Каким образом наследственные признаки родителей передаются потомству. Передача генетической информации от родителей к потомкам. Расщепление признака в потомстве гетерозигот

отсутствие потовых желез у людей передается по наследству как рецессивный признак (с), сцепленный с Х - хромосомой. Наличие потовых желёз доминантный

признак (С). Определить, какое потомство следует ожидать от следующих браков:
1) гомозиготной женщины с потовыми желёзами и мужчины без потовых желёз.
2) гетерозиготной женщины с потовыми желёзами и мужчины без потовых желёз.
3) женщины и мужчины без потовых желёз.

1.Желтый цвет семян гороха доминирует над зеленым.Какое потомство можно ожидать при скрещивании двух желтосеменных растений гоороха с генотипом АА?

2.Какое потомство следует ожидать от скрещивания растений томата,одно из которых гетерозиготно и имеет многокамерные плоды,а другое-гомозиготное с многокамерными плодами,при условии,что многокамерность плода-доминатный признак?
3.У дрозофилы нормальные крылья доминируют над зачаточными.При скрещивании двух дрозофил с норамальными крыльями полученно 330 потомков,80 потомков из которых зачаточные крылья,а 250-нормальные.Определите:1)какой признак являеться доминатным;2)каковы генотипы родителей и потомства.

1. Выведением новых сортов растений и пород животных занимается:

А – генетика;
Б – селекция;
В – агробиология;
Г – ботаника.
2. Наследственность – это свойство организмов:
А – взаимодействовать со средой обитания;
Б – реагировать на изменения окружающей среды;
В – передавать свои признаки и особенности развития потомству;
Г – приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития.
3. Для изучения характера наследования нескольких признаков рядом поколений растений и животных проводят скрещивание:
А – моногибридное;
Б – анализирующее;
В – полигибридное;
Г – близкородственное.
4. «Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков» – это формулировка:
А – первого закона Менделя;
Б – закона Моргана;
Г – второго закона Менделя;
Д – третьего закона Менделя.
5. Появление в первом гибридном поколении особей с одинаковым генотипом является проявлением:
А – закона расщепления;
Б – закона независимого наследования;
В – правила единообразия;
Г – закона сцепленного наследования.
6. На рис. изображены родительские формы, у которых тюльпанов красный цвет лепестков доминирует над белым. Каким будет генотип потомства по этому признаку, если родительский организм с доминантными признаками гомозиготен?

А – АА;
Б – аа;
В – Ааа;
Г – Аа.
7. По рис. определите генотип потомства (F1) морских свинок, если известно, что родительская особь с черной и короткой шерстью гетерозиготна по обоим признакам:
А – АаВв;
Б – аавв;
В – ааВв;
Г – Аавв.

8. Генотип – это совокупность:
А – внешних признаков организма;
Б – внутренних признаков организма;
В – генов, полученных потомством от родителей;
Г – реакций организма на воздействие среды.
9. Промежуточный характер наследования признаков проявляется в том случае, когда:
А – наблюдается изменение условий среды обитания;
Б – происходят сезонные изменения в природе;
В – гетерозиготные особи внешне не отличаются от гомозиготных;
Г – гетерозиготные особи внешне отличаются от гомозиготных.
10. Гены, расположенные в одной хромосоме:
А – наследуются независимо;
Б – попадают в разные половые клетки в процессе мейоза;
В – наследуются вместе;
Г – дают расщепление в потомстве в соотношении 3:1.
11. Какой буквой обозначен фенотип организма, изображенного на рис.

Б – AaBbCc;
В – AbC;
Г –
12. Скрещивание особей, различающихся по двум парам признаков, называют:
А – полигибридным;
Б – анализирующим;
В – дигибридным;
Г – моногибридным.
13. С генетической точки зрения наследственные заболевания у человека представляют собой:
А – модификационные изменения;
Б – изменение фенотипа, не связанное с изменением генотипа;
В – мутации;
Г – реакцию на изменения среды обитания, не зависящую от генотипа.
14. В основе цитогенетического метода изучения наследственности человека лежит исследование:
А – родословной семьи;
Б – распространение признака в большой популяции людей;
В – хромосомного набора, отдельных хромосом;
Г – развития признаков у близнецов.
15. Изменение последовательности расположения нуклеотидов в молекуле ДНК называют:
А – генными мутациями;
Б – хромосомными мутациями;
В – соматическими мутациями;
Г – комбинативной изменчивостью.
16. Границы, в пределах которых возможны модификации того или иного признака, называют:
А – приспособленностью;
Б – нормой реакции;
В – изменчивостью;
Г – раздражимостью.
17. Под воздействием генотипа и условий среды обитания формируется:
А – норма реакции;
Б – наследственность;
В – фенотип;
Г – приспособленность.
18. Выделение из исходного материала целой группы особей с необходимыми для селекционера признаками называют:
А – естественным отбором;
Б – массовым отбором;
В – индивидуальной формой искусственного отбора;
Г – стихийным отбором.

Биологос! Занимательная биология!

В генетике грядет революция: оказывается, благоприобретенные признаки передаются по наследству.

У знаменитого натуралиста Жана-Батиста Ламарка был весьма специфический взгляд на вопросы наследственности. Ученый был уверен, что потомки получают не только фамильные черты родителей, но и все полезные качества, которыми те обзавелись за свою жизнь. Дети кузнецов, рассуждал Ламарк, выглядят крепче своих сверстников, потому что их отцы всю жизнь орудовали тяжелым молотом. Идеи Ламарка не критиковал только ленивый. Сначала ученому порядочно досталось от современников, а приверженцы появившейся спустя много лет генетики не оставили камня на камне от его учения.

Здесь очень умные крысы, - сказал я.
- Именно это я и говорил ему, Гордон. Здесь вы имеете дело с необычными крысами.
Роальд Даль
«Крысолов»

Возможно, критики поспешили. Почти через 200 лет после смерти натуралиста сотрудник Университета Тафтса Ларри Фейг и его коллеги получили результаты, которые наверняка обрадовали бы знаменитого ученого. В своей новой работе* биологи показали, что умственные упражнения родителей могут сказаться на способностях их потомков.

ЗАРЯДКА ДЛЯ головы.

В отличие от Ламарка Фейг и его коллеги больше интересовались не положительными качествами своих подопытных, а их врожденными недостатками. Для эксперимента ученые использовали генетически неполноценных мышей, у которых отсутствовала способность к обучению. Если обычную лабораторную мышь поместить в клетку, к полу которой подведены электроды, и подвергнуть нескольким ударам тока, она запомнит опыт: угодив в установку повторно, начнет паниковать. А вот генетически неполноценные мыши вели себя в шоковой камере невозмутимо и на второй раз, и на третий, и на четвертый.
Чтобы избавить мышей от врожденного недостатка, ученые принуждали их упражнять ум с самого рождения. Экспериментальные животные проводили все детство в отдельных клетках, куда исследователи подкладывали все новые и новые объекты, заставляя мышей приспосабливаться к меняющейся обстановке. Усилия не прошли даром - такого курса «умственной гимнастики» оказалось достаточно, чтобы генетически неполноценные животные перестали уступать в рассудительности своим обычным собратьям. Благотворный эффект от тренировок не ослабел даже к тому времени, когда у подопытных появилось потомство.

Достижения родителей передаются по наследству детям

У знаменитого натуралиста Жана-Батиста Ламарка был весьма специфический взгляд на вопросы наследственности.

Учёный был уверен, что потомки получают не только фамильные черты родителей, но и все полезные качества, которыми те обзавелись за свою жизнь. Дети кузнецов, рассуждал Ламарк, выглядят крепче своих сверстников, потому что их отцы всю жизнь орудовали тяжёлым молотом. Идеи Ламарка не критиковал только ленивый. Сначала учёному порядочно досталось от современников, а приверженцы появившейся спустя много лет генетики не оставили камня на камне от его учения.

Возможно, критики поспешили. Почти через 200 лет после смерти натуралиста сотрудник Университета Тафтса Ларри Фейг и его коллеги получили результаты, которые наверняка обрадовали бы знаменитого учёного. В своей новой работе* биологи показали, что умственные упражнения родителей могут сказаться на способностях их потомков.

Зарядка для головы

В отличие от Ламарка Фейг и его коллеги больше интересовались не положительными качествами своих подопытных, а их врождёнными недостатками. Для эксперимента учёные использовали генетически неполноценных мышей, у которых отсутствовала способность к обучению. Если обычную лабораторную мышь поместить в клетку, к полу которой подведены электроды, и подвергнуть нескольким ударам тока, она запомнит опыт: угодив в установку повторно, начнёт паниковать. А вот генетически неполноценные мыши вели себя в шоковой камере невозмутимо и на второй раз, и на третий, и на четвёртый.

Чтобы избавить мышей от врождённого недостатка, учёные принуждали их упражнять ум с самого рождения. Экспериментальные животные проводили всё детство в отдельных клетках, куда исследователи подкладывали всё новые и новые объекты, заставляя мышей приспосабливаться к меняющейся обстановке. Усилия не прошли даром - такого курса умственной гимнастики оказалось достаточно, чтобы генетически неполноценные животные перестали уступать в рассудительности своим обычным собратьям. Благотворный эффект от тренировок не ослабел даже к тому времени, когда у подопытных появилось потомство.

Тут-то учёных и ждал главный сюрприз. Хотя потомки мышей, чей ум исследователи пытались развить, продолжали носить в себе дефектные гены родителей, в электрошоковой камере они сразу вели себя как вполне полноценные мыши. Результат, которого первое поколение экспериментальных животных добивалось путём упорных тренировок, давался их потомкам без труда. А вот у мышей, не тренировавших ум смолоду, рождались такие же недалёкие отпрыски.

Вопрос о наследовании приобретённых родителями качеств казался мне давным-давно закрытым, - рассказывает Ларри Фейг. - Мы вообще не собирались исследовать потомство подопытных животных. Это была личная инициатива одного из сотрудников, который очень кстати проявил любопытство. Никто не ожидал подобного результата!.

Убедившись, что достижения мышей передаются потомкам, учёные решили выяснить, какую роль тут играет каждый из родителей. Биологи создавали пары из прошедших тренировку животных и их не напрягавших ум собратьев. Выяснилось, что потомство таких мышей наследовало достижения предков только по материнской линии. При том, что мамы подопытных Фейга выполняли необходимые упражнения ещё в раннем детстве, когда не были беременны.

Результаты эксперимента затрудняются объяснить сами авторы. Генетическая неполноценность мышей не могла стать причиной описанного эффекта, - рассуждает Фейг. - Она лишь сделала результат заметнее. Чтобы понять, как именно передаются приобретённые признаки, нужно отдельное исследование.

У сотрудника Университета Макгилла Моше Шифа, занимающегося генетикой человека, результаты Фейга вызывают восторг. Множество работ показывает, что окружающая среда и образ жизни могут влиять на то, как работают гены человека, не меняя при этом самой информации, записанной в ДНК, - говорит Шиф. - Работа Фейга свидетельствует о том, что такое влияние может каким-то образом распространяться в поколениях. По мнению Шифа, наблюдения его коллеги способны сильно изменить представления о наследственности: Применительно к человеку такие результаты могут означать, что образование, которое женщина получает в ранней молодости, способно принести её потомству самую прямую пользу. Недаром почти все родители хотят, чтобы их дети сначала поучились, а уж потом заводили семью.

Антон Степнов, 15.02.2009 г.

Гены и хромосомы, передаваемые ребенку

Итак, за наследственность отвечают цепочки в молекуле ДНК, именуемые генами. Смешение генов мамы и папы с точки зрения биологии можно считать уникальным генетическим экспериментом. Это название процессу зарождения новой жизни и дал один из ведущих специалистов в области генетики поведения американец Роберт Пломин. В биологии таинство зачатия можно записать в виде некой формулы, как и гены и хромосомы, передаваемые ребенку: каждая яйцеклетка и каждый сперматозоид несут в себе уникальную комбинацию из 23 хромосом. Объединяясь в пары, случайным образом родительские хромосомы образуют неповторимый генетический код будущего человека - генотип.

Младенцы чаще похожи на пап. Природа задумала так, чтобы мужчина сразу увидел в дитяти себя и инстинкт отцовства сформировался быстрее.

Ребенок, как правило, наследует цвет глаз того из родителей, у кого они темнее. Например, у кареглазой мамы и голубоглазого отца, даже если малыш - папина копия, глаза будут, скорее всего, карие.

Если у одного из родителей вьющиеся волосы, то у первенца, скорее всего, тоже будут кудри.

Первый ребенок мальчик? Тогда он наверняка будет похож на маму при помощи ген и хромосом, передаваемых ребенку. Девочка - на папу. В таких случаях говорят: Счастливым будет.

Ум и сообразительность кроха наследует от мамы. Последнее, кстати, подтверждает и наука. Дело в том, что гены, отвечающие за IQ, находятся в Х-хромосомах, которых у женщины две (XX), а у мужчин одна (XY).

Рожденная от гениального отца девочка имеет намного больше шансов прослыть умницей-разумницей, а вот на сыне гениальной личности природа, скорее всего, отдохнет.

Светлоголовым в маму малыш будет только в том случае, если блондины были и среди родственников отца.

Вредные привычки кодируются на генетическом уровне. Алкогольную зависимость определяет ген, ответственный за синтез фермента, расщепляющего спирт. Если ген мутировал, то у ребенка родителей, любящих выпить, возникает склонность к алкоголизму.

То, что характер передается по наследству при помощи ген и хромосом, передаваемых ребенку, пока научно не подтверждено. Хотя открытый несколько лет назад учеными ген агрессивности уже дал почву для подобного рода разговоров. Правда, практические опыты их опровергли. И все же не зря русская молва советовала, выбирая себе жену, смотреть на будущую тещу. Сколько раз вы уже говорили, глядя на дочурку: Ну, упрямая - вся в деда! или замечали в сыне: Эх, характер - отцовский. Да, все это можно списать на так называемые издержки воспитания. На то, что дитя несознательно копирует поведение родителей, замечая, как они ведут себя в определенной ситуации. Затем повторяет поступок в похожих условиях. Между тем ученые, работающие над расшифровкой генетического кода человека, уже установили, что склонность к вежливому или грубому поведению на 34 % заложена в нас генетически. Остальное определяют воспитание и окружение. И даже выбору профессии мы на 40 % обязаны определенному сочетанию хромосом. По крайней мере, лидерские качества в большинстве случаев передаются по наследству. Быть может, именно поэтому на Руси существовал династийный принцип передачи царской власти - от отца к сыну.

Ни в мать, ни в отца.

Действительно, случается так, что сын или дочь совсем не похожи на своих родителей. Они легко могут повторить генотип какого-нибудь дальнего родственника. Или очень дальнего. Причем давно уже покинувшего этот мир.

Непохожесть ни на кого зачастую очень тревожит отца. Скажите любимому мужу, что ваше дитя похоже на вашу прапрабабушку или - и тот на время успокоится.

А еще пересмотрите детские фотографии мужа, свои и увидите: внешность взрослеющего ребенка меняется постоянно и уже через год - два у вашего крохи может проявиться немало ваших черт.

Генетик и доктор философии Дин Хеймер первым заявил о существовании гена гомосексуализма в 1993 г, а в 2004 г написал книгу об открытии гена веры в Бога.

Ученые Великобритании проанализировали характер 609 пар близнецов и оказалось, что если способности к ведению собственного дела, общительность и интравертностъ были свойственны одному из братьев, то они обязательно присутствовали и в характере другого. Даже такая привычка, как желание подолгу сидеть перед телевизором, на 45 % унаследованная. А о гене гениальности и возможности его выделения, и даже его внедрения, в генотип какого-то конкретного человека давно и всерьез спорят ученые. При этом предметом спора является нравственная составляющая вопроса, а вовсе не научные гипотезы. Как сказал некогда Шерлок Холмс, глядя на портреты династии Баскервилей: Вот и не верь после этого в переселение душ!

В 19 веке популярной была телегония. Теория о том, что за внешность крохи отвечают не гены отца, а первый партнер матери. Возникла она после случая, произошедшего в мире лошадок.

Один заводчик решил скрестить зебру с кобылой. Производить потомство от чужака она не захотела. Родившиеся же потом от соплеменника жеребята оказались с зебриными полосками.

Главная Беременность и роды Гены человека: влияние генов на ребенка. Ответы на некоторые вопросы наших читателей

Гены человека: влияние генов на ребенка. Ответы на некоторые вопросы наших читателей

До встречи с малышом осталось несколько месяцев, а вам уже не терпится узнать, на кого он будет похож: на своего голубоглазого светловолосого папу или смуглую кареглазую маму? А вдруг ему «достанется» знаменитый дедушкин нос или все бабушкины родинки. Ответ на эти вопросы вам предстоит получить в день рождения малыша, ведь наша внешность зависит от случайного распределения генов родителей. Правда, эта лотерея все же имеет свои законы.

История любого из нас начинается со встречи яйцеклетки и сперматозоида. Каждая из этих клеток имеет свой багаж из 23 хромосом, от слияния которых появляется неповторимое существо с набором из 46 хромосом. Каждая из них напоминает ожерелье длиной в метр, а шириной всего лишь несколько миллиардных миллиметра - специалисты называют его ДНК, или дезоксирибонуклеиновой кислотой. Это ожерелье состоит из сотен «жемчужин» - генов. В них закодированы наши физические характеристики: голубые или карие глаза, тонкие или пухлые губы, низкий или средний рост. Вот только предугадать, какие именно гены унаследует ребенок, невозможно! Судите сами: яйцеклетка содержит лишь половину генетического «капитала» мамы - 23 хромосомы из 46, которыми она владеет. То же самое происходит и с «багажом» будущего папы. В такой путанице невозможно предугадать, где окажется ген кудрявых волос и ген голубых глаз, попадут ли они в ту часть, что получил ребенок, или останутся в стороне? Тем более что за первым туром лотереи последует второй! После встречи гены скрещиваются - так появлются новые качества. Для каждой из своих физических черт малыш получает по два гена: один от отца, другой от матери. Эти гены могут нести или одинаковую информацию («голубой» для цвета глаз, «прямой» для волос, «горбатый» для носа), или разную («голубой» и «карий», «прямой» и «кудрявый», «горбатый» и «ровный»). В первом случае проблем не возникает: у ребенка с двумя «голубыми» генами будут голубые глаза. А вот если они разные - «голубой» и «карий» - победит тот ген, что сильнее!

Наши гены имеют разные свойства: те, что преобладают и обязательно проявляются, называются доминантными, а те, что «молчат» - рецессивными. Первые, как правило, отвечают за более темные цвета и характерные особенности. Они могут подавить действие генов, отвечающих за светлые цвета и нейтральные черты. Например, можно смело предположить, что в комбинации данных темноволосого папы, обладающего носом с горбинкой, и мамы-блондинки с прямым ровным профилем, доминировать будут признаки отца. И все же это уверенное предположение вовсе не означает, что так оно и будет. Ведь именно благодаря многообразию возможных комбинаций генов ваш ребенок будет неповторимым в прямом смысле этого слова. Давайте посмотрим, как работают законы наследования в разных ситуациях.

Я мечтаю о девочке с голубыми глазами, как у моего мужа. Есть ли у меня надежда, если я сама - обладательница карих глаз?

Ген «голубых глаз» - рецессивный. Другими словами, для того чтобы проявиться, он должен присутствовать в хромосомном наборе малышки в двойном экземпляре: один от папы, другой от мамы. У вашего мужа глаза голубые, значит, оба гена, отвечающие за их цвет, в его «багаже» «голубые». Но есть ли такой ген у вас? Если в вашем наборе проявился доминантный ген «карие глаза», это не значит, что вы не располагаете еще одним, скрытым до поры, - «голубым». Итак, первая гипотеза: у вас оба гена «карие». Тогда все решено: ваш «карий» победит «голубой» мужа.

Вторая гипотеза: вы - носитель скрытого «голубого» гена. В этом случае есть шанс родить девочку с голубыми глазами.

У нас в семье рождаются одни девочки. Означает ли это, что у меня как у будущей мамы нет выбора?

Теоретически шансы родить девочку или мальчика для женщины равны. Но нельзя не отметить, что есть семьи, где на свет появляются только девочки или только мальчики. Чем это объясняется? Единственное, о чем можно говорить с уверенностью, так это о том, что пол ребенка зависит только от будущего отца. Если яйцеклетка встречает сперматозоид с половой хромосомой X - будет девочка. Если сперматозоид несет хромосому Y - родится мальчик. Однако исследования показывают, что пол ребенка зависит еще от того, в какой день относительно времени овуляции (то есть появления на свет готовой к оплодотворению яйцеклетки) вы занимаетесь любовью. А также необходимо изучить календарь определения пола ребенка.

Известно, что сперматозоиды с хромосомой Y подвижнее, своих Х-собратьев, но живут они недолго. Это означает, что зачатие, близкое к моменту овуляции, скорее всего, даст жизнь мальчику. Если же вы занимались любовью за 3-4 дня до или после овуляции, велика вероятность родить девочку.

Мы оба музыканты. Унаследует ли ребенок наши способности?

Спор о врожденном и приобретенном ведется давно. Исследователям удалось установить, что слуховая кора музыкантов (так называют участок мозга, обрабатывающий звуки) развита лучше, чем у остальных людей. Но этот факт ничего не объясняет. Человек становится музыкантом, потому что наследует развитую слуховую кору? Или слуховая кора развивается из-за пристрастия к музыке? И хотя точного ответа на эти вопросы сегодня у специалистов нет, они считают доказанным то обстоятельство, что не все человеческие признаки передаются по наследству и наш мозг поддается влиянию окружающей среды. А значит, жизнь в семье музыкантов может привить ребенку любовь к музыке!

Я - маленькая, а муж - высокий. Значит ли это, что наш ребенок будет среднего роста?

Конечно, полученные нами гены влияют на наш рост. Ясно, что у родителей маленького роста ребенок, скорее всего, будет невысоким, у высоких же - наоборот. А вот сочетание противоположных признаков может дать непредсказуемый результат: либо малыш унаследует данные мамы, либо папы, либо «окажется» где-то посередине. Угадать невозможно! Между тем не стоит забывать, что каждое новое поколение оказывается выше предыдущего - эта особенность связана с изменением в нашем питании.

Можно ли заранее узнать группу крови ребенка?

Сделать это довольно трудно. Можно быть уверенным только в том, что у родителей с IV группой крови (АВ) не может появиться ребенок с I группой (О). А у обладателей I группы (О) обязательно родится малыш с таким же «показателем». Во всех остальных ситуациях ничего определенного сказать нельзя. Например, у мамы с I (О) и отца с IV (АВ) группой может родится малыш со II (ОА) или III (OB). Еще специалисты определили отношения групп крови между собой: I (О) - рецессивная по отношению ко II (ОА) и III (OB).

У нас с мужем пухлые губы. Может ли наш малыш быть тонкогубым?

Да, если вы оба являетесь носителями рецессивного гена «тонкие губы» и оба эти гена встретятся. Объединив свои «усилия», они проявят черту, которая до времени была скрыта.

Один из моих двоюродных братьев страдает болезнью Дауна. Означает ли это, что в нашей семье есть такой ген?

Синдром Дауна - это не наследственная болезнь, его вызывает ошибка при делении клеток. В этом случае яйцеклетка (в 90% случаев) или сперматозоид (10% случаев) оказывается носителем двух хромосом 21 вместо одной - и ребенок получает три таких образца вместо двух. Надо сказать, что риск передачи лишней хромосомы повышается с возрастом. Если среди 20-летних будущих мам это происходит в 1 случае из 2000, то для 40-летних - в 1 из 100. К счастью, современные способы диагностики позволяют определить болезнь Дауна, начиная с первого триместра беременности с помощью биопсии хориона (так называют исследование тканей будущей плаценты) в 10-12 недель беременности, амниоцентеза (анализ околоплодных вод) в 16-20 недель, кордоцентеза (анализ пуповинной крови) в 20-24 недели. Поводом для обследования будущей мамы служит ее возраст (от 35 лет), изменение уровня «сывороточных маркеров» в крови, результаты УЗИ, а точнее, утолщение воротниковой зоны малыша.

У моей сестры ребенок болен муковисцидозом. Мне стоит волноваться или нет?

Если в вашей семье есть случаи развития генетических болезней, то прежде чем планировать беременность, нужно обратиться к генетику.

Муковисцидоз чаще всего возникает неожиданно, то есть ни в семье отца, ни в семье матери таких больных нет. Это обстоятельство объясняется тем, что муковисцидоз - рецессивная болезнь, то есть человек может быть носителем «измененного» гена и не знать об этом. Такого человека называют «здоровым носителем».

К сожалению, если каждый из родителей передаст ребенку «поломанный» ген, он заболеет муковисцидозом. В ситуации, когда оба родителя являются здоровыми носителями, риск родить больного ребенка составляет 25%, впрочем, как и здорового в оставшихся 50% малыш будет здоровым носителем, как и мама с папой. Если отец ребенка - здоровый носитель «измененного» гена, а у матери его и вовсе нет, малыш «пойдет» либо в папу, либо в маму.

В моей семье есть несколько случаев дальтонизма. Передается ли эта особенность по наследству?

Дальтонизм - генетическая «поломка», которую переносит хромосома X. Вопреки сложившемуся мнению, дальтоники не путают зеленый и оранжевый, а воспринимают оба цвета как серый. Мальчиков-дальтоников гораздо больше (8%), чем девочек (0,5%). Этот факт объясняется тем, что у них имеется две хромосомы X, а значит, если малышка получит от одного из родителей хромосому с поломкой, вторая, «здоровая», ее скомпенсирует. У мальчиков - носителей одной хромосомы X и одной Y - нет дубликата для исправления аномалии.

У нас смешанная, афро-европейская пара. Какого цвета будет кожа у наших детей?

Возможен любой вариант: от самого светлого до темного. Дело в том, что цвет кожи закодирован не в одном, а в нескольких генах. Обычно смешение признаков африканской и европейской расы придает коже ребенка оттенок кофе с молоком. Хотя конечный результат зависит еще и от генеалогии родителей. Если папа ребенка - африканец в нескольких поколениях, цвет кожи малыша будет темнее, а вот если он мулат, ребенок «получится» светленьким.

Я всегда была полной. Будет ли мой ребенок иметь проблемы с весом?

Малыш может унаследовать предрасположенность к полноте, но даже в этом случае его вес будет зависеть от многих обстоятельств, и от питания в том числе. К тому же, для того чтобы ответить на ваш вопрос, нужно учитывать наследственность и телосложение будущего папы.

К вопросу о нации генетических рабов

Я уже неоднократно писал. что несмотря на то, что генотип человека был сформирован тысячелетиями эволюции и у разных народ мало чем отличается, тем не менее, недавние культурно-исторические события в жизни отдельных народов сказываются на поведенческих и нравственных признаках населения и передаются по наследству, и как следствие проявляются в уровне жизни последующих поколений.

Последние открытия в области эпигенетического наследования все чаще подтверждают эту гипотезу, хотя многие генетики все еще не хотят с этим соглашаться. Это противоречит всем нынешним представлениям генетики. Мне даже прходилось вступать с генетиками в полемику по поводу влияния религии на уровень жизни.
Ниже статья еще об одном исследовании, подтверждающем факт эпигенетического наследования несколькими поколениями признаков, приобретенных недавними предками.

Говорят, что российская история недостаточно длинна, чтобы сформировать какой-то особый, вырожденческий, злобно-депрессивно-рабский генотип. До сих пор единственным опровергающим аргументом было мутагенное воздействие алкоголя, хотя пьянство в России все же не носит поголовный характер. Однако новейшие исследования показывают, что приобретенные признаки, в частности, связанные с психологическими травмами, таки могут передаваться по наследству через некодирующие регуляторные РНК: http://compulenta.computerra.ru/chelove k/biologiya/10012495/

Психологический стресс, пережитый индивидуумом в детстве, может влиять на поведение и обмен веществ у двух следующих поколений, за что надо винить особые регуляторные РНК, путешествующие вместе со сперматозоидами.

Время от времени мы сообщаем об обнаружении очередного случая эпигенетического кодирования, когда некий признак меняется не оттого, что преобразилась последовательность нуклеотидов в ДНК, а из-за некоего происшествия с белками, обслуживающими ту или иную область ДНК, либо нуклеотидами в ней, кои, оставаясь на своих местах, приобрели химические модификации. После этого активность гена не просто меняется, а меняется надолго, как если бы и впрямь была переписана именно нуклеотидная последовательность.
Эпигенетические механизмы регуляции генетической активности служат посредниками между генами и меняющимися условиями жизни, но результаты этого посредничества, что называется, не вырубишь топором.
Один из весьма ярких примеров сильного эпигенетического влияния на организм - связь памяти и модификаций гистонов: воздействуя на то, что происходит с этими белками - упаковщиками ДНК, мы можем делать память более пластичной, доступной редактированию. Другой пример - влияние условий жизни в раннем детстве на рисунок эпигенетических модификаций, причём модификации эти, как было сказано, остаются с человеком едва ли не на всю жизнь.

Более того, считается, что эпигенетические модификации могут не только оставаться с нами навсегда, но и переходить в следующие поколения. В случае с ожирением, к примеру, многие исследователи полагают, что метаболические нарушения, приводящие к ожирению, закрепляются в эпигенетике, а потом передаются по мужской линии. То есть если отец неправильно питался и нарушил свой метаболизм, существует вероятность, что его дети будут страдать избыточным весом, даже при стопроцентно здоровом питании.

Однако в случае эпигенетического наследования есть одна проблема: не совсем понятно, как такие модификации могут переходить от родителей к потомкам. У растений этот механизм более или менее ясен, а вот у животных половые клетки избавляются от эпигенетических модификаций, и как тогда эпигенетический код передаётся по наследству. (Впрочем, тут стоит заметить, что недавно удалось найти эпигенетические модификации, которые, несмотря ни на что, остаются в половых клетках на всех этапах их созревания.)

Возможно, новое исследование, опубликованное в Nature Neuroscience специалистами Цюрихского университета (Швейцария), поможет прояснить ситуацию с эпигенетическим наследованием у животных. Изабель Мэнсуэй (Isabelle M Mansuy) и её коллеги изучали молекулярные механизмы наследования поведения у мышей. Для этого у животных вызывали детскую травму: пока они были маленькими, их каждый день в течение двух недель на какое-то время отнимали от матерей. Этот непредсказуемый стресс бил как по детёнышам, так и по самкам, которых к тому же сажали на время в тесную трубу.

Когда стрессированные детёныши выросли, исследователи заметили, что они более равнодушны к опасности: например, они меньше других боялись открытых и хорошо освещённых пространств (обычная мышь, понятно, будет избегать таких мест). Подобное равнодушие к риску считается признаком депрессии можно сказать, из стрессированных детёнышей вырастали депрессивные взрослые. Кроме того, различия были в обмене глюкозы, то есть стресс в раннем возрасте продолжал сказываться не только на поведении, но и на метаболизме взрослых животных.

Но что самое главное - эти изменения в поведении и метаболизме передавались по наследству. Когда стрессированных в детстве мышей скрещивали с обычными, их потомство тоже демонстрировало равнодушие к опасности, признаки депрессии, их организм также не совсем нормально обращался с глюкозой. Причём всё это передавалось не только детям, но и внукам, то есть ещё и во второе поколение.

Попытавшись определить молекулярные механизмы наследования, учёные обнаружили, что сперматозоиды, сыворотка крови и гиппокамп у мышей с детской травмой и у обычных грызунов разнятся по уровню некоторых микроРНК и piwiРНК (особой разновидности некодирующих регуляторных РНК). Стрессовые изменения в регуляторных РНК были и у детей стрессированных мышей (особенно в гиппокампе и сыворотке), и у их внуков.

Чтобы убедиться, что дело всё-таки в регуляторных РНК, исследователи взяли эти РНК из сперматозоидов мышей с детской травмой и ввели их чужую оплодотворённую яйцеклетку (иначе говоря, сами половые клетки в данном случае никакого стресса не испытывали). После этого яйцеклетку имплантировали самке и дожидались, когда детёныши, зачатые таким хитрым образом, появятся на свет. Как можно догадаться, повзрослев, мыши демонстрировали те же особенности поведения и метаболизма, что и непосредственные потомки стрессированных родителей.

То есть детская психологическая травма может аукаться на протяжении ещё двух поколений, и молекулами-переносчиками тут работают регуляторные некодирующие РНК, которые, наряду с модификациями гистонов и метилированием ДНК, считаются одними из основных проводников эпигенетических сил. Заметим, что в данном случае речь опять идёт о наследовании эпигенетического кода по мужской линии: РНК детского стресса приходят в зародыш вместе со сперматозоидом.

Теперь перед учёными стоит такая задача: надо понять, как именно регуляторные РНК, доставшиеся по наследству, влияют на развитие метаболических путей нового организма и его мозга. Выяснив детали этого механизма, мы узнаем, участвует ли он в формировании других типов поведения и работает ли он у человека.

Содержание статьи

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, присущее всем живым существам свойство быть похожим на своих родителей. Однако особи каждого вида, будучи в целом схожими, все же различны и имеют свои, индивидуальные особенности (признаки ). Но и эти признаки наследуются – передаются от родителей к детям. Генетические основы наследственности и есть предмет настоящей статьи.

Носители наследственности ДНК.

Многоклеточные организмы, как здания, сложены из миллионов кирпичиков – клеток. Основным «строительным» материалом клетки являются белки. У каждого типа белка – своя функция: одни входят в состав клеточной оболочки, другие – создают защитный «чехол» для ДНК, третьи передают «инструкции» о том, как производить белки, четвертые регулируют работу клеток и органов, и т.д. Каждая молекула белка представляет собой цепочку из многих десятков, даже сотен звеньев – аминокислот ; такую цепь называют полипептидной . Сложные белки могут состоять из нескольких полипептидных цепей.

В процессе жизнедеятельности белки расходуются, и потому регулярно воспроизводятся в клетке. Их полипептидные цепи строятся последовательно – звено за звеном, и эта последовательность закодирована в ДНК. ДНК – длинная двухцепочечная молекула; состоит из отдельных звеньев – нуклеотидов . Всего имеется четыре типа нуклеотидов, обозначаемых как А (аденин), Г (гуанин), Т (тимин), Ц (цитозин). Тройка нуклеотидов (триплет ) кодирует одну аминокислоту согласно т.н. генетическому коду . ДНК хранится в ядре клетки в виде нескольких «упаковок» – хромосом .

Гены.

Участок ДНК, в котором закодирована определенная полипептидная цепь, называется геном . Скажем, его фрагмент «TЦT ТГГ» кодирует аминокислотное звено: «серин-триптофан». Основная функция генов – поддержание жизнедеятельности организма путем производства белков в клетке, координация деления и взаимодействия клеток между собой.

Гены у разных индивидов даже одного вида могут различаться – в пределах, не нарушающих их функцию. Каждый ген может быть представлен одной или большим числом форм, называемых аллелями . Все клетки организма, кроме половых клеток, содержат по два аллеля каждого гена; такие клетки называют диплоидными . Если два аллеля идентичны, то организм называют гомозиготным по этому гену; если аллели разные, то – гетерозиготным .

Аллели эволюционно возникли и возникают как мутации – сбои в передаче ДНК от родителей к детям. Например, если бы в указанной выше нуклеотидной последовательности «TЦT ТГГ» третий нуклеотид, Т, ошибочно передался бы ребенку как Ц, то вместо родительского «серин-триптофан» он бы имел фрагмент белка «аланин-триптофан», поскольку триплет TЦЦ кодирует аминокислоту аланин. Аллели, прошедшие апробацию отбором (см . ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА), и образуют то наследственное разнообразие, которое мы сейчас наблюдаем, – от цвета кожи, глаз и волос до физиологических и эмоциональных реакций.

Хромосомы.

ДНК защищена от внешних воздействий «упаковкой» из белков и организована в хромосомы , находящиеся в ядре клетки. В хромосоме регулируется активность генов, их восстановление при радиационном, химическом или ином типе повреждений, а также их репликация (копирование) в ходе клеточных делений – митоза и мейоза (см . КЛЕТКА). Каждый вид растений и животных имеет определенное число хромосом. У диплоидных организмов оно парное, две хромосомы каждой пары называются гомологичными . Среди них различают половые (см. ниже ) и неполовые хромосомы, или аутосомы . Человек имеет 46 хромосом: 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом; при этом одна из хромосом каждой пары приходит от матери, а другая – от отца. Число хромосом у разных видов неодинаково. Например, у классического генетического объекта – плодовой мушки дрозофилы – их четыре пары. У некоторых видов хромосомные наборы состоят из сотен пар хромосом; однако количество хромосом в наборе не имеет прямой связи ни со сложностью строения организма, ни с его эволюционным положением.

Помимо ядра, ДНК содержится в митохондриях, а у растений – еще и в хлоропластах. Поэтому те гены, которые находятся в ядерной ДНК, называют ядерными , а внеядерные, соответственно, митохондриальными и хлоропластными . Внеядерные гены контролируют часть энергетической системы клеток: гены митохондрий отвечают в основном за синтез ферментов реакций окисления, а гены хлоропластов – реакций фотосинтеза. Все остальные многочисленные функции и признаки организма определяются генами, находящимися в хромосомах.

Передача генов потомству.

Виды поддерживают свое существование сменой одних поколений другими. При этом возможны различные формы размножения: простое деление, как у одноклеточных организмов, вегетативное воспроизводство, как у многих растений, половое размножение, свойственное высшим животным и растениям (см . РАЗМНОЖЕНИЕ). Половое размножение осуществляется с помощью половых клеток – гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). Каждая гамета несет одинарный, или гаплоидный , набор хромосом, содержащий только по одному гомологу; у человека это 23 хромосомы. Соответственно, каждая гамета содержит только один аллель каждого гена. Половина гамет, производимых особью, несет один аллель, а половина – другой. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом – оплодотворении, – образуется одна диплоидная клетка, называемая зиготой . Из клеток, получающихся в результате митотических делений зиготы в процессе индивидуального развития (онтогенезе), формируется новый организм. В зависимости от того, какие аллели несет данная особь, у нее развиваются те или иные признаки. Отметим, что равновероятное распределение аллелей по гаметам было открыто Грегором Менделем в 1865 и известно как Первое правило Менделя.

НАСЛЕДОВАНИЕ АУТОСОМНЫХ ПРИЗНАКОВ

Рассмотрим такой признак, как группа крови. Имеется целый ряд типов, или систем, групп крови. Наиболее известна система AB0, по которой различают четыре основных группы: I, II, III и IV; эти группы обозначают также как 0, A, B и AB, поскольку различие между ними определяется тем, какой белок (антиген) присутствует в эритроцитах человека: A или B. Генетически система групп крови AB0 контролируется тремя аллелями: один аллель, обозначаемый A , контролирует синтез антигена A, другой аллель, B , – синтез антигена B, а третий аллель 0 , – неактивный и не вызывает образования антигена. Соответственно синтезируемым антигенам и различают четыре группы крови, но им отвечают шесть генетических вариантов (генотипов):

Аллель 0 проявляется фенотипически, т.е. как признак организма, только тогда, когда он оказывается в гомозиготном состоянии (00 ); этому соответствует первая группа крови, характеризующаяся отсутствием групповых антигенов. В гетерозиготном состоянии (генотипы A0 и B0 ) он никак не влияет на формируемый фенотип, который целиком определяется альтернативным аллелем (A или B ). Поэтому фенотипически генотипы A0 и AA тождественны: они характеризуются наличием антигена A и определяют вторую группу крови. Точно так же тождественны генотипы B0 и BB , определяющие третью группу, т.е. наличие антигена B.

В том случае, когда у гетерозиготной особи фенотипически проявляется только один аллель, говорят, что этот аллель доминантный ; при этом другой аллель называется рецессивным . Для системы групп крови AB0, аллели A и B доминируют над аллелем 0 ; последний же рецессивен по отношению к ним. Если оба аллеля проявляются в фенотипе гетерозиготной особи, то говорят, что они кодоминантны . Так, аллели A и B кодоминантны по отношению друг к другу: в гетерозиготном состоянии (AB ) они определяют присутствие обоих антигенов, A и B, т.е. четвертую группу крови.

Механизмы рецессивности и доминантности.

Рецессивными часто бывают «дефектные» аллели, не способные производить соответствующий продукт (белок). Поэтому многие наследственные заболевания, обусловленные нехваткой или отсутствием какого-либо белка или фермента, передаются как рецессивный признак: ими страдают только лица гомозиготные по дефектному аллелю. Доминантные болезни чаще всего вызываются аллелями, кодирующими измененные полипептидные цепи. Последние, входя в состав белка, нарушают его пространственную структуру и функциональную активность. Доминантным заболеваниям подвержены лица гетерозиготные по дефектному аллелю. В гомозиготном состоянии доминантные аллели, как правило, летальны.

Расщепление признака в потомстве гетерозигот.

У индивидов, гомозиготных по данному гену, все гаметы несут один и тот же его аллель. Среди гамет, производимых гетерозиготной особью, половина несет один аллель, а половина – другой. Знак «плюс» в следующей таблице показывает, какие гаметы производятся разными индивидами по локусу системы групп крови AB0.

Группа крови	I	II	III	IV
Генотип индивида	00	A0	AA	B0	BB	AB
Продуцируе- мые гаметы	0 A B	+	+ +	+	+		+ +

Из этой таблицы видно, что люди со второй и третьей группами крови продуцируют разные гаметы в зависимости от того, гомозиготны они или гетерозиготны. Из таблицы также видно, какой генотип ожидается у детей от родителей с теми или иными группами крови. Если оба родители гомозиготны, то все их дети будут одинаковой группы. Например, родители с первой группой крови образуют гаметы, несущие только аллель 0 , поэтому у их детей может быть только первая группа. Если мать имеет вторую, а отец третью группу крови и при этом они гомозиготны, т.е. их генотип, соответственно, АА и ВВ , то дети могут иметь только четвертую группу крови (АВ).

Если же один или оба родителя гетерозиготны, то наблюдается т.н. расщепление признака в потомстве, вытекающее из сформулированного выше Первого правила Менделя и проявляющееся в том, что у детей могут появиться признаки, отсутствующие у родителей. Так, если бы в вышеприведенном примере мать была гетерозиготна, то она производила бы яйцеклетки двух типов – с аллелем A и с аллелем 0 . При этом у нее может равновероятно родиться ребенок с третьей либо с четвертой группой крови (генотипа B0 или AB , соответственно). Таким образом, при генотипе матери А0 и отца ВВ дети не могут иметь группу крови матери; их группа крови будет либо такой же, как у отца, либо такой, какая не свойственна ни отцу, ни матери.

Если оба родителя гетерозиготны, то разнообразие генотипов среди детей еще выше. Например, если отец и мать имеют вторую группу крови и генотип их A0 , то генотип и группа крови их ребенка зависит от того, какая именно яйцеклетка созрела и каким сперматозоидом она будет оплодотворена. Поскольку в данном примере каждый из родителей производит гаметы A и 0 , то генотип их ребенка может быть AA , A0 или 00 , а согласно теории вероятностей шансы получить их распределяются как 1:2:1. Поскольку первые два генотипа определяют одну и ту же группу крови, то по признаку «группа крови» шансы иметь ребенка с первой или второй группой крови будут 1:3 (эти соотношения в потомстве гетерозиготных родителей были открыты Менделем). И наконец, если бы мать имела вторую, а отец третью группу крови и оба они были бы гетерозиготными, то с равной вероятностью у них мог бы родиться ребенок с любой группой крови.

Наследование сцепленных признаков.

К настоящему времени составлены подробные карты генов для многих видов растений, животных и человека, из которых можно видеть, какие из генов на какой хромосоме находятся. Знание карты генов позволяет предсказать поведение нескольких признаков в потомстве. Если разные признаки определяются генами, расположенными в негомологичных хромосомах, то они наследуются независимо друг от друга, поскольку в процессе мейотического деления негомологичные хромосомы (а значит и аллели разных генов) расходятся по гаметам случайно (см . ГЕНЕТИКА). Последнее известно как Второе правило Менделя. Например, такой признак, как альбинизм, связан с отсутствием меланина, синтез которого контролируется геном, расположенным в 11-й хромосоме. Следовательно, вероятность того, что у супругов-альбиносов будет ребенок-альбинос, не связана с вероятностью иметь определенную группу крови системы AB0, поскольку последняя определяется геном, находящимся в иной, негомологичной, 9-й хромосоме. Поэтому, если один или оба родителя имеют дефектные аллели, расположенные на разных хромосомах и вызывающие два разных заболевания, то вероятность того, что ребенок получит оба дефектных аллеля, будет равна произведению вероятностей получить каждый из этих аллелей в отдельности.

Ситуация иная, если оба гена находятся в одной хромосоме, т.е. сцеплены . Например, на 2-й хромосоме человека имеется ген системы групп крови MN с двумя кодоминантными аллелями M и N . Близко к нему располагается другой ген, с доминантным аллелем S и рецессивным s , определяющий систему групп крови Ss. В зависимости от расположения этих аллелей на гомологичных хромосомах, будет наблюдаться различное распределение генотипов в гаметах и у потомков от гетерозиготных родителей. Действительно, если генотип матери MNSs , то ее хромосомная структура по этим двум генам может быть одного из двух типов:

В первом случае продуцируются яйцеклетки и , а во втором – и . Пусть отец будет гомозиготным по обоим генам и имеет генотип MMss . Тогда в первом случае их дети могут иметь генотип MMSs и MNss , в то время как во втором случае возможные генотипы детей иные: MMss и MNSs .

Рекомбинация сцепленных генов.

В мейозе происходит событие, называемое кроссинговером , в ходе которого гомологичные хромосомы могут обменяться своими участками. Например, в рассмотренном выше примере, участок обмена может оказаться между генами систем MN и Ss:

В результате обмена происходит т.н. рекомбинация генов и получаются кроссоверные гаметы и .

Рекомбинация может произойти, а может не произойти в данном мейозе. Чем ближе гены располагаются на хромосоме, тем теснее их сцепление и тем реже она происходит. В частности, гены систем MN и Ss так тесно сцеплены, что их рекомбинация случается чрезвычайно редко, и в приближенных расчетах ею можно пренебречь. В общем случае вероятность, или частота , рекомбинации довольно значительна. Ее величина (R ) находится между 0 (полное сцепление) и 0,5 (несцепленные гены) и является мерой генетического расстояния между генами на хромосоме; однако она не тождественна физическому расстоянию между генами, поскольку кроссинговер идет с разной интенсивностью в разных участках одной и той же хромосомы. Частота каждой из кроссоверных гамет равна R /2. Поскольку кроссинговер может и не произойти (с вероятностью 1–R ), то данный индивид производит помимо кроссоверных еще и некроссоверные гаметы: и . Частота каждой из них среди всех гамет данного индивида равна (1–R )/2.

Вернемся к приведенному выше примеру, где мать имеет генотип MNSs с хромосомной структурой.

а отец – генотип MMss. С учетом рекомбинации, возможными генотипами их детей будут не только MMSs и MNss , но и MMss и MNSs . Однако их вероятности не одинаковы, как было бы в случае отсутствия сцепления, а равны 1–R для первых двух генотипов и R для остальных двух.

НАСЛЕДОВАНИЕ ПОЛА И СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ ПРИЗНАКОВ

Наследование пола.

Пол особи – это сложный признак, формируемый как действием генов, так и условиями развития. У человека одна из 23 пар хромосом – половые хромосомы, обозначаемые как X и Y . Женщины – гомогаметный пол, т.е. имеют две X -хромосомы, одну – полученную от матери, а другую – от отца. Мужчины – гетерогаметный пол, имеют одну X - одну Y -хромосому, причем X передается от матери, а Y – от отца. Заметим, что гетерогаметный пол не всегда обязательно мужской; например, у птиц это самки, в то время как самцы гомогаметны. Имеются и другие механизмы детерминации пола. Так, у ряда насекомых Y -хромосома отсутствует. При этом один из полов развивается при наличии двух X -хромосом, а другой – при наличии одной X -хромосомы. У некоторых насекомых пол определяется соотношением числа аутосом и половых хромосом. У ряда животных может происходить т.н. переопределение пола , когда в зависимости от факторов внешней среды зигота развивается либо в самку, либо в самца. Развитие пола у растений имеет столь же разнообразные генетические механизмы, как и у животных.

Отклонение от баланса половых хромосом, приводит к патологии, подобно тому как и отклонение от нормального числа аутосом также приводит к тяжелым болезням (см . ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ). Однако следует иметь в виду, что формирование пола и нормальных половых признаков – сложный физиологический процесс, в который вовлечены гены не только половых хромосом, но и аутосом. Гормональные и другие физиологические нарушения могут приводить к тому, что из «мужской» зиготы XY развивается внешне почти нормальная женщина, но с определенными мужскими признаками – по типу волосяного покрова, структуре мышц, тембру голоса и др. – и имеющая вместо матки недоразвитые семенники, что делает ее бесплодной. Возможно и обратное, когда при наличии генотипа XX индивид развивается с вторичными половыми признаками мужского пола. Подобные отклонения встречаются не только у человека, но и у других видов.

Генетическая детерминация пола, определяемая набором половых хромосом, поддерживает равное воспроизводство самок и самцов. Действительно, женские яйцеклетки содержат только X -хромосому, поскольку женщины имеют генотип XX по половым хромосомам. Генотип же мужчин – XY , и потому рождение девочки или мальчика в каждом конкретном случае определяется тем, несет ли спермий X - или Y -хромосому. Поскольку же в процессе мейоза хромосомы имеют равные шансы попасть в гамету, то половина гамет, производимых индивидами мужского пола, содержит X -, а половина – Y -хромосому. Поэтому половина потомков ожидается одного пола, а половина – другого.

Следует подчеркнуть, что предсказать заранее рождение мальчика или девочки невозможно, поскольку невозможно предугадать, какая мужская половая клетка будет участвовать в оплодотворении яйцеклетки: несущая X - или Y -хромосому. Поэтому наличие большего или меньшего числа мальчиков в семье – дело случая:

Теоретически возможна избирательная элиминация спермиев с X - или Y -хромосомой, приводящая к разным вероятностям рождения мальчиков или девочек в каких-то семьях; однако в среднем эта вероятность остается близкой к 0,5.

Признаки, сцепленные с X-хромосомой.

Если ген находится в половой хромосоме (его называют сцепленным с полом ), то проявление его у потомков следует иным, чем для аутосомых генов, правилам. Рассмотрим гены, находящиеся в X -хромосоме. Дочь наследует две X -хромосомы: одну – от матери, а другую – от отца. Сын же имеет только одну X -хромосому – от матери; от отца же он получает Y -хромосому. Поэтому отец передает гены, имеющиеся в его X -хромосоме, только своей дочери, сын же их получить не может. Поскольку X -хромосома более «богата» генами по сравнению с Y -хромосомой, то в этом смысле дочь генетически более схожа с отцом, чем сын; сын же более схож с матерью, чем с отцом.

Один из исторически наиболее известных сцепленных с полом признаков у человека – это гемофилия, приводящая к тяжелым кровотечениям при малейших порезах и обширным гематомам при ушибах. Она вызывается рецессивным дефектным аллелем 0 , блокирующим синтез белка, необходимого для свертывания крови. Ген этого белка локализован в Х -хромосоме. Гетерозиготная женщина +0 (+ означает нормальный активный аллель, доминантный по отношению к аллелю гемофилии 0 ) не заболевает гемофилией, и ее дочери тоже, если у отца нет этой патологии. Однако ее сын может получить аллель 0 , и тогда у него развивается гемофилия.

Гемофилией был поражен царевич Алексей, сын императора России Николая II. Его мать, царица Александра Федоровна, была гетерозиготна по этому аллелю и унаследовала его от своей матери Алисы, которая, в свою очередь, получила его от прабабушки царевича Алексея, английской королевы Виктории:

В гетерозиготном состоянии ген гемофилии не проявляется, и поэтому женщины в королевских семьях Европы не страдали гемофилией. Однако многие принцы – потомки королевы Виктории (мутация произошла, по-видимому, именно у нее) получили этот ген и были поражены гемофилией. Вероятность того, что царевич Алексей мог получить дефектный аллель 0 от матери была равна 1/2; с той же вероятностью он мог получить от нее нормальный аллель. Осуществись второе из этих равновероятных событий в образовании гамет, и сценарий судьбы императорской четы выглядел бы иначе.

Рецессивные заболевания, вызываемые генами X -хромосомы, намного реже поражают женщин, чем мужчин, поскольку у них заболевание проявляется только при гомозиготности – наличии рецессивного аллеля в каждой из двух гомологичных X -хромосом; мужчины заболевают во всех случаях, когда их единственная X -хромосома несет дефектный аллель. Количественно это следует из соотношений Харди – Вайнберга (см . ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА). Пусть q означает частоту рецессивного аллеля в популяции, т.е. долю X - хромосом, несущих этот аллель. Доля мужчин, имеющих данный аллель и подверженных вызываемой им болезни, равна q . В то же время доля больных женщин равна частоте гомозигот, т.е. q 2 . Следовательно, число мужчин, больных рецессивным сцепленным с X -хромосомой заболеванием, в 1/q больше, чем число больных женщин. Например, если частота расположенного в X -хромосоме аллеля, вызывающего дальтонизм (неспособность различать цвета), равна 0,05 (т.е. дальтонизм имеется у 5% мужчин), то число дальтоников-мужчин в 20 раз больше, чем дальтоников-женщин.

Пример сцепленного с полом кодоминантного наследования – рыжая окраска домашней кошки, определяемая аллелем у . В гетерозиготном состоянии активными являются оба аллеля (нормальный и у ), и поэтому местами шерсть кошки имеет обычную окраску, а местами рыжую. Гомозиготные кошки – целиком рыжие (за исключением возможных белых пятен, вызываемых другим геном, блокирующим синтез пигментов). Самцы же не могут быть частично рыжими; они либо нерыжие, либо целиком рыжие (с возможными белыми пятнами). Исходя из тех же рассуждений, что и абзацем выше, можно было бы заключить, что целиком рыжие коты встречаются гораздо чаще, чем полностью рыжие гомозиготные кошки: частоты их в популяции, соответственно, q и q 2 , где q – частота «рыжего» аллеля y . Однако в случаях кодоминантного наследования эти рассуждения неприменимы. На самом деле кошки с наличием рыжего цвета (как полностью, так и частично) встречаются гораздо чаще, чем рыжие коты: их частота равна сумме частот гомо- и гетерозигот: q 2 + 2q (1– q ) = 2q – q 2 . Например, если частота «рыжего» аллеля равна 0,05, то чисто рыжих кошек должно быть 0,25%, рыжих котов – 5%, а кошек с рыжими пятнами – почти 10%.

Хромосомные перестройки иногда приводят к тому, что фрагмент одной хромосомы «отламывается» и присоединяется к другой хромосоме. Это может произойти и с половыми хромосомами. Так, например, изредка встречаются коты с частично рыжей окраской; это обусловлено тем, что часть X -хромосомы, несущей аллель y , присоединились к Y -хромосоме. В результате по этому локусу наследование осуществляется так же, как и аутосомных генов, т.е. коты с указанным хромосомным нарушением тоже могут быть гетерозиготными, а потому частично рыжими. Однако поломка хромосом приводит к патологиям, в данном случае – глухоте и бесплодию. Это было подмечено давно и выражено во фразе «трехцветные коты глухие». Под третьим цветом здесь понимаются белые пятна. Однако этой патологией страдают и «двуцветные», частично рыжие без белых пятен коты (не путать рыжий цвет с коричневым, который вызывается другим, аутосомным, геном и распространен в ряде пород кошек).

Сцепление с Y-хромосомой.

Сведения о генах, находящихся в Y -хромосоме, весьма скудны. Предполагается, что она практически не несет генов, обусловливающих синтез белков, необходимых для функционирования клетки. Но она играет ключевую роль в развитии мужского фенотипа. Отсутствие Y -хромосомы при наличии только одной X -хромосомы приводит к т.н. синдрому Тернера: развитию женского фенотипа с плохо развитыми первичными и вторичными половыми признаками и другими отклонениями от нормы. Встречаются мужчины с добавочной Y -хромосомой (XYY ); они высокого роста, агрессивны и нередко аномального поведения. В Y -хромосоме выявлено несколько генов, ответственных за регуляцию синтеза специфических ферментов и гормонов, и нарушения в них приводят к патологиям полового развития. Имеется ряд морфологических признаков, которые, как полагают, определяются генами Y -хромосомы; среди них – развитие волосяного покрова ушей. Подобного рода признаки передаются только по мужской линии: от отца к сыну.

НАСЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ПРИЗНАКОВ

Мы рассмотрели правила передачи признака потомству в случае, когда он определяется одним геном. Они справедливы для всех организмов, но тем не менее являются лишь основой для понимания того, как наследуются свойства организма. Дело в том, что многие признаки определяются двумя или большим числом генов. Аллели каждого из этих генов наследуются так, как описано выше. Однако характер наследования признака, который они определяют, зависит от взаимодействия этих аллелей и может быть очень сложным.

Рассмотрим в качестве примера окраску. Окраска шерсти у животных или цветка у растений определяется типом пигмента, его распределением по волосу, перу или лепесткам, пространственным распределением по-разному пигментированных структур и т.д. Все эти частные свойства контролируются разными генами, а в совокупности они все и определяют то, что мы называем окраской.

Например, окраска такого детально изученного экспериментального животного, как мышь, детерминируется по меньшей мере пятью генами. Обычная окраска мыши – серая. Однако сам волос не может быть серым, пигмента такого цвета нет. На самом деле у такой мыши синтезируется и мигрирует в волос черный пигмент, но черная пигментация основания и кончика волоса прерывается желтым кольцом, в котором находится желтый пигмент. Такая окраска называется «агути», именно она и делает мышь «серой». Желтая полоса контролируется геном агути, A, аллель A которого контролирует образование желтой полосы. Рецессивный аллель этого гена, a , блокирует поступление желтого пигмента в волос и обусловливает в гомозиготном состоянии черную окраску мыши. Другой ген, B, контролирует синтез пигментов: доминантный аллель B вызывает образование черного, а рецессивный аллель b коричневого пигмента. В результате, мышь, имеющая оба доминантных аллеля, A и B , – это обычная «серая мышь», а мышь aa и с аллелем B – черная. Однако мышь гомозиготная по второму гену, т.е. bb , и с аллелем A имеет окраску цвета корицы (комбинация коричневого волоса и желтого кольца агути). Мышь же гомозиготная по обоим генам, aabb , полностью коричневая. Имеется ген C, рецессивный аллель которого может прерывать синтез пигментов, и гомозиготная по этому аллелю мышь – белая (альбинос). Ген D контролирует количество пигмента в волосе, так что воспринимаемые глазом различия в интенсивности окраски (например, от светло- до темнокоричневого), определяются различными аллелями этого гена. Ген S детерминирует распределение пигментов по телу и может приводить к пятнистой окраске. Аналогичные гены описаны и у других млекопитающих: домашней кошки, лошади, пушных зверей. Окраска оперения у птиц, надкрылий у жуков, цветка у растений тоже контролируются многими генами; разнообразие сочетаний различных аллелей и определяет то разноцветье, что мы видим в природе.

Многие сложные признаки имеют количественную природу, т.е. степень их выраженности бывает разной и может быть измерена. Например, активность фермента измеряется скоростью катализируемой им реакции, т.е. количеством вещества, подвергшегося превращению в единицу времени. Этот показатель зависит от физико-химических свойств фермента, которые, в свою очередь, определяются его пространственной структурой, а в конечном итоге – генами, контролирующими синтез составляющих его полипептидных цепей. Различные аллели каждого из этих генов могут по-разному влиять на конечный (самый важный) признак – активность фермента, образуя почти непрерывный ряд: от слабой активности до очень высокой. Более того, влияние этих аллелей сказывается и на других, не менее важных свойствах, таких, например, как стабильность работы белка при низкой или высокой температуре, пониженной или повышенной кислотности, нехватке или избытке субстрата. Различная интенсивность работы сотен ферментов и белковых гормонов, вызванная различием в аллельном составе, ведет к различиям между особями в росте и развитии, в способности усваивать пищу, переносить нехватку кислорода, перепады температуры и другие изменения условий среды.

Целый ряд признаков, в частности рост, размеры тела, плодовитость, сопротивляемость инфекциям, также контролируются многими генами и проявляют непрерывную, количественную изменчивость. В медицинской генетике выделяют т.н. мультифакторные заболевания, которые нередко проявляются в форме слабых отклонений от нормы и диагностируются как болезнь, когда эти отклонения оказываются значительными. Такие заболевания можно рассматривать как различную выраженность неких количественных признаков (или признака), создающих предрасположенность к данному заболеванию.

В становлении сложных признаков большую роль играют условия среды, в которой развивается организм. Так, рост человека в основном обусловлен генетически, но при хорошем питании и хороших условиях жизни люди в среднем выше, чем в популяции с такими же генетическими данными, но находящейся в худших условиях. Подверженность туберкулезу и полиомиелиту определяется специфическими генами, но даже предрасположенные к ним люди не заболевают, если они не инфицированы соответствующими бактериями или вирусами. Уровень интеллекта тоже наследуется, но вклад среды в формирование подобных различий между людьми столь велик, что на самом деле мы должны больше говорить о социальных, нежели генетических, различиях (см . ИНТЕЛЛЕКТ).

Литература:

Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика , тт. 1–3, М., 1988
Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека , тт. 1–3, М., 1990



Стресс и недостаток материнской заботы в ранней жизни отражаются не только на самих детях, но и на последующих поколениях. Николай Кукушкин разбирает этот и другие случаи, когда приобретённые признаки, вопреки классическим представлениям о генетике, могут передаваться по наследству.

Крысиные ласки

Мыши, выросшие в неполной "семье", склонны к агрессии, выяснили ученые Грызуны, росшие без отцов, демонстрировали плохие способности устанавливать социальные связи, а также были более агрессивными по сравнению со сверстниками из нормальной группы.

Если вы думаете, что депутаты Госдумы, в последние годы особенно активно озаботившиеся психическим здоровьем детей, далеки от научной стороны вопроса, то вы их недооцениваете. Исследование учёных из университета Тафтс в США показывает , насколько важно изолировать детей от стресса и обеспечить материнской заботой. Крысы, выращенные в условиях социального конфликта и озабоченной посторонними проблемами матери, во взрослой жизни отличаются серьёзными эндокринными изменениями, повышенной агрессивностью и что самое интересное - ослабленным материнским инстинктом. И если на страже моральной стороны вопроса в нашей стране стоят бдительные законодатели, то нас более всего интересуют вопросы генетики. Недостаток заботы в одном поколении приводит к её последующему недостатку в следующем: чем не форма наследственности?

О бесполезности упражнений

В XIX веке научное сообщество всерьёз задумалось о фундаментальной проблеме биологии: проблеме происхождения видов. Оставив в стороне версию, изложенную в Библии - на протяжении тысячи лет однозначно самом авторитетном источнике знания - натуралисты задались вопросом: как происходит эволюция признаков, а с ними - и целых видов? Две точки зрения на этот вопрос обычно связывают с теориями Жана-Батиста Ламарка и Чарлза Дарвина. В основе гипотезы Ламарка лежит идея о наследуемости приобретённых признаков, то есть таких признаков, которые развились у организма в течение жизни. Модель Ламарка можно сформулировать так: «сначала - признак, потом - наследование». Классический (и порядком надоевший) пример - это формирование шеи у жирафа. По Ламарку, предкам жирафов приходилось всё время вытягивать шею, чтобы достать до верхних листьев на высоких деревьях. Такое «упражнение» шеи передавалось их потомкам, которые продолжали тянуться всё выше и выше - в результате через много поколений жирафы стали походить на башенный кран. Дарвин подходит к вопросу эволюции с другой стороны. Её можно сформулировать так: «сначала - наследование, потом - признак». По Дарвину, признаки формируются не целенаправленным упражнением, а естественным отбором. Упражнение шеи как таковое, по Дарвину, не может напрямую передаться потомству. Зато среди любой группы жирафов будут животные с шеей покороче, а будут - с шеей подлиннее. Последним достанется больше еды, а значит, они будут лучше выживать и размножаться - это и есть естественный отбор. Цикл, повторяясь много поколений, и приводит к формированию самых причудливых (и нелепых, если уж речь о жирафах) форм живого.

Трофим Лысенко и лысенковщина Советский агроном, биолог, академик Трофим Денисович Лысенко трижды был лауреатом Государственной премии СССР, удостоен звания Героя Социалистического Труда, награжден 8 орденами Ленина. Но его монополизм в биологии, подкрепленный протекцией Сталина, вызвал уничтожение целых научных школ и гибель многих ученых

В начале XX века стало понятно, что наследственная информация заложена в хромосомах (а внутри хромосом - в дезоксирибонуклеиновой кислоте), и были сформулированы базовые принципы генетики. Это привело к тому, что теория Дарвина единолично возобладала в научном сообществе, а интерес к ламаркизму сохранился только в историческом контексте. Действительно, с введением понятия гена ламаркизм стал абсурден: оттого, что вы будете возить компьютер по городу, у него не разовьётся система навигации. Все изменения должны начинаться с изменения самого «кода», то есть с генетических мутаций. Последняя печальная попытка отступить от этих принципов была предпринята в СССР 30-х гг. Уж очень привлекательной для идеологии того времени была идея о том, что признаки можно развивать целенаправленно, прямым воздействием на родительский организм, а не выбирая из вариантов, предлагаемых природой.

Не всё так просто

Итак, приобретённые признаки не передаются по наследству. Если вам сломают нос, у ваших детей он не будет кривым. И всё-таки имя Ламарка всё чаще и чаще всплывает в серьёзной научной литературе последних десяти лет. Конечно, никто не собирается отменять генетику и возвращаться к экспериментам лысенковцев. Но как и во многих подобных случаях, детальное изучение генома и механизмов наследования показало, что категорическое отрицание наследуемости приобретённых признаков не слишком дальновидно.

В XVII-XIX вв. раскопки уничтоженного извержением вулкана города Помпеи возродили интерес к античной культуре и отчасти дали толчок развитию неоклассицизма. Хотя примеры эпигенетических (буквально - «надгенетических») механизмов наследования были известны и раньше, настоящими Помпеями ламаркизма можно считать местечко Оверкаликс на севере Швеции. Его особенность состояла, во-первых, в относительной изолированности, а во-вторых, в исключительной дотошности его жителей. Начиная с XVI в., поколение за поколением они вели детальные записи о населении городка, их происхождении, причинах смерти, а также обо всём более-менее значительном, с ними происходившем: например, об урожаях и погодных условиях (и с тем, и с тем на севере Швеции в то время было не очень). В результате в распоряжении Ларса Бигрена, происходящего, как нетрудно догадаться, из самого Оверкаликса, и его коллег оказалась уникальная база данных, описывающая буквально всё, что происходило с целой человеческой популяцией на протяжении сотен лет.

Проделав колоссальную работу по анализу данных, учёные сопоставили смертность от диабета и сердечно-сосудистых заболеваний со статистикой урожаев и цен на еду. Казалось бы, всё предсказуемо: если мы слишком много едим, то больше болеем . Но результаты оказались гораздо интереснее. Выяснилось, что доступность еды в детском возрасте влияет не только на текущее, но и на последующие поколения. Причём влияет негативно. Другими словами, если ваш отец или даже дед выросли в условиях голода - ваши шансы развить диабет или атеросклероз значительно падают.

Здесь читаем, здесь - не читаем

Гены не играют определяющей роли в появлении левшей, выяснили ученые Британские ученые выяснили, что леворукость лишь незначительно зависит от генов. До сих пор многие ученые утверждали, что лево- или праворукость - наследуемая черта.

Оставив сами результаты эксперимента как пищу к размышлению для бабушек, зорко следящих за сытостью внуков, рассмотрим сам факт передачи «информации о голоде» по наследству. Налицо типичный ламаркизм: «упражнение» организма, «закалённого» голодом, передаётся по наследству и сохраняется по крайней мере в течение двух поколений. Разве это не противоречит генетике? На самом деле, «надгенетическое» наследование не противоречит, а дополняет представления о последовательности ДНК как носителе генетической информации. В случае с жителями Оверкаликса, как и в большинстве других «жизненных» примеров эпигенетического наследования, нам пока не известны конкретные механизмы, стоящие за наблюдаемыми явлениями. Но мы знаем о принципиальном существовании таких механизмов - многие из них подробно описаны на более простых, экспериментальных системах.

Наиболее известным способом передать признак по наследству в обход последовательности ДНК является её химическая модификация. Участки ДНК не равнозначны: какие-то из них считываются активно, какие-то - «молчат». Метилирование (то есть добавление небольшой химической группы из одного атома углерода и трёх атомов водорода) к одному из нуклеотидов ДНК может приводить к «выключению» гена, в состав которого входит этот нуклеотид. После деления клетки ДНК удваивается: каждая клетка наследует свою копию. Оказывается, в таких случаях может копироваться и «рисунок» метилирования! Наконец, метилирование может передаваться по наследству: метилирование ДНК зародыша будет «скопировано» с метилирования ДНК сперматозоида и яйцеклетки. Грубо говоря, помимо собственно генов мы можем наследовать информацию о том, какие гены работают, а какие - нет. Помимо метилирования существует масса других механизмов, но принципиально они схожи.

Патологическое стремление к похудению может быть заложено в генах Гены могут делать некоторых женщин более восприимчивыми к общественному прессингу по поводу форм женского тела, навязывающему худобу как стандарт красоты, установили ученые из США, труд которых опубликован в журнале International Journal of Eating Disorders.

Теперь представьте, что на метилирование ДНК может воздействовать среда. Это гораздо проще представить, чем прямое изменение средой последовательности ДНК. Например, голод в Оверкаликсе вызывает у его малолетних жителей повышенное выделение некоего гормона А. Этот гормон воздействует на клетки организма (в том числе на формирующиеся яйцеклетки или сперматозоиды) и вызывает в них производство фермента Б. Этот фермент, в свою очередь, либо метилирует, либо, наоборот, убирает метилирование с определённого набора генов, таким образом меняя распределение «включённых» и «выключенных» генов - а так как процесс происходит и в предшественниках половых клеток, он зафиксируется и в будущем потомстве оверкаликсских детей.

Физиология или психология

Конечно, далеко не всякий признак, передающийся из поколения в поколение, обеспечивается ДНК или её метилированием. Религиозность, например, тоже передаётся «по наследству», но это не значит, что это непременно должно объясняться изменениями, связанными с генами (хотя есть и такие данные). Однако границу между чисто физиологическими и чисто социальными формами «наследования» провести довольно сложно. В конечном итоге любую социальную или интеллектуальную активность можно свести к гормонам и нервным импульсам. В работе о недостатке материнской заботы у крыс происходили физиологические изменения, отражавшиеся в дальнейшем на их способности оказывать ту же материнскую заботу. Этот замкнутый круг мы склонны считать физиологическим у крыс, но в случае с человеком речь бы шла о «социальной депрессии», то есть о психологическом эффекте.

Похожие результаты были получены для алкоголя и ряда других психоактивных веществ. Важно подчеркнуть, что в этих работах после первичного воздействия токсина на организм матери или отца последующие поколения никогда не сталкивались с исследуемым веществом. Последствия, таким образом, сохранялись в потомстве независимо от прямого эффекта.

Другими словами, наследственность - это не только ДНК. Это абсолютно все качества и признаки, которые мы передаём своим детям, а они - своим, и неважно, в какой форме: генетической, эпигенетической или просто психологической. Поэтому будущим родителям, пожалуй, будет полезно иногда вспомнить Ламарка.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ , присущее всем живым существам свойство быть похожим на своих родителей. Однако особи каждого вида, будучи в целом схожими, все же различны и имеют свои, индивидуальные особенности (признаки ). Но и эти признаки наследуются - передаются от родителей к детям. Генетические основы наследственности и есть предмет настоящей статьи. НОСИТЕЛИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ДНК . Многоклеточные организмы, как здания, сложены из миллионов кирпичиков - клеток. Основным «строительным» материалом клетки являются белки. У каждого типа белка - своя функция: одни входят в состав клеточной оболочки, другие - создают защитный «чехол» для ДНК, третьи передают «инструкции» о том, как производить белки, четвертые регулируют работу клеток и органов, и т.д. Каждая молекула белка представляет собой цепочку из многих десятков, даже сотен звеньев - аминокислот ; такую цепь называют полипептидной . Сложные белки могут состоять из нескольких полипептидных цепей.

В процессе жизнедеятельности белки расходуются, и потому регулярно воспроизводятся в клетке. Их полипептидные цепи строятся последовательно - звено за звеном, и эта последовательность

закодирована в ДНК. ДНК - длинная двухцепочечная молекула; состоит из отдельных звеньев - нуклеотидов . Всего имеется четыре типа нуклеотидов, обозначаемых как А (аденин), Г (гуанин), Т (тимин), Ц (цитозин). Тройка нуклеотидов (триплет ) кодирует одну аминокислоту согласно т.н. генетическому коду . ДНК хранится в ядре клетки в виде нескольких «упаковок» - хромосом . Гены . Участок ДНК, в котором закодирована определенная полипептидная цепь, называется геном . Скажем, его фрагмент «TЦT ТГГ» кодирует аминокислотное звено: «серин-триптофан». Основная функция генов - поддержание жизнедеятельности организма путем производства белков в клетке, координация деления и взаимодействия клеток между собой.

Гены у разных индивидов даже одного вида могут различаться - в пределах, не нарушающих их функцию. Каждый ген может быть представлен одной или большим числом форм, называемых

аллелями . Все клетки организма, кроме половых клеток, содержат по два аллеля каждого гена; такие клетки называют диплоидными . Если два аллеля идентичны, то организм называют гомозиготным по этому гену; если аллели разные, то - гетерозиготным . Аллели эволюционно возникли и возникают как мутации - сбои в передаче ДНК от родителей к детям. Например, если бы в указанной выше нуклеотидной последовательности «TЦT ТГГ» третий нуклеотид, Т, ошибочно передался бы ребенку как Ц, то вместо родительского «серин-триптофан» он бы имел фрагмент белка «аланин-триптофан», поскольку триплет TЦЦ кодирует аминокислоту аланин. Аллели, прошедшие апробацию отбором (см . ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА), и образуют то наследственное разнообразие, которое мы сейчас наблюдаем, - от цвета кожи, глаз и волос до физиологических и эмоциональных реакций. Хромосомы . ДНК защищена от внешних воздействий «упаковкой» из белков и организована в хромосомы , находящиеся в ядре клетки. В хромосоме регулируется активность генов, их восстановление при радиационном, химическом или ином типе повреждений, а также их репликация (копирование) в ходе клеточных делений - митоза и мейоза (см . КЛЕТКА). Каждый вид растений и животных имеет определенное число хромосом. У диплоидных организмов оно парное, две хромосомы каждой пары называются гомологичными . Среди них различают половые (см. ниже ) и неполовые хромосомы, или аутосомы . Человек имеет 46 хромосом: 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом; при этом одна из хромосом каждой пары приходит от матери, а другая - от отца. Число хромосом у разных видов неодинаково. Например, у классического генетического объекта - плодовой мушки дрозофилы - их четыре пары. У некоторых видов хромосомные наборы состоят из сотен пар хромосом; однако количество хромосом в наборе не имеет прямой связи ни со сложностью строения организма, ни с его эволюционным положением.

Помимо ядра, ДНК содержится в митохондриях, а у растений - еще и в хлоропластах. Поэтому те гены, которые находятся в ядерной ДНК, называют

ядерными , а внеядерные, соответственно, митохондриальными и хлоропластными . Внеядерные гены контролируют часть энергетической системы клеток: гены митохондрий отвечают в основном за синтез ферментов реакций окисления, а гены хлоропластов - реакций фотосинтеза. Все остальные многочисленные функции и признаки организма определяются генами, находящимися в хромосомах. Передача генов потомству . Виды поддерживают свое существование сменой одних поколений другими. При этом возможны различные формы размножения: простое деление, как у одноклеточных организмов, вегетативное воспроизводство, как у многих растений, половое размножение, свойственное высшим животным и растениям (см . РАЗМНОЖЕНИЕ). Половое размножение осуществляется с помощью половых клеток - гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). Каждая гамета несет одинарный, или гаплоидный , набор хромосом, содержащий только по одному гомологу; у человека это 23 хромосомы. Соответственно, каждая гамета содержит только один аллель каждого гена. Половина гамет, производимых особью, несет один аллель, а половина - другой. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом - оплодотворении, - образуется одна диплоидная клетка, называемая зиготой . Из клеток, получающихся в результате митотических делений зиготы в процессе индивидуального развития (онтогенезе), формируется новый организм. В зависимости от того, какие аллели несет данная особь, у нее развиваются те или иные признаки. Отметим, что равновероятное распределение аллелей по гаметам было открыто Грегором Менделем в 1865 и известно как Первое правило Менделя. НАСЛЕДОВАНИЕ АУТОСОМНЫХ ПРИЗНАКОВ Рассмотрим такой признак, как группа крови. Имеется целый ряд типов, или систем, групп крови. Наиболее известна система AB0, по которой различают четыре основных группы: I, II, III и IV; эти группы обозначают также как 0, A, B и AB, поскольку различие между ними определяется тем, какой белок (антиген) присутствует в эритроцитах человека: A или B. Генетически система групп крови AB0 контролируется тремя аллелями: один аллель, обозначаемый A , контролирует синтез антигена A, другой аллель, B , - синтез антигена B, а третий аллель 0 - неактивный и не вызывает образования антигена. Соответственно синтезируемым антигенам и различают четыре группы крови, но им отвечают шесть генетических вариантов (генотипов): Аллель 0 проявляется фенотипически, т.е. как признак организма, только тогда, когда он оказывается в гомозиготном состоянии (00 ); этому соответствует первая группа крови, характеризующаяся отсутствием групповых антигенов. В гетерозиготном состоянии (генотипы A0 и B0 ) он никак не влияет на формируемый фенотип, который целиком определяется альтернативным аллелем (A или B ). Поэтому фенотипически генотипы A0 и AA тождественны: они характеризуются наличием антигена A и определяют вторую группу крови. Точно так же тождественны генотипы B0 и BB , определяющие третью группу, т.е. наличие антигена B.

В том случае, когда у гетерозиготной особи фенотипически проявляется только один аллель, говорят, что этот аллель

доминантный ; при этом другой аллель называется рецессивным . Для системы групп крови AB0, аллели A и B доминируют над аллелем 0 ; последний же рецессивен по отношению к ним. Если оба аллеля проявляются в фенотипе гетерозиготной особи, то говорят, что они кодоминантны . Так, аллели A и B кодоминантны по отношению друг к другу: в гетерозиготном состоянии (AB ) они определяют присутствие обоих антигенов, A и B, т.е. четвертую группу крови. Механизмы рецессивности и доминантности . Рецессивными часто бывают «дефектные» аллели, не способные производить соответствующий продукт (белок). Поэтому многие наследственные заболевания, обусловленные нехваткой или отсутствием какого-либо белка или фермента, передаются как рецессивный признак: ими страдают только лица гомозиготные по дефектному аллелю. Доминантные болезни чаще всего вызываются аллелями, кодирующими измененные полипептидные цепи. Последние, входя в состав белка, нарушают его пространственную структуру и функциональную активность. Доминантным заболеваниям подвержены лица гетерозиготные по дефектному аллелю. В гомозиготном состоянии доминантные аллели, как правило, летальны. Расщепление признака в потомстве гетерозигот . У индивидов, гомозиготных по данному гену, все гаметы несут один и тот же его аллель. Среди гамет, производимых гетерозиготной особью, половина несет один аллель, а половина - другой. Знак «плюс» в следующей таблице показывает, какие гаметы производятся разными индивидами по локусу системы групп крови AB0.

Группа крови
Генотип индивида
Продуцируе - мые гаметы

Из этой таблицы видно, что люди со второй и третьей группами крови продуцируют разные гаметы в зависимости от того, гомозиготны они или гетерозиготны. Из таблицы также видно, какой генотип ожидается у детей от родителей с теми или иными группами крови. Если оба родители гомозиготны, то все их дети будут одинаковой группы. Например, родители с первой группой крови образуют гаметы, несущие только аллель 0 , поэтому у их детей может быть только первая группа. Если мать имеет вторую, а отец третью группу крови и при этом они гомозиготны, т.е. их генотип, соответственно, АА и ВВ , то дети могут иметь только четвертую группу крови (АВ).

Если же один или оба родителя гетерозиготны, то наблюдается т.н.

расщепление признака в потомстве, вытекающее из сформулированного выше Первого правила Менделя и проявляющееся в том, что у детей могут появиться признаки, отсутствующие у родителей. Так, если бы в вышеприведенном примере мать была гетерозиготна, то она производила бы яйцеклетки двух типов - с аллелем A и с аллелем 0 . При этом у нее может равновероятно родиться ребенок с третьей либо с четвертой группой крови (генотипа B0 или AB , соответственно). Таким образом, при генотипе матери А0 и отца ВВ дети не могут иметь группу крови матери; их группа крови будет либо такой же, как у отца, либо такой, какая не свойственна ни отцу, ни матери.

Если оба родителя гетерозиготны, то разнообразие генотипов среди детей еще выше. Например, если отец и мать имеют вторую группу крови и генотип их

A0 , то генотип и группа крови их ребенка зависит от того, какая именно яйцеклетка созрела и каким сперматозоидом она будет оплодотворена. Поскольку в данном примере каждый из родителей производит гаметы A и 0 , то генотип их ребенка может быть AA , A0 или 00 , а согласно теории вероятностей шансы получить их распределяются как 1:2:1. Поскольку первые два генотипа определяют одну и ту же группу крови, то по признаку «группа крови» шансы иметь ребенка с первой или второй группой крови будут 1:3 (эти соотношения в потомстве гетерозиготных родителей были открыты Менделем). И наконец, если бы мать имела вторую, а отец третью группу крови и оба они были бы гетерозиготными, то с равной вероятностью у них мог бы родиться ребенок с любой группой крови. Наследование сцепленных признаков . К настоящему времени составлены подробные карты генов для многих видов растений, животных и человека, из которых можно видеть, какие из генов на какой хромосоме находятся. Знание карты генов позволяет предсказать поведение нескольких признаков в потомстве. Если разные признаки определяются генами, расположенными в негомологичных хромосомах, то они наследуются независимо друг от друга, поскольку в процессе мейотического деления негомологичные хромосомы (а значит и аллели разных генов) расходятся по гаметам случайно (см . ГЕНЕТИКА) . Последнее известно как Второе правило Менделя. Например, такой признак, как альбинизм, связан с отсутствием меланина, синтез которого контролируется геном, расположенным в 11-й хромосоме. Следовательно, вероятность того, что у супругов-альбиносов будет ребенок-альбинос, не связана с вероятностью иметь определенную группу крови системы AB0, поскольку последняя определяется геном, находящимся в иной, негомологичной, 9-й хромосоме. Поэтому, если один или оба родителя имеют дефектные аллели, расположенные на разных хромосомах и вызывающие два разных заболевания, то вероятность того, что ребенок получит оба дефектных аллеля, будет равна произведению вероятностей получить каждый из этих аллелей в отдельности.

Ситуация иная, если оба гена находятся в одной хромосоме, т.е.

сцеплены . Например, на 2-й хромосоме человека имеется ген системы групп крови MN с двумя кодоминантными аллелями M и N . Близко к нему располагается другой ген, с доминантным аллелем S и рецессивным s , определяющий систему групп крови Ss. В зависимости от расположения этих аллелей на гомологичных хромосомах, будет наблюдаться различное распределение генотипов в гаметах и у потомков от гетерозиготных родителей. Действительно, если генотип матери MNSs , то ее хромосомная структура по этим двум генам может быть одного из двух типов: В первом случае продуцируются яйцеклетки и , а во втором - и . Пусть отец будет гомозиготным по обоим генам и имеет генотип MMss . Тогда в первом случае их дети могут иметь генотип MMSs и MNss , в то время как во втором случае возможные генотипы детей иные: MMss и MNSs . Рекомбинация сцепленных генов . В мейозе происходит событие, называемое кроссинговером , в ходе которого гомологичные хромосомы могут обменяться своими участками. Например, в рассмотренном выше примере, участок обмена может оказаться между генами систем MN и Ss: В результате обмена происходит т.н. рекомбинация генов и получаются кроссоверные гаметы и . Рекомбинация может произойти, а может не произойти в данном мейозе. Чем ближе гены располагаются на хромосоме, тем теснее их сцепление и тем реже она происходит. В частности, гены систем MN и Ss так тесно сцеплены, что их рекомбинация случается чрезвычайно редко, и в приближенных расчетах ею можно пренебречь. В общем случае вероятность, или частота , рекомбинации довольно значительна. Ее величина (R ) находится между 0 (полное сцепление) и 0,5 (несцепленные гены) и является мерой генетического расстояния между генами на хромосоме; однако она не тождественна физическому расстоянию между генами, поскольку кроссинговер идет с разной интенсивностью в разных участках одной и той же хромосомы. Частота каждой из кроссоверных гамет равна R /2 . Поскольку кроссинговер может и не произойти (с вероятностью 1- R ), то данный индивид производит помимо кроссоверных еще и некроссоверные гаметы: и . Частота каждой из них среди всех гамет данного индивида равна (1- R )/2. Вернемся к приведенному выше примеру, где мать имеет генотип MNSs с хромосомной структурой. , а отец - генотип MMss. С учетом рекомбинации, возможными генотипами их детей будут не только MMSs и MNss , но и MMss и MNSs . Однако их вероятности не одинаковы, как было бы в случае отсутствия сцепления, а равны 1- R для первых двух генотипов и R для остальных двух. НАСЛЕДОВАНИЕ ПОЛА И СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ ПРИЗНАКОВ Наследование пола . Пол особи - это сложный признак, формируемый как действием генов, так и условиями развития. У человека одна из 23 пар хромосом - половые хромосомы, обозначаемые как X и Y . Женщины - гомогаметный пол, т.е. имеют две X -хромосомы, одну - полученную от матери, а другую - от отца. Мужчины - гетерогаметный пол, имеют одну X - одну Y -хромосому, причем X передается от матери, а Y - от отца. Заметим, что гетерогаметный пол не всегда обязательно мужской; например, у птиц это самки, в то время как самцы гомогаметны. Имеются и другие механизмы детерминации пола. Так, у ряда насекомых Y -хромосома отсутствует. При этом один из полов развивается при наличии двух X -хромосом, а другой - при наличии одной X -хромосомы. У некоторых насекомых пол определяется соотношением числа аутосом и половых хромосом. У ряда животных может происходить т.н. переопределение пола , когда в зависимости от факторов внешней среды зигота развивается либо в самку, либо в самца. Развитие пола у растений имеет столь же разнообразные генетические механизмы, как и у животных.

Отклонение от баланса половых хромосом, приводит к патологии, подобно тому как и отклонение от нормального числа аутосом также приводит к тяжелым болезням

(см . ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ). Однако следует иметь в виду, что формирование пола и нормальных половых признаков - сложный физиологический процесс, в который вовлечены гены не только половых хромосом, но и аутосом. Гормональные и другие физиологические нарушения могут приводить к тому, что из «мужской» зиготы XY развивается внешне почти нормальная женщина, но с определенными мужскими признаками - по типу волосяного покрова, структуре мышц, тембру голоса и др. - и имеющая вместо матки недоразвитые семенники, что делает ее бесплодной. Возможно и обратное, когда при наличии генотипа XX индивид развивается с вторичными половыми признаками мужского пола. Подобные отклонения встречаются не только у человека, но и у других видов.

Генетическая детерминация пола, определяемая набором половых хромосом, поддерживает равное воспроизводство самок и самцов. Действительно, женские яйцеклетки содержат только

X -хромосому, поскольку женщины имеют генотип XX по половым хромосомам. Генотип же мужчин - XY , и потому рождение девочки или мальчика в каждом конкретном случае определяется тем, несет ли спермий X - или Y -хромосому. Поскольку же в процессе мейоза хромосомы имеют равные шансы попасть в гамету, то половина гамет, производимых индивидами мужского пола, содержит X -, а половина - Y -хромосому. Поэтому половина потомков ожидается одного пола, а половина - другого.

Следует подчеркнуть, что предсказать заранее рождение мальчика или девочки невозможно, поскольку невозможно предугадать, какая мужская половая клетка будет участвовать в оплодотворении яйцеклетки: несущая

X - или Y -хромосому. Поэтому наличие большего или меньшего числа мальчиков в семье - дело случая:
Теоретически возможна избирательная элиминация спермиев с X - или Y -хромосомой, приводящая к разным вероятностям рождения мальчиков или девочек в каких-то семьях; однако в среднем эта вероятность остается близкой к 0,5. Признаки , сцепленные с X -хромосомой . Если ген находится в половой хромосоме (его называют сцепленным с полом ), то проявление его у потомков следует иным, чем для аутосомых генов, правилам. Рассмотрим гены, находящиеся в X -хромосоме. Дочь наследует две X -хромосомы: одну - от матери, а другую - от отца. Сын же имеет только одну X -хромосому - от матери; от отца же он получает Y -хромосому. Поэтому отец передает гены, имеющиеся в его X -хромосоме, только своей дочери, сын же их получить не может. Поскольку X -хромосома более «богата» генами по сравнению с Y -хромосомой, то в этом смысле дочь генетически более схожа с отцом, чем сын; сын же более схож с матерью, чем с отцом.

Один из исторически наиболее известных сцепленных с полом признаков у человека - это гемофилия, приводящая к тяжелым кровотечениям при малейших порезах и обширным гематомам при ушибах. Она вызывается рецессивным дефектным аллелем

0 , блокирующим синтез белка, необходимого для свертывания крови. Ген этого белка локализован в Х -хромосоме. Гетерозиготная женщина + 0 (+ означает нормальный активный аллель, доминантный по отношению к аллелю гемофилии 0 ) не заболевает гемофилией, и ее дочери тоже, если у отца нет этой патологии. Однако ее сын может получить аллель 0 , и тогда у него развивается гемофилия.

Гемофилией был поражен царевич Алексей, сын императора России Николая II. Его мать, царица Александра Федоровна, была гетерозиготна по этому аллелю и унаследовала его от своей матери Алисы, которая, в свою очередь, получила его от прабабушки царевича Алексея, английской королевы Виктории:

В гетерозиготном состоянии ген гемофилии не проявляется, и поэтому женщины в королевских семьях Европы не страдали гемофилией. Однако многие принцы - потомки королевы Виктории (мутация произошла, по-видимому, именно у нее) получили этот ген и были поражены гемофилией. Вероятность того, что царевич Алексей мог получить дефектный аллель 0 от матери была равна 1 / 2; с той же вероятностью он мог получить от нее нормальный аллель. Осуществись второе из этих равновероятных событий в образовании гамет, и сценарий судьбы императорской четы выглядел бы иначе. Рецессивные заболевания, вызываемые генами X -хромосомы, намного реже поражают женщин, чем мужчин, поскольку у них заболевание проявляется только при гомозиготности - наличии рецессивного аллеля в каждой из двух гомологичных X -хромосом; мужчины заболевают во всех случаях, когда их единственная X -хромосома несет дефектный аллель. Количественно это следует из соотношений Харди - Вайнберга (см . ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА). Пусть q означает частоту рецессивного аллеля в популяции, т.е. долю X - хромосом, несущих этот аллель. Доля мужчин, имеющих данный аллель и подверженных вызываемой им болезни, равна q . В то же время доля больных женщин равна частоте гомозигот, т.е. q 2 . Следовательно, число мужчин, больных рецессивным сцепленным с X -хромосомой заболеванием, в 1/ q больше, чем число больных женщин. Например, если частота расположенного в X -хромосоме аллеля, вызывающего дальтонизм (неспособность различать цвета), равна 0,05 (т.е. дальтонизм имеется у 5% мужчин), то число дальтоников-мужчин в 20 раз больше, чем дальтоников-женщин. Пример сцепленного с полом кодоминантного наследования - рыжая окраска домашней кошки, определяемая аллелем у . В гетерозиготном состоянии активными являются оба аллеля (нормальный и у ), и поэтому местами шерсть кошки имеет обычную окраску, а местами рыжую. Гомозиготные кошки - целиком рыжие (за исключением возможных белых пятен, вызываемых другим геном, блокирующим синтез пигментов). Самцы же не могут быть частично рыжими; они либо нерыжие, либо целиком рыжие (с возможными белыми пятнами). Исходя из тех же рассуждений, что и абзацем выше, можно было бы заключить, что целиком рыжие коты встречаются гораздо чаще, чем полностью рыжие гомозиготные кошки: частоты их в популяции, соответственно, q и q 2 , где q - частота «рыжего» аллеля y . Однако в случаях кодоминантного наследования эти рассуждения неприменимы. На самом деле кошки с наличием рыжего цвета (как полностью, так и частично) встречаются гораздо чаще, чем рыжие коты: их частота равна сумме частот гомо- и гетерозигот: q 2 + 2 q (1 - q ) = 2 q - q 2 . Например, если частота «рыжего» аллеля равна 0,05, то чисто рыжих кошек должно быть 0,25%, рыжих котов - 5%, а кошек с рыжими пятнами - почти 10%.

Хромосомные перестройки иногда приводят к тому, что фрагмент одной хромосомы «отламывается» и присоединяется к другой хромосоме. Это может произойти и с половыми хромосомами. Так, например, изредка встречаются коты с частично рыжей окраской; это обусловлено тем, что часть

X -хромосомы, несущей аллель y , присоединились к Y -хромосоме. В результате по этому локусу наследование осуществляется так же, как и аутосомных генов, т.е. коты с указанным хромосомным нарушением тоже могут быть гетерозиготными, а потому частично рыжими. Однако поломка хромосом приводит к патологиям, в данном случае - глухоте и бесплодию. Это было подмечено давно и выражено во фразе «трехцветные коты глухие». Под третьим цветом здесь понимаются белые пятна. Однако этой патологией страдают и «двуцветные», частично рыжие без белых пятен коты (не путать рыжий цвет с коричневым, который вызывается другим, аутосомным, геном и распространен в ряде пород кошек). Сцепление с Y - хромосомой . Сведения о генах, находящихся в Y -хромосоме, весьма скудны. Предполагается, что она практически не несет генов, обусловливающих синтез белков, необходимых для функционирования клетки. Но она играет ключевую роль в развитии мужского фенотипа. Отсутствие Y -хромосомы при наличии только одной X -хромосомы приводит к т.н. синдрому Тернера: развитию женского фенотипа с плохо развитыми первичными и вторичными половыми признаками и другими отклонениями от нормы. Встречаются мужчины с добавочной Y -хромосомой (XYY ); они высокого роста, агрессивны и нередко аномального поведения. В Y -хромосоме выявлено несколько генов, ответственных за регуляцию синтеза специфических ферментов и гормонов, и нарушения в них приводят к патологиям полового развития. Имеется ряд морфологических признаков, которые, как полагают, определяются генами Y -хромосомы; среди них - развитие волосяного покрова ушей. Подобного рода признаки передаются только по мужской линии: от отца к сыну. НАСЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ПРИЗНАКОВ Мы рассмотрели правила передачи признака потомству в случае, когда он определяется одним геном. Они справедливы для всех организмов, но тем не менее являются лишь основой для понимания того, как наследуются свойства организма. Дело в том, что многие признаки определяются двумя или большим числом генов. Аллели каждого из этих генов наследуются так, как описано выше. Однако характер наследования признака, который они определяют, зависит от взаимодействия этих аллелей и может быть очень сложным.

Рассмотрим в качестве примера окраску. Окраска шерсти у животных или цветка у растений определяется типом пигмента, его распределением по волосу, перу или лепесткам, пространственным распределением по-разному пигментированных структур и т.д. Все эти частные свойства контролируются разными генами, а в совокупности они все и определяют то, что мы называем окраской.

Например, окраска такого детально изученного экспериментального животного, как мышь, детерминируется по меньшей мере пятью генами. Обычная окраска мыши - серая. Однако сам волос не может быть серым, пигмента такого цвета нет. На самом деле у такой мыши синтезируется и мигрирует в волос черный пигмент, но черная пигментация основания и кончика волоса прерывается желтым кольцом, в котором находится желтый пигмент. Такая окраска называется «агути», именно она и делает мышь «серой». Желтая полоса контролируется геном агути, A, аллель

A которого контролирует образование желтой полосы. Рецессивный аллель этого гена, a , блокирует поступление желтого пигмента в волос и обусловливает в гомозиготном состоянии черную окраску мыши. Другой ген, B, контролирует синтез пигментов: доминантный аллель B вызывает образование черного, а рецессивный аллель b коричневого пигмента. В результате, мышь, имеющая оба доминантных аллеля, A и B , - это обычная «серая мышь», а мышь aa и с аллелем B - черная. Однако мышь гомозиготная по второму гену, т.е. bb , и с аллелем A имеет окраску цвета корицы (комбинация коричневого волоса и желтого кольца агути). Мышь же гомозиготная по обоим генам, aabb , полностью коричневая. Имеется ген C, рецессивный аллель которого может прерывать синтез пигментов, и гомозиготная по этому аллелю мышь - белая (альбинос). Ген D контролирует количество пигмента в волосе, так что воспринимаемые глазом различия в интенсивности окраски (например, от светло- до темнокоричневого), определяются различными аллелями этого гена. Ген S детерминирует распределение пигментов по телу и может приводить к пятнистой окраске. Аналогичные гены описаны и у других млекопитающих: домашней кошки, лошади, пушных зверей. Окраска оперения у птиц, надкрылий у жуков, цветка у растений тоже контролируются многими генами; разнообразие сочетаний различных аллелей и определяет то разноцветье, что мы видим в природе.

Многие сложные признаки имеют количественную природу, т.е. степень их выраженности бывает разной и может быть измерена. Например, активность фермента измеряется скоростью катализируемой им реакции, т.е. количеством вещества, подвергшегося превращению в единицу времени. Этот показатель зависит от физико-химических свойств фермента, которые, в свою очередь, определяются его пространственной структурой, а в конечном итоге - генами, контролирующими синтез составляющих его полипептидных цепей. Различные аллели каждого из этих генов могут по-разному влиять на конечный (самый важный) признак - активность фермента, образуя почти непрерывный ряд: от слабой активности до очень высокой. Более того, влияние этих аллелей сказывается и на других, не менее важных свойствах, таких, например, как стабильность работы белка при низкой или высокой температуре, пониженной или повышенной кислотности, нехватке или избытке субстрата. Различная интенсивность работы сотен ферментов и белковых гормонов, вызванная различием в аллельном составе, ведет к различиям между особями в росте и развитии, в способности усваивать пищу, переносить нехватку кислорода, перепады температуры и другие изменения условий среды.

Целый ряд признаков, в частности рост, размеры тела, плодовитость, сопротивляемость инфекциям, также контролируются многими генами и проявляют непрерывную, количественную изменчивость. В медицинской генетике выделяют т.н.

мультифакторные заболевания, которые нередко проявляются в форме слабых отклонений от нормы и диагностируются как болезнь, когда эти отклонения оказываются значительными. Такие заболевания можно рассматривать как различную выраженность неких количественных признаков (или признака), создающих предрасположенность к данному заболеванию.

В становлении сложных признаков большую роль играют условия среды, в которой развивается организм. Так, рост человека в основном обусловлен генетически, но при хорошем питании и хороших условиях жизни люди в среднем выше, чем в популяции с такими же генетическими данными, но находящейся в худших условиях. Подверженность туберкулезу и полиомиелиту определяется специфическими генами, но даже предрасположенные к ним люди не заболевают, если они не инфицированы соответствующими бактериями или вирусами. Уровень интеллекта тоже наследуется, но вклад среды в формирование подобных различий между людьми столь велик, что на самом деле мы должны больше говорить о социальных, нежели генетических, различиях

(см . ИНТЕЛЛЕКТ). ЛИТЕРАТУРА Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика , тт. 1-3, М., 1988
Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека , тт. 1-3, М., 1990

 

Возможно, будет полезно почитать:

• Какой знак зодиака идеально подходит для семейной жизни ;
• Самый лучший семьянин по знаку зодиака - кто он? ;
• – все характеристики и описания ;
• О гражданской войне кратко ;
• Талисманы для обретения любви ;
• Как приготовить мидии в ракушках ;
• Лучшие рецепты приготовления жульена с грибами ;
• Что делать с хурмой если она вяжет ;