Nasleđivanje vezano za polne hromozome

Nasleđivanje vezano za polne hromozome (X i Y) čoveka koji imaju značajnu ulogu u determinaciji pola.

Nasleđivanje polnih hromozoma kod ljudi

U kariotipu čoveka nalazi se, pored 22 para telesnih, homologih hromozoma i par hromozoma označenih kao polni hromozomi ili gonozomi , jer sadrže gene za determinaciju i funkciju pola. Kod žena su polni hromozomi slični (homologi) i označavaju se kao XX, dok muškarci imaju par nehomologih (heteromorfnih) hromozoma X i Y.

Ženski pol je homogametan jer stvara samo jedan tip jajnih ćelija (prema tome koji polni hromozom imaju), odnosno, sve jajne ćelije imaju X hromozomom.

Muški pol je heterogametan i stvara dva tipa gameta sa podejdnakom verovatnoćom (po 50% svaki tip):

• X-spermatozoide (ženski spermatozoidi)i
• Y-spermatozoide (muški spermatozoidi).

Verovatnoća spajanja sa jajnom ćelijom je ista za oba tipa spermatozoida pa je zbog toga odnos polova 1 : 1 ( u populaciji je jednak broj muškaraca i žena)- vidi shemu :

P: XX x XY F1: XX, XX, XY,XY

Prisutnost Y hromozoma određuje muški pol bez obzira na broj X hromozoma pa tako i osobe sa aberacijom XXXXXY su muškog pola. O ženskom polu ne odlučuju dva X hromozoma nego odsustvo Y hromozoma. Tako osobe sa Tarnerovim sindromom nemaju jajnike (za razviće jajnika su potrebna dva X hromozoma), ali imaju sve druge polne organe i ženski izgled. Dakle, oba pola i kćerke i sinovi dobijaju po jedan X hromozom od majki. Kćerke drugi X hromozom dobijaju od oca, a sinovi od oca dobijaju Y hromozom.

Nasleđivanje vezano za X hromozom

U zavisnosti od toga da li je mutirani gen, koji determiniše oboljenje, recesivan ili dominantan razlikuju se recesivno i dominantno nasleđivanje vezano za X hromozom.

Recesivno nasleđivanje vezano za X hromozom

Oboljenje, koje izaziva recesivan mutirani alel smešten na X hromozomu, ispoljiće se kada se taj alel nađe u homozigotnom stanju kod žena ili u hemizigotnom stanju kod muškaraca. Geni na X hromozomu muškarca su u hemizigotnom stanju jer na Y xromozomu ne postoje odgovarajući aleli, odnosno geni na X hromozomu muškarca nisu u paru, kao kod žene, već su pojedinačni. Zbog toga muškarci češće oboljevaju od žena od bolesti uzrokovanih recesivnom mutacijom na X hromozomu. Žene pored mutiranog najčešće sadrže i normalan alel pa se bolest kod njih ispoljava samo kada su na oba X hromzoma mutirani aleli, što je veoma retko.

Oboleli muškarac ima genotip označen sa X*Y, gde je X* hromozom koji nosi recesivnu mutaciju, a zdrav muškarac je bez mutacije na X hromozomu (genotip XY). Obolela žena je genotipa X*X*, a zdrava žena je homozigot (XX) ili heterozigotni prenosilac (X*X).

Osnovna pravila ovog nasleđivanja objasnićemo na nekoliko primera ukrštanja.

Pr.1 – Brak obolele žene i zdravog muškarca rezultiraće svim obolelim sinovima i svim zdravim kćerkama koje su heterozigotni prenosioci ( imaju jedan očev X i jedan majčin X* hromozom) :

P : X*X* x XY bolesna majka > bolesni sinovi F1 : X*X, X*X, X*Y, X*Y

Pr.2 – Brak između zdrave žene i bolesnog muškarca – sva su deca zdrava, kćerke su heterozigotni prenosioci :

P : XX x X*Y bolestan otac > deca zdrava F1 : XX*, XX*, XY, XY

Pr.3 – Brak između zdrave majke koja je heterozigotni prenosilac i bolesnog muškarca –javljaju se obolela i zdrava deca u odnosu 1:1; od toga je među kćerkam odnos 1 : 1 ( zdrave : obolele),a isto važi i za sinove

P : XX* x X*Y otac oboleo, majka heterozigotni prenosilac>50% obolele dece F1 : XX*, XY, X*X*, X*Y

Iz ovih navedenih primera može se zaključiti da :

• sinovi od oca ne mogu naslediti oboljenje uslovljeno recesivnom mutacijom gena na X hromozomu, zato što od oca dobijaju Y hromozom
• bolesna majka svoje X* hromozome predaje kako kćerima tako i sinovima pri čemu sinovi oboljevaju, a kćerke ne jer imaju još jedan X hromozom sa normalnim genom
• da bi žensko dete obolelo potrebno je da oba roditelja imaju X hromozom sa mutacijom

Bolesti koje se ovako nasleđuju su:

• hemofilija A i B ( nedostatak nekog od faktora koagulacije dovodi do nesposobnosti zgrušavanja krvi)
• Duchenneova mišićna distrofija, koja je najčešća mišićna distrofija i od koje muške osobe umiru u kasnom puberteu ili ranim dvadesetim godinama
• daltonizam (slepilo za boje); razlikuju se dva osnovna tipa daltonizma : totalni i delimični; kod totalnog ne zapaža se ni jedna boja, vidi se samo crno i belo u različitim jačinama; kod delimičnog se ne uočava jedna boja (zelena, crvena ili plava).

Oba oboljenja se sa mnogo većom učestalošću javljaju kod muškaraca nego kod žena.

Fenomen lajonizacije

U kliničkoj praksi je poznato nekoliko slučajeva da su heterozigotne žene za gen za hemofiliju imale fenotip kao obolele osobe. S obzirom da se radi o recesivnom alelu to je na prvi pogled izgledalo nemoguće. Međutim, utvrđeno je da takve žene u većini svojih ćelija imaju neaktivan X hromozom koji nosi normalan alel (XH) pa je onda kod njih došao do izražaja recesivan mutirani alel (Xh) što je uslovilo pojavu hemofilije. Fenomen je dobio naziv po naučnici M. Lajon.

Dominantno nasleđivanje vezano za X hromozom

Dominantne mutacije na X hromozomu su retke. Žene od ovih oboljenja oboljevaju dva puta češće (imaju dva X hromozoma) od muškaraca.

Heterozigotne žene imaju fenotip koji varira od bolesnog do normalnog u zavisnosti od inaktivacije X hromozoma.Homozigotna majka (X*X*) predaje svoj X* hromozom sa dominantnom mutacijom svim potomcima (vidi pr.1). Heterozigotna majka (X*X) polovini svojih potomaka(vidi pr.2). Oboleli otac (X*Y) daje svoj X* hromozom samo kćerkama (vidi pr.3), ali ne i sinovima. Zbog toga u porodicama gde je prisutan poremećaj koji se ovako nasleđuje, postoji povećan broj aficiranih osoba ženskog pola i nema prenošenja sa oca na sina.

pr.1 P : X*X* x XY F1 : X*X, X*X, X*Y, X*Y svi bolesni

pr. 2 P : X*X x XY F1: X*X, X*Y, XX, XY bolesno 50% dece

pr. 3P : XX x X*Y F1 : X*X, X*X, XY, XY bolesne kćeri

Bolesti

Bolesti izazvane dominantnom mutacijom na X hromozomu su mnogo ređe od onih koje izaziva recesivna mutacija:

• rahitis rezistentan na vitamin D, kod ovog oblika rahitisa bolest se javlja čak i kada se unosi dovoljno vitamina D;
• Charot-Marie-Tooth bolest koja predstavlja naslednu motornu i senzornu neuropatiju.

Holandrično nasleđivanje

Na Y hromozomu se nalaze geni koje nemaju svoje homologe parnjake na X hromozomu. zato se ti geni ispoljavaju na fenotip bez obzira da li su recesivni ili dominantni. Osobine ili poremećaji, bolesti određene genima smeštenim na Y hromozomu su mnogo ređe. Prenose se samo sa očeva na sinove, kao npr. dlakavost ušiju.

Cockayne (1737) je prvi opisao bolest nazvanu koža sa krljuštima (Ichthyosis hystrix gravior) koja se manifestuje u ljuštenju kože i za koju se smatralo da se nasleđuje holandrično. Danas se za ovu bolest zna da se nasleđuje autozomno - dominantno.

Na Y hromozomu muškarca, prema savremenim istraživanjima, nalazi se više od 20 gena, nazvanih holandrični geni. Smešeteni su u delu Y hromozoma (čini oko 95% tog hromozoma) koji se ne razmenjuje prilikom krosing-overa sa X hromozomom.

Ranije se smatralo da se ovako nasleđuju neke neobične osobine ljudi poput dlakavosti kože, dlakavost ušiju i prisustvo opne koja spaja prste na nogama. Međutim, ako izuzmemo dlakavost ušiju, za ostale osobine nije potvrđeno da se nasleđuju vezano za Y hromozom.

Holandrični geni učestvuju u kontroli:

• spermatogeneze u testisima
• rasta embriona
• visine muškarca koju uslovljava tzv. GCY gen (od engl. growth control Y) smešten na samom kraju dugog kraka
• razvića zuba, debljine njihove gleđi i dentina.

Literatura

• Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
• Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
• Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
• Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
• Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
• Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
• Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
• Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
• Lazarević, M: Ogledi iz medicinske genetike, beograd, 1986.
• Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.

Snežana Trifunović, dipl. biolog