Кроссинговер при наследовании заболеваний у человека


Эссенциальная пентозурия. Альбинизм

Задача 141.
Эссенциальная пентозурия1 наследуется как рецессивный признак. Ген, отвечающий за ее развитие, находится в 14-ой хромосоме человека на расстоянии 6 сантиморганид от гена, обеспечивающего развитие альбинизма. У фенотипически здоровых родителей первый ребенок - альбинос, а у второго обнаружена пентозурия. Определить вероятность рождения фенотипически здорового ребенка, если известно, что дефектные гены у родителей находятся в разных хромосомах.
Решение:
L - нормальное содержание L-ксилулозы в моче;
l - эссенциальная пентозурия (повышенное содержание в моче  L-ксилулозы);
А - нормальная выработка пигмента;
а - альбинизм;
SLA 6 сантиморганид (морганид).

Так как у фенотипически здоровых родителей первый ребенок - альбинос, а у второго обнаружена пентозурия, это возможно, если ген (a) и ген (l) присутствовали у обоих здоровых родителей и, учитывая, что дефектные гены у родителей находятся в разных хромосомах генотип обоих родителей, их генотипы имеют вид: Lа||lА.

Расстояние между генами 6 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 6%. Гаметы некроссоверные: Lа| и lА|; их соотношение [(100% - 6%) : 2 = 47%] по 47%. Кроссоверные гаметы: *LА| и *la|, их соотношение [6 : 2 = 3%] по 3%.
Значит, женщина и мужчина будут иметь следующий набор гамет: Lа| - 47%; lА| - 47%; *LА| и *la| по 3%.

Схема скрещивания
Р: Lа||lА     х    Lа||lА
Г: Lа|; lА|        Lа|; lА|
      некроссоверные гаметы  
   *LА|; *lа|      *LА|; *lа|
      кроссоверные гаметы
F1: 1Lа||La - 23,5%; 2Lа||lA - 47%; 1lA||lA - 23,5%; 2*LA||La - 1%; 2*La||la - 1%; 2*LA||lA - 1%; 1*LA||LA - 0,5%; 2*LA||la - 1%; 2*lA||la - 1%;
1*la||la - 0,5%.
Наблюдается 10 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1:2:2:2:1:2:2:1.
Фенотип:
1Lа||La - нормальная моча, альбинизм - 23,5%; 
Lа||lA - фенотипически здоровый ребенок - 47%;
lA||lA - больной пентозурией, нормальная пигментация - 23,5%; 
*LA||La - фенотипически здоровый ребенок  - 1%; 
*La||la - нормальная моча, альбинос - 1%; 
*LA||lA - фенотипически здоровый ребенок - 1%; 
*LA||LA - фенотипически здоровый ребенок - 0,5%; 
*LA||la - фенотипически здоровый ребенок - 1%; 
*lA||la - больной пентозурией, нормальная пигментация - 1%; 
*la||la - больной пентозурией, альбинос - 0,5%.
Наблюдаемый фенотип:
фенотипически здоровый ребенок - 50,5%;
больной пентозурией, нормальная пигментация - 24,5%; 
нормальная моча, альбинос - 24,5%; 
больной пентозурией, альбинос - 0,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 50,5% : 24,5% : 24,5% : 0,5%.

Таким образом, в данном браке вероятность рождения фенотипически здорового ребенка составляет 50,5%.
 


Болезнь Штаргардта и глазной альбинизм 


Задача 142.
Болезнь Штаргардта (дегенерация желтого пятна, приводящая к ранней слепоте) наследуется по доминантному типу, а глазной альбинизм - по рецессивному. Оба гена обнаруживаются в длинном плече шестой хромосомы на расстоянии 5 сантиморганид друг от друга. Определить вероятность рождения ребенка без патологии у супружеской пары, если известно, что отец имеет глазной альбинизм, а у матери диагностирована болезнь Штаргардта, которую она унаследовала от отца.
Решение:
А - дегенерация желтого пятна;
а - нормальное развитие желтого пятна;
В - нормальная пигментация глаза;
b - глазной альбинизм;
SAB = 5 сантиморганид
Так как отец у отца отсутствует болезнь Штаргардта, но он имеет глазной альбинизм, то его генотип ab||ab. У матери диагностирована болезнь Штаргардта, которую она унаследовала от отца, нормальная пигментация глаза, то ее генотип - AB||aB.

Схема скрещивания
Р: AB||aB   х   ab||ab
Г: AB|; aB|     ab|
F1: AB||ab - 50%;  aB||ab - 50%.
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотпу 1:1.
Фенотип:
AB||ab - болезнь Штаргардта, нормальная пигментация глаза - 50%;  
aB||ab - организм без патологии  - 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотпу 1:1. 

Выводы:
1) вероятность рождения ребенка без патологии у данной супружеской пары составляет 50%. 
 


Резус-фактор и овальная форма эритроцитов


Задача 143.
Мужчина (дигетерозиготен), имеющий положительный резус-фактор и овальную форму эритроцитов, женился на женщине с отрицательным резус-фактором и нормальными эритроцитами. Гены резус-фактора и формы эритроцитов находятся в одной аутосоме на расстоянии 3 морганиды. Какие генотипы и фенотипы будут у их детей?
Решение:
А - овальная форма эритроцита;
а - нормальная форма эритроцита;Расстояние между генами 30 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 30%. Тогда у гетерозиготного организма будут образовываться гаметы некроссоверные: Аrh-|, |аRh+; их соотношение [(100% - 30%) : 2 = 35%] по 35%, а кроссоверные гаметы: *ARh+|, *|arh-; их соотношение [30 : 2 = 15%] по 15% каждая. 
Rh - резус-положительность;
rh - резус-отрицательность.
Генотип мужчины - дигетерозигот- АRh||arh, женщина с отрицательным резус-фактором и нормальными эритроцитами - рецессивная дигомозигота arh||arh.

Схемаа скрещивания
Р: arh||arh х   АRh||arh
Г: arh|         АRh|; arh|
                некросс. гаметы (по 48,5% каждой)
                Аrh|; aRh|
                кросс. гаметы (по 1,5% каждой)
F1: АRh||arh - 48,5%; arh||arh - 48,5%; Аrh||arh - 1,5%; aRh||arh - 1,5%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 48,5% : 1,5% : 1,5% : 48,5%.
Фенотип:
АRh||arh - овальная форма эритроцитов, положительный резус-фактор - 48,5%; 
arh||arh - нормальная форма эритроцитов, отрицательный резус-фактор - 48,5%; 
Аrh||arh - овальная форма эритроцитов, отрицательный резус-фактор - 1,5%; 
aRh||arh - нормальная форма эритроцитов, положительный резус-фактор - 1,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 48,5% : 1,5% : 1,5% : 48,5%.

Ответ: расщепление и по генотипу и по фенотипу - 48,5% : 1,5% : 1,5% : 48,5%.
 


1 Эссенциальная пентозурия повышенное содержание в моче  L-ксилулозы. Она проявляется в экскреции с мочой L-ксилулозы в количестве 1-4 г в сутки и обусловлена нарушением «стыка» глюкуронового пути обмена глюкозы и пентозофосфатного пути: в норме L-ксилулоза синтезируется из 3-кетогулоновой кислоты в глюкуроновом цикле и далее изомеризуется в D-изомер, включаемый в пентозофосфатный путь обмена углеводов. Изомеризация L-ксилулозы в D-ксилулозу идет через промежуточное образование ксилита и катализируется L-ксилулозоредуктазой[3] (НАДФ-зависимой ксилитдегидрогеназой КФ 1.1.1.10).