Patrones generales característicos de las enfermedades ligadas al cromosoma Y. Herencia ligada al X. Herencia de rasgos vinculados

La mayoría de los animales son organismos dioicos. El sexo se puede considerar como un conjunto de características y estructuras que proporcionan una vía para la reproducción de la descendencia y la transmisión de información hereditaria. El sexo se determina con mayor frecuencia en el momento de la fertilización, es decir, el cariotipo del cigoto juega el papel principal en la determinación del sexo. El cariotipo de cada organismo contiene cromosomas que son iguales para ambos sexos: autosomas y cromosomas en los que los sexos femenino y masculino difieren entre sí: cromosomas sexuales. En los humanos, los cromosomas sexuales "femeninos" son dos cromosomas X. Durante la formación de los gametos, cada óvulo recibe uno de los cromosomas X. El sexo en el que se forman gametos del mismo tipo, que portan el cromosoma X, se denomina homogamético. En los humanos, el sexo femenino es homogamético. Los cromosomas sexuales "masculinos" en humanos son el cromosoma X y el cromosoma Y. Durante la formación de gametos, la mitad de los espermatozoides reciben el cromosoma X, la otra mitad, el cromosoma Y. El sexo en el que se forman gametos de diferentes tipos se denomina heterogamético. En los humanos, el sexo masculino es heterogamético. Si se forma un cigoto que lleva dos cromosomas X, entonces se formará un organismo femenino a partir de él, si un cromosoma X y un cromosoma Y, un hombre.

Los animales tienen lo siguiente cuatro tipos de determinación cromosómica del sexo.

1. El sexo femenino es homogamético (XX), el masculino es heterogamético (XY) (mamíferos, en particular, humanos, Drosophila).

   Esquema genético de la determinación cromosómica del sexo en humanos:

   R	♀46,XX	×	♂46, XY
   tipos de gametos	23X		23, X 23, Y
   F	46, XX mujeres, 50%		46 XY hombres, 50%

   Esquema genético de la determinación cromosómica del sexo en Drosophila:

   R	♀8,XX	×	♂8, XY
   tipos de gametos	4, X		4, X 4, Y
   F	8, XX mujeres, 50%		8, XY hombres, 50%

2. El sexo femenino es homogamético (XX), el masculino es heterogamético (X0) (Orthoptera).

   Esquema genético de la determinación cromosómica del sexo en la langosta del desierto:

   R	♀24,XX	×	♂23,X0
   tipos de gametos	12X		12, X 11, 0
   F	24, XX mujeres, 50%		23,X0 hombres, 50%

3. El sexo femenino es heterogamético (XY), el masculino es homogamético (XX) (aves, reptiles).

   Esquema genético de la determinación cromosómica del sexo en una paloma:

   R	♀80, XY	×	♂80,XX
   tipos de gametos	40, X 40, Y		40X
   F	80 XY mujeres, 50%		80,XX hombres, 50%

4. El sexo femenino es heterogamético (X0), el masculino es homogamético (XX) (algunas especies de insectos).

   Esquema genético de la determinación del sexo cromosómico en polillas:

   R	♀61,X0	×	♂62,XX
   tipos de gametos	31, X 30, Y		31X
   F	61,X0 mujeres, 50%		62, XX hombres, 50%

Herencia de rasgos ligados al sexo

Se ha establecido que los cromosomas sexuales contienen genes responsables no solo del desarrollo sexual, sino también de la formación de características no sexuales (coagulación de la sangre, color del esmalte dental, sensibilidad al rojo y al verde, etc.). La herencia de rasgos no sexuales cuyos genes se localizan en los cromosomas X o Y se denomina herencia ligada al sexo.

T. Morgan se dedicó al estudio de la herencia de genes localizados en los cromosomas sexuales.

En Drosophila, los ojos rojos dominan sobre el blanco. Cruce recíproco- dos cruces, que se caracterizan por una combinación mutuamente opuesta del rasgo analizado y el sexo en las formas que participan en este cruce. Por ejemplo, si en el primer cruce la hembra tenía un rasgo dominante y el macho era recesivo, entonces en el segundo cruce la hembra debería tener un rasgo recesivo y el macho debería ser dominante. Realizando el cruce recíproco, T. Morgan recibió los siguientes resultados. Cuando se cruzaron hembras de ojos rojos con machos de ojos blancos en la primera generación, todos los descendientes resultaron ser de ojos rojos. Si los híbridos F 1 se cruzan entre sí, en la segunda generación todas las hembras resultan ser de ojos rojos, y entre los machos, la mitad son de ojos blancos y la otra mitad de ojos rojos. Sin embargo, si se cruzan hembras de ojos blancos y machos de ojos rojos, entonces en la primera generación todas las hembras resultan ser de ojos rojos y los machos de ojos blancos. En F 2, la mitad de las hembras y los machos tienen ojos rojos, la otra mitad tienen ojos blancos.

T. Morgan pudo explicar los resultados de la división observada en el color de los ojos solo asumiendo que el gen responsable del color de los ojos está localizado en el cromosoma X (X A es el color de ojos rojo, X a es el color de ojos blanco) y el Y cromosoma de tales no contiene genes.

Esquema de cromosomas sexuales humanos y genes vinculados a ellos:
1 - cromosoma X; 2 - cromosoma Y.

En los humanos, un hombre recibe un cromosoma X de su madre y un cromosoma Y de su padre. Una mujer recibe un cromosoma X de su madre y el otro cromosoma X de su padre. cromosoma X - submetacéntrico medio, cromosoma Y - acrocéntrico pequeño; El cromosoma X y el cromosoma Y no solo tienen diferentes tamaños y estructuras, sino que en su mayor parte portan diferentes conjuntos de genes. Dependiendo de la composición de genes en los cromosomas sexuales humanos, se pueden distinguir las siguientes secciones: 1) una sección no homóloga del cromosoma X (con genes que se encuentran solo en el cromosoma X); 2) una región homóloga del cromosoma X y del cromosoma Y (con genes presentes tanto en el cromosoma X como en el cromosoma Y); 3) una sección no homóloga del cromosoma Y (con genes que se encuentran solo en el cromosoma Y). Dependiendo de la localización del gen, a su vez, se distinguen los siguientes tipos de herencia.

La mayoría de los genes ligados al cromosoma X están ausentes en el cromosoma Y, por lo que estos genes (incluso los recesivos) aparecerán fenotípicamente, ya que se presentan en el genotipo en singular. Estos genes se denominan hemicigotos. El cromosoma X humano contiene una serie de genes cuyos alelos recesivos determinan el desarrollo de anomalías graves (hemofilia, daltonismo, etc.). Estas anomalías son más comunes en los hombres (por ser hemicigotos), aunque la portadora de los genes que provocan estas anomalías es más a menudo una mujer. Por ejemplo, si X A es una coagulación sanguínea normal, X a es hemofilia y si la mujer es portadora del gen de la hemofilia, entonces los padres fenotípicamente sanos pueden tener un hijo hemofílico:

Herencia recesiva ligada al X(Inglés) Herencia recesiva ligada al X ) es uno de los tipos de herencia ligada al sexo. Tal herencia es típica de rasgos cuyos genes están localizados en el cromosoma X y que aparecen solo en el estado homocigoto o hemicigoto. Este tipo de herencia tiene una serie de enfermedades hereditarias congénitas en humanos, estas enfermedades están asociadas a un defecto en alguno de los genes ubicados en el cromosoma X sexual, y aparecen si no hay otro cromosoma X con una copia normal del mismo gen. . Hay una abreviatura en la literatura. XR para denotar herencia recesiva ligada al X.

En el caso de las enfermedades recesivas ligadas al cromosoma X, es típico que los hombres se vean afectados por lo general; en el caso de las enfermedades raras ligadas al cromosoma X, esto casi siempre es cierto. Todas sus hijas fenotípicamente sanas son portadoras heterocigóticas. Entre los hijos de madres heterocigóticas, la proporción de enfermos a sanos es de 1 a 1.

Un caso especial de herencia recesiva ligada al X es cruzado herencia (inglés) herencia cruzada, mismo herencia cruzada), como resultado de lo cual los signos de los padres aparecen en las hijas y los signos de las madres en los hijos. El nombre de este tipo de herencia se lo dio uno de los autores de la teoría cromosómica de la herencia, Thomas Hunt Morgan. Describió por primera vez este tipo de herencia para el rasgo de color de ojos de Drosophila en 1911. La herencia entrecruzada se observa cuando la madre es homocigota para un rasgo recesivo localizado en el cromosoma X y el padre tiene un alelo dominante de este gen en el único cromosoma X. La identificación de este tipo de herencia en el análisis de clivaje es una de las pruebas de la localización del gen correspondiente en el cromosoma X.

Peculiaridades de la herencia de rasgos recesivos ligados al sexo en humanos

En los humanos, como en todos los mamíferos, el sexo masculino es heterogamético (XY) y el sexo femenino es homogamético (XX). Esto significa que los hombres tienen solo un cromosoma X y uno Y, mientras que las mujeres tienen dos cromosomas X. Los cromosomas X y los cromosomas Y tienen pequeñas regiones homólogas (regiones pseudoautosómicas). La herencia de rasgos cuyos genes se localizan en estas regiones es similar a la herencia de genes autosómicos y no se considera en este artículo.

Los rasgos vinculados al cromosoma X pueden ser recesivos o dominantes. Los rasgos recesivos no aparecen en individuos heterocigotos en presencia de un rasgo dominante. Dado que los hombres tienen solo un cromosoma X, los hombres no pueden ser heterocigotos para aquellos genes que están en el cromosoma X. Por esta razón, solo dos estados de un rasgo recesivo ligado al cromosoma X son posibles en los hombres:

• si hay un alelo en el único cromosoma X que determina el rasgo o trastorno, el hombre manifiesta tal rasgo o trastorno, y todas sus hijas reciben de él este alelo junto con el cromosoma X (los hijos recibirán el cromosoma Y);
• si no existe tal alelo en el único cromosoma X, entonces este rasgo o trastorno no se manifiesta en un hombre y no se transmite a la descendencia.

Dado que las mujeres tienen dos cromosomas X, existen tres posibles condiciones para los rasgos recesivos ligados al cromosoma X:

• el alelo que determina este rasgo o trastorno está ausente en ambos cromosomas X; el rasgo o trastorno no se manifiesta y no se transmite a la descendencia;
• el alelo que determina el rasgo o trastorno está presente en un solo cromosoma X; el rasgo o trastorno generalmente no se manifiesta y, cuando se hereda, aproximadamente el 50% de la descendencia recibe este alelo junto con el cromosoma X (los otros 50 % de la descendencia recibirá otro cromosoma X);
• el alelo que determina el rasgo o trastorno está presente en ambos cromosomas X: el rasgo o trastorno se manifiesta y se transmite a la descendencia en el 100% de los casos.

Algunos trastornos hereditarios recesivos ligados al cromosoma X pueden ser tan graves como para provocar la muerte fetal. En este caso, puede que no haya un solo paciente conocido entre los miembros de la familia y entre sus antepasados.

Las mujeres que tienen solo una copia de la mutación se llaman portadoras. Por lo general, dicha mutación no se expresa en el fenotipo, es decir, no se manifiesta de ninguna manera. Algunas enfermedades con herencia recesiva ligada al cromosoma X todavía tienen algunas manifestaciones clínicas en mujeres portadoras debido al mecanismo de compensación de dosis, debido a que uno de los cromosomas X se inactiva accidentalmente en las células somáticas y un alelo X se expresa en algunas células del cuerpo. , y en otros - otro.

Algunas enfermedades humanas recesivas ligadas al cromosoma X

Común

Enfermedades recesivas ligadas al cromosoma X comunes:

• Violación hereditaria de la visión del color (daltonismo). Aproximadamente el 8 % de los hombres y el 0,5 % de las mujeres del norte de Europa sufren diversos grados de debilidad en la percepción del rojo y el verde.
• Ictiosis ligada al cromosoma X. Aparecen parches secos y ásperos en la piel de los pacientes debido a la acumulación excesiva de esteroides sulfonados. Ocurre en 1 en 2000-6000 hombres.
• Distrofia muscular de Duchenne. Una enfermedad acompañada por la degeneración del tejido muscular y que conduce a la muerte a una edad temprana. Ocurre en 1 de cada 3600 recién nacidos varones.
• Hemofilia A (hemofilia clásica). La enfermedad asociada con la insuficiencia del factor VIII en la coagulación de la sangre ocurre en uno de cada 4000-5000 hombres.
• Hemofilia B. La enfermedad asociada con la insuficiencia del factor IX de la coagulación ocurre en uno de cada 20.000-25.000 hombres.
• Distrofia muscular de Becker. La enfermedad es similar a la distrofia muscular de Duchenne, pero algo más leve. Ocurre en 3-6 de cada 100.000 recién nacidos varones.
• Síndrome de Kabuki: defectos de nacimiento múltiples (defectos cardíacos, deficiencia de crecimiento, pérdida de audición, anomalías del tracto urinario) y retraso mental. La prevalencia es de 1:32000.
• Síndrome de insensibilidad a los andrógenos (síndrome de Morris): una persona con un síndrome completo tiene una apariencia femenina, una mama y una vagina desarrolladas, a pesar de un cariotipo 46XY y testículos no descendidos. La frecuencia de aparición es de 1:20.400 a 1:130.000 recién nacidos con cariotipo 46,XY.

Raro

• Enfermedad de Bruton (agamaglobulinemia congénita). Inmunodeficiencia humoral primaria. Ocurre entre los niños con una frecuencia de 1:100.000 - 1:250.000.
• Síndrome de Wiskott-Aldrich - inmunodeficiencia congénita y trombocitopenia. Prevalencia: 4 casos por 1.000.000 de nacimientos de varones.
• Síndrome de Lowe (síndrome oculocerebrorrenal): anomalías esqueléticas, diversos trastornos renales, glaucoma y cataratas desde la primera infancia. Ocurre con una frecuencia de 1:500.000 recién nacidos varones.
• El síndrome de Allan-Herndon-Dudley es un síndrome raro, que se encuentra solo en hombres, en el que se altera el desarrollo posnatal del cerebro. El síndrome es causado por una mutación en el gen MCT8, que codifica una proteína que transporta la hormona tiroidea. Descrito por primera vez en 1944.

Herencia de rasgos determinados por genes que se encuentran en los cromosomas sexuales (rasgos ligados al sexo)

Distinguir:

herencia ligada al X

Herencia ligada al Y (holandrica).

Herencia ligada al X. Los rasgos determinados por los genes de este cromosoma se forman tanto en representantes femeninos como masculinos.

En los mamíferos, los machos reciben genes ligados al cromosoma X de sus madres y se los transmiten a sus hijas.

Distinguir:

Herencia dominante ligada al X

Herencia recesiva ligada al X.

Ejemplo: Drosophila ojos rojos rasgo dominante ligado al X) Las hembras pueden heredar este rasgo de ambos padres, mientras que los machos solo pueden heredar de su madre.

Esquema de loci homólogos y no homólogos en los cromosomas sexuales humanos:

Explicaciones:

Distinguir:

sexo homogamético: produce un tipo de gameto

Sexo heterogamético: produce dos tipos de gametos.

En los humanos, se conocen rasgos recesivos ligados al sexo: hemofilia, daltonismo, distrofia muscular, etc.

Ejemplo: la hemofilia es causada por un alelo defectuoso recesivo 0 bloqueando la síntesis de una proteína necesaria para la coagulación de la sangre. El gen de esta proteína se encuentra en X-cromosoma. Mujer heterocigota + 0 (+ significa alelo activo normal, dominante en relación con el alelo de hemofilia 0 ) no contrae hemofilia, y sus hijas también, si el padre no tiene esta patología. Sin embargo, su hijo puede tener el alelo 0 y luego desarrolla hemofilia.

El zarevich Alexei, hijo del emperador Nicolás II de Rusia, sufría de hemofilia. Su madre, la zarina Alexandra Feodorovna, era heterocigota para este alelo y lo heredó de su madre Alicia, quien, a su vez, lo recibió de la bisabuela del zarevich Alexei, la reina Victoria de Inglaterra:

En el estado heterocigoto, el gen de la hemofilia no se expresa y, por lo tanto, las mujeres de las familias reales de Europa no padecían hemofilia. Sin embargo, muchos príncipes, descendientes de la reina Victoria (la mutación aparentemente ocurrió en ella) recibieron este gen y se vieron afectados por la hemofilia. La probabilidad de que Tsarevich Alexei haya recibido un alelo defectuoso 0 de la madre era igual a 1/2; con la misma probabilidad podría obtener un alelo normal de ella. Si hubiera tenido lugar el segundo de estos eventos igualmente probables en la formación de gametos, el escenario del destino de la pareja imperial habría sido diferente.

Ejemplo: color de ojos blanco en Drosophila (rasgo recesivo ligado al cromosoma X). En las hembras se manifiesta únicamente cuando reciben el alelo correspondiente de ambos progenitores (X a X a). En machos X a Y, se desarrolla al recibir un alelo recesivo de la madre. Las hembras recesivas transmiten el alelo recesivo a la descendencia de cualquier sexo y los machos recesivos solo a las "hijas".

Con la herencia ligada al cromosoma X, así como con la herencia autosómica, es posible un carácter intermedio de la manifestación del rasgo en heterocigotos.

Ejemplo: en los gatos, la pigmentación del pelaje está controlada por un gen ligado al cromosoma X, cuyos alelos diferentes determinan la pigmentación negra (X A y roja (X A '). Las hembras heterocigotas X A X A ' tienen un color de pelaje variado. Los machos pueden ser negros (X A Y, o rojos (X A 'Y).

El cariotipo humano contiene 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Los conjuntos de autosomas en hombres y mujeres tienen la misma forma, pero los pares de cromosomas sexuales difieren. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y. El cromosoma X no difiere de los autosomas de tamaño mediano (núms. 5, 6). El cromosoma Y del sexo masculino es morfológicamente similar a los cromosomas más pequeños (No. 21, 22, Fig. 2.7, 3.7).

Los cromosomas sexuales están presentes en cada célula somática humana. En el proceso de formación de gametos durante la meiosis, los cromosomas sexuales homólogos divergen en diferentes células germinales. Entonces, cada óvulo, a excepción de 22 autosomas, lleva un cromosoma sexual X, y su conjunto haploide tiene 23 cromosomas. Todos los espermatozoides también tienen un conjunto haploide de cromosomas, de los cuales 22 son autosomas y uno es sexual. La mitad de los espermatozoides contiene el cromosoma X, la otra mitad tiene el cromosoma Y.

El sexo de una persona se determina en el momento de la fertilización, cuando se unen los juegos de cromosomas de los gametos. El cigoto contiene 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Si el óvulo es fertilizado por un espermatozoide con un cromosoma X, entonces el cigoto tendrá un par de cromosomas sexuales XX y una niña se desarrollará a partir de él. Cuando se fertilizan espermatozoides con un cromosoma Y, el conjunto de cromosomas sexuales en el cigoto es XY, y se desarrollará un organismo masculino a partir de él. Entonces, el sexo del feto lo determina la persona rinogamética de acuerdo con los cromosomas sexuales. La proporción de sexos al nacer es de aproximadamente 1:1 (Cuadro 4.1).

Tabla 4.1. Determinación genética del sexo en humanos.

Sin embargo, en realidad, la proporción de sexos entre los recién nacidos (conocida como proporción sexual secundaria en oposición a la proporción primaria en la concepción) no está sesgada hacia los niños (102-106 niños por cada 100 niñas). La proporción primaria de sexos no se conoce con exactitud, pero existe alguna evidencia de que también es variable. Resultó que la proporción de sexos primaria y secundaria depende de la duración del período entre las relaciones sexuales y la ovulación, la frecuencia de las relaciones sexuales, las condiciones generales, teniendo en cuenta también el estado de guerra o paz en la sociedad.

Incluso con la inseminación artificial, la proporción de niños entre los recién nacidos es significativamente mayor que la de las niñas.

El sexo del feto está determinado no solo por la combinación de cromosomas sexuales. Un papel importante en este proceso en los humanos lo desempeña la regulación hormonal, que se lleva a cabo bajo la acción de las hormonas sexuales sintetizadas por las gónadas.

El hombre es bisexual por naturaleza. Los rudimentos del sistema reproductivo son los mismos en los embriones de ambos sexos. Si el cromosoma Y está ausente o su actividad está suprimida, los rudimentos de los órganos genitales se desarrollan de acuerdo con el tipo femenino. su desarrollo no requiere mecanismos regulatorios especiales y es arbitrario.

Los machos normales se desarrollan sólo cuando todas las hormonas sexuales masculinas actúan sobre los rudimentos de los órganos genitales externos e internos, funcionando en un momento determinado y en un lugar determinado.

Se han descrito aproximadamente 20 defectos genéticos diferentes que, con un cariotipo masculino normal (XY), provocan alteraciones en la formación de los caracteres sexuales externos e internos. Como resultado, se desarrolla un organismo hermafrodita. Estas mutaciones genéticas están asociadas con una violación de la síntesis de hormonas sexuales, la sensibilidad de los receptores a ellas, etc.

Herencia de rasgos ligados al sexo

Los cromosomas sexuales X e Y son parcialmente homólogos, ya que tienen regiones homólogas comunes en las que se localizan los genes alélicos. Sin embargo, difieren en forma, tamaño y contenido genético, porque, además de áreas homólogas, X- y los cromosomas Y contienen una gran cantidad de genes no alélicos. El cromosoma X contiene genes que no están en el cromosoma Y, y ciertos genes en el cromosoma Y no están en el cromosoma X.

Entonces, en los cromosomas sexuales masculinos, algunos genes no tienen el alelo correspondiente en el cromosoma homólogo. En este caso, el rasgo no está determinado por un par de genes alélicos, como un rasgo mendeliano ordinario, sino por un solo alelo. Esta posición del gen se llama hemicigoto, y signos, cuyo desarrollo se debe a un solo gen ubicado en uno de los cromosomas sexuales alternativos, - pegado al suelo. Tales rasgos se desarrollan predominantemente en individuos del mismo sexo y se heredan de manera diferente en hombres y mujeres.

Los rasgos vinculados al cromosoma X pueden ser dominantes o recesivos.

X- cadenas dominante tipo de herencia.

Según este tipo, las enfermedades son predominantemente hereditarias: raquitismo hipofosfatémico, "labio leporino", hiperqueratosis folicular (queratinización excesiva de la epidermis de la piel), hipoplasia focal (subdesarrollo de un órgano o parte de él), condrodisplasia manchada (anomalías en el transformación del tejido cartilaginoso en hueso), esmalte dental oscuro, etc.

Estos rasgos se observan en hombres hemocigotos y mujeres heterocigotas. Sin embargo, los hijos del padre afectado y la madre sana no son portadores de signos patológicos, sus hijos también son sanos. Sin embargo, todas las hijas del padre afectado se verán afectadas. De las madres afectadas, la enfermedad se transmite a los hijos independientemente del sexo con una frecuencia de 1:1, similar al tipo de herencia autosómica dominante. Si los individuos afectados tienen una capacidad reproductiva normal, entonces, en la población, las mujeres afectadas ocurren con el doble de frecuencia que los hombres afectados.

Un ejemplo típico de herencia dominante ligada al cromosoma X puede ser una cantidad insuficiente de fósforo en la sangre (hipofosfatemia), que a menudo causa raquitismo hipofosfatémico. En el pedigrí de la Fig. 4.6 todas las hijas de hombres afectados casados ​​con mujeres sanas tenían hipofosfatemia o raquitismo, y todos sus hijos estaban sanos. Las madres afectadas tenían hijos e hijas enfermos y sanos aproximadamente por igual.

En los hombres, los síntomas de la enfermedad suelen ser más agudos que en las mujeres, porque en ellos el efecto del alelo dominante anormal es parcialmente compensado por el homólogo normal cero en el cromosoma X pareado.

X-unidades de tipo recesivo herencia.

Los rasgos recesivos, que están determinados por los genes del cromosoma X, también son predominantemente enfermedades: hemofilia, daltonismo (incapacidad para distinguir entre los colores rojo y verde), atrofia del nervio óptico, miopatía de Duchenne (daño del músculo esquelético), etc.

Arroz. 4.6.

La herencia ligada al cromosoma X se puede ver en el ejemplo del gen recesivo de la hemofilia. En un hombre, el gen de la hemofilia se localiza en el cromosoma X, no tiene un pero la en el cromosoma Y, es decir, está en un estado hemicigoto y, por regla general, resulta serlo. Para comprender mejor el mecanismo genético de herencia de esta enfermedad, aplique las designaciones apropiadas: H- gen para la capacidad normal de hervir la sangre, b- gen de la hemofilia, HNAU - una persona sana, CDR - una persona con hemofilia;

En las mujeres, la hemofilia solo puede estar en el estado homocigoto: XNHN- una mujer es sana, CLHL - una mujer sana heterocigota, pero es portadora del gen de la hemofilia, HLHL - una mujer con hemofilia.

La enfermedad afecta a los hombres. Todas ellas son hijas sanas, portadoras heterocigotas del gen de la hemofilia, porque recibieron un cromosoma X con un gen anormal de su padre.

Entre los hijos de madres heterocigóticas (HnHk) la proporción de enfermos y sanos es de 1:1, ya que los gametos Xn y CL se forman con la misma probabilidad.

El ejemplo más famoso de herencia recesiva ligada al cromosoma X fue la herencia de la hemofilia clásica tipo A entre los descendientes de la reina Victoria de Inglaterra (fig. 4.7). La reina Victoria era heterocigota para el gen de la hemofilia y se lo transmitió a su hijo hemofílico y a sus tres hijas. Uno de los descendientes de la reina, el zarevich Alexei (hijo del último zar ruso Nicolás II y nieta de la reina Victoria, Alicia, que era portadora del gen de la hemofilia) también padeció la enfermedad. El pedigrí presentado, como cabría esperar por herencia recesiva ligada al cromosoma X, indica únicamente varones con hemofilia. Sin embargo, en familias cuyos pedigríes incluían matrimonios estrechamente relacionados, a veces también se presenta hemofilia moderada en mujeres.

Herencia de rasgos ligados al cromosoma Y.

Además del hecho de que la presencia del cromosoma Y en el genoma humano determina claramente el sexo masculino, este cromosoma contiene al menos varias docenas de genes, incluidos los genes que determinan el desarrollo de los testículos, la vellosidad de las falanges medias del dedos, la presencia de pelo en el borde exterior de las aurículas (hipertricosis), controlar la intensidad del crecimiento y algunos otros signos. El rasgo, cuyo gen está localizado en el cromosoma Y, se transmite del padre a todos los hijos, y solo a los hijos (Fig. 4.8.). Mutaciones patológicas que causan una violación de la estructura y funciones de los testículos, y no se heredan debido a la esterilidad de sus portadores.

Arroz. 4.7. Rodovid con hemofilia ligada al cromosoma XY en las familias reales de Europa

Arroz. 4.8. Rodovid con tipo de herencia ligada a Y del rasgo (vellosidad de las falanges medias de los dedos)

Zonas homólogas X- y los cromosomas Y contienen genes alélicos que tienen la misma probabilidad de estar presentes en individuos de ambos sexos. Las características determinadas por estos genes incluyen la incapacidad para distinguir los colores y el xeroderma pigmentoso (daño maligno de la piel causado por la luz solar). Patología recesiva.

Rasgos debidos a genes alélicos localizados en X- Los cromosomas Y se heredan según las reglas clásicas de Mendel.

Herencia mitocondrial o citoplasmática.

El genoma mitocondrial es una molécula circular doble de ADN que contiene hasta 17 000 pares de bases, unas 10 000 veces más pequeño que un cromosoma de tamaño medio.

Se han identificado más de 10 mutaciones de genes mitocondriales que causan diversas enfermedades, cuyos síntomas son lesiones graves del sistema nervioso central, órganos de la visión, corazón y músculos. Las patologías más comunes son la atrofia del nervio óptico de Leber, la enfermedad de Ley, etc., que se combinan en un grupo de encefalomiopatías mitocondriales.

Dado que el niño hereda las mitocondrias de la madre con el citoplasma del ovocito, todos los hijos de una mujer enferma heredan la patología, independientemente de su género. Las niñas afectadas solo darán a luz a niños enfermos, mientras que en los hombres enfermos todos los niños se verán privados de esta enfermedad (Fig. 4.9).

Arroz. 4.9. Rodovid con tipo de herencia mitocondrial de signos patológicos (atrofia del nervio óptico de Leber)

La presencia en una persona del fenómeno de ligamiento de signos con el sexo proporciona la información más importante para el consejo médico genético. Es muy probable que se puedan asumir los genotipos y fenotipos de los hijos e hijas de los cónyuges si el padre, la madre o ambos tienen rasgos ligados al cromosoma sexual o al genoma mitocondrial.

Herencia fenotipos recesivos ligados al cromosoma X causa tipos distintos y fácilmente reconocibles de pedigríes. Una mutación recesiva ligada al cromosoma X suele aparecer fenotípicamente en todos los hombres que la padecen y solo en las mujeres homocigotas. Por lo tanto, un trastorno recesivo ligado al cromosoma X generalmente se limita a los hombres y es raro en las mujeres (consulte la sección sobre heterocigotos manifiestos más adelante en este capítulo).

Y es un trastorno clásico de la coagulación de la sangre ligado al cromosoma X causado por la deficiencia del factor VIII, una de las proteínas involucradas en la coagulación de la sangre. El carácter hereditario de la hemofilia e incluso el tipo de transmisión se conocen desde la antigüedad, la enfermedad pasó a ser conocida como "hemofilia real" debido a la presencia entre los descendientes de la reina Victoria de Gran Bretaña, quien era portadora.

Como ya se dijo, xh- alelo mutante del factor VIII, causante de la hemofilia A, Xn - alelo normal. Si un paciente con hemofilia se casa con una mujer sana, todos los hijos reciben el cromosoma Y paterno y el X materno y están sanos, todas las hijas reciben el cromosoma X paterno con el alelo de hemofilia y se convierten en portadoras obligadas.

Hemofilia un abuelo enfermo que no se manifieste en sus propios hijos tiene un 50% de probabilidad de que ocurra en los hijos de alguna de sus hijas. Al mismo tiempo, no se manifestará entre los descendientes de sus hijos. La hija de una mujer portadora tiene un 50% de posibilidades de ser portadora. Al azar, antes de expresarse en una descendencia masculina, un alelo recesivo ligado al cromosoma X puede pasar sin ser detectado a través de una serie de portadoras femeninas.

Mujeres homocigóticas afectadas

Gen para la enfermedad ligada al X ocasionalmente puede estar presente tanto en el padre como en la madre, en cuyo caso las niñas pueden ser homocigóticas, como se muestra en el pedigrí del daltonismo ligado al cromosoma X, una enfermedad ligada al cromosoma X relativamente común. La mayoría de las enfermedades ligadas al cromosoma X son lo suficientemente raras como para que las mujeres rara vez sean homocigóticas a menos que sus padres sean parientes consanguíneos.

Heterocigotos manifiestos e inactivación desequilibrada en enfermedades ligadas al cromosoma X

En esos raros casos cuando mujer portadora el alelo recesivo ligado al cromosoma X tiene manifestaciones fenotípicas de la enfermedad, se denomina heterocigoto manifiesto. Se han descrito heterocigotos manifiestos para muchas enfermedades recesivas ligadas al cromosoma X, como daltonismo, hemofilia A (hemofilia clásica, deficiencia del factor VIII), hemofilia B (enfermedad de Christmas, deficiencia del factor IX), distrofia muscular de Duchenne, síndrome de Wiskott-Aldrich (X- inmunodeficiencia ligada) y varias enfermedades oculares ligadas al cromosoma X.

¿Será heterocigoto? mujer manifiesto, depende de muchos factores. En primer lugar, dado que la inactivación de X ocurre al azar, pero en la etapa de desarrollo embrionario, cuando el embrión tiene menos de 100 células, la proporción en diferentes tejidos de mujeres portadoras de células con un alelo normal y mutante en el cromosoma activo puede variar mucho. Si sucede que el alelo patológico está presente con mayor frecuencia en el cromosoma activo y el normal en el cromosoma inactivo, aparece un resultado desequilibrado o "sesgado" de la inactivación de X.

si tal biselado» la inactivación está presente en los tejidos relevantes, puede causar signos y síntomas de la enfermedad en una mujer portadora.

En segundo lugar, dependiendo de enfermedades, en cuestión, las hembras heterocigotas pueden tener grados muy diferentes de penetrancia y expresividad de la enfermedad, incluso con igual grado de sesgo de inactivación, debido a las peculiaridades del funcionamiento fisiológico del gen. Por ejemplo, en la enfermedad de almacenamiento lisosomal causada por deficiencia de sulfoiduronato sulfatasa (síndrome de Hunter), aquellas células en las que el cromosoma X que lleva el gen normal está activo pueden transferir la enzima al espacio extracelular, desde donde ingresa a las células con el alelo mutante y corregir el defecto

Como resultado, la penetrancia síndrome de Hunter extremadamente bajo entre las mujeres heterocigotas, incluso cuando la inactivación de X se desvía significativamente de la proporción aleatoria esperada de 50%-50%. Por otro lado, casi la mitad de todas las mujeres heterocigóticas para el Síndrome X Frágil tienen anomalías en el desarrollo, aunque generalmente menos pronunciadas que en los hombres.

Excepto heterocigotos manifiestos, es posible la variante opuesta de inactivación desequilibrada o sesgada, característica de varias enfermedades ligadas al cromosoma X (es decir, con un alelo mutante que se encuentra predominantemente en el cromosoma X inactivo en algunos o todos los tejidos de una mujer heterocigota). Básicamente, tal inactivación de sesgo se observa en heterocigotos asintomáticos.

Se cree que refleja habilidad a la supervivencia o falta de actividad proliferativa para las células que originalmente tenían un alelo mutante en el cromosoma X activo. El fenómeno de la inactivación sesgada en tejidos relevantes se usa para diagnosticar un estado de portador de varias enfermedades ligadas al cromosoma X, incluidas algunas inmunodeficiencias ligadas al cromosoma X, disqueratosis congénita (una forma de enfermedad de la piel y la médula ósea ligada al cromosoma X) e incontinencia pigmentaria (una enfermedad de la piel y los dientes ligada al cromosoma X).

Caracterización de la herencia recesiva ligada al X:
La ocurrencia del rasgo es significativamente mayor en hombres que en mujeres.
Las mujeres heterocigotas suelen estar sanas, pero algunas pueden mostrar síntomas de enfermedad de diversa gravedad dependiendo de la inactivación ocasional de X.
El gen responsable de la enfermedad se transmite de un enfermo a todas sus hijas. Cualquiera de los hijos de su hija tiene un 50% de posibilidades de heredar la enfermedad.
El alelo mutante por lo general nunca se transmite directamente de padre a hijo, sino que lo transmite un varón afectado a todas sus hijas.
El alelo mutante puede transmitirse a través de una serie de portadoras femeninas; en tal caso, los machos afectados en el pedigrí están relacionados a través de las hembras.
Una proporción significativa de casos aislados son el resultado de una nueva mutación.