живих організмів? 2. Що таке гомогаметна стать? Наведіть приклади. 3. Що таке гетерогаметна стать? Наведіть приклади. 4. У яких випадках організм може бути гемізиготою? 5. Порівняйте механізм визначення статі у метеликів і ссавців. 6. Розв’яжіть задачу. Ген, який визначає забарвлення шерсті у котів, розташований у Х-хромосомі. Один із його алелів визначає чорне забарвлення, а другий — руде. У випадку, якщо організм є гетерозиготою за цим геном, то його забарвлення є черепаховим (частина волосинок має чорне забарвлення, а частина — руде). Який колір шерсті матимуть нащадки від схрещування рудого кота й чорної кішки? 7. Розв’яжіть задачу. Ген, який визначає забарвлення шерсті у котів, розташований у Х-хромосомі. Один із його алелів визначає чорне забарвлення, а другий — руде. У випадку, якщо організм є гетерозиготою за цим геном, то його забарвлення є черепаховим (частина волосинок має чорне забарвлення, а частина — руде). Який колір шерсті матимуть нащадки від схрещування чорного кота й черепахової кішки? 8*. Порівняйте успадкування генів, розташованих на X- та Y-хромосомах.