46

Шаблон наследования

Число возможных предков по линии наследования Х-хромосомы в данном предковом поколении соответствует последовательности Фибоначчи. (После Хатчисона, Л. «Выращивание семейного древа: сила ДНК в восстановлении семейных отношений».)

Люк Хатчисон заметил, что ряд возможных предков по линии наследования Х-хромосомы в данном предковом поколении следует последовательности Фибоначчи . У мужчины есть Х-хромосома, которую он получил от своей матери, и Y-хромосома , которую он получил от своего отца. Самец считается «источником» его собственной Х-хромосомы ( ), а в поколении его родителей его Х-хромосома произошла от одного родителя ( ). Мать мужчины получила одну Х-хромосому от своей матери (бабушка по материнской линии сына) и одну от своего отца (деда по материнской линии), поэтому двое бабушек и дедушек внесли свой вклад в Х-хромосому потомка мужского пола ( ). Дед по материнской линии получил свою Х-хромосому от своей матери, а бабушка по материнской линии получила Х-хромосомы от обоих своих родителей, поэтому три прабабушки и дедушки внесли свой вклад в Х-хромосому мужского потомка ( ). Пять прапрапрадедов внесли свой вклад в Х-хромосому мужского потомка ( ) и т. Д

(Обратите внимание, что это предполагает, что все предки данного потомка независимы, но если какая-либо генеалогия прослеживается достаточно далеко во времени, предки начинают появляться на несколько строк генеалогии, пока, в конце концов, основатель населения не появится во всех строках генеалогии.)
F 1 знак равно 1 {\ displaystyle F_ {1} = 1} F 2 знак равно 1 {\ displaystyle F_ {2} = 1} F 3 знак равно 2 {\ displaystyle F_ {3} = 2} F 4 знак равно 3 {\ displaystyle F_ {4} = 3} F 5 знак равно 5 {\ displaystyle F_ {5} = 5}

Симптомы андрогенной недостаточности при синдроме Клайнфельтера

Андрогенная недостаточность при синдроме Клайнфельтера связана с постепенной атрофией яичек, что приводит к снижению синтеза тестостерона. Степень недостаточности андрогенов резко варьирует.

В первую очередь обращают на себя внимание внешние признаки гипогонадизма:

• скудная растительность на лице или же полное ее отсутствие;
• рост волос на лобке по женскому типу;
• волосы на груди и других частях тела отсутствуют;
• маленький объем яичек (2–4 мл) и их плотная консистенция (патогномоничный признак).

Поскольку дегенерация половых желез, как правило, развивается в постпубертатный период, у большинства пациентов размеры мужских половых органов, за исключением яичек, соответствуют возрастным нормам.

Пациенты могут жаловаться на ослабление либидо и снижение потенции. У многих мужчин с синдромом Клайнфельтера половое влечение вовсе не возникает, а некоторые — напротив, заводят семью и живут нормальной половой жизнью. Наиболее постоянный признак патологии — бесплодие, именно оно чаще всего становится причиной обращения таких пациентов к врачу. У 10 % мужчин с азооспемией обнаруживают синдром Клайнфельтера.

Всем пациентам с нарушениями сперматогенеза необходимо определять кариотип для исключения или подтверждения диагноза синдрома Клайнфельтера.

Недостаток андрогенов приводит к развитию остеопороза, анемии и слабости скелетной мускулатуры. У трети больных можно наблюдать варикозное расширение вен голеней.

Андрогены влияют на обмен веществ, поэтому больные с синдромом Клайнфельтера склонны к ожирению, нарушению толерантности к глюкозе и сахарному диабету второго типа.

Доказана предрасположенность таких пациентов к аутоиммунным заболеваниям (ревматоидный артрит, системная красная волчанка, аутоиммунные заболевания щитовидной железы и другие).

Определение пола ребенка при помощи узи

В большинстве случаев определение пола ребенка представляет интерес только для родителей и лишь иногда является необходимостью при диагностике связанных с полом заболеваний. Как уже писалось выше, развитие половых признаков плода происходит с 9 по 12 неделю. Только на 11 неделе появляются первые признаки наружных половых органов, которые можно идентифицировать во время узи при беременности. Точность определения пола зависит от срока гестации и в среднем составляет около 80% при проведении исследования между 11 и 16 неделями беременности. Точность при узи в 11 недель достигает 53%, а при проведении узи в 15-16 недель -97%. Более точно определяется мужской пол.

Точность определения пола ребенка зависит от:

1. Опыта врача
2. Качества оборудования
3. Срока гестации
4. Положения плода

Критерии, которые используются при определении пола ребенка во время узи:

1. Визуализация гениталий
2. Ориентация полового члена на ранних сроках: клитор направлен вниз, в то время как половой член направлен вверх (применяется на ранних сроках).

При удачном положении плода создаются условия для 3D визуализации наружных половых органов. Поэтому родители, присутствующие при проведении узи во втором триместре могут без труда сами увидеть пол ребенка на мониторе.

Ранние признаки

В отличие от большинства заболеваний, связанных с нарушением количества хромосом, внутриутробное развитие детей с синдромом Клайнфельтера проходит нормально, склонности к преждевременному прерыванию беременности не наблюдается. Так что в младенческом и раннем детском возрасте заподозрить патологию практически невозможно. Более того, клинические признаки классического синдрома Клайнфельтера проявляются, как правило, только в подростковом периоде. Однако есть симптомы, которые позволяют заподозрить наличие синдрома Клайнфельтера в препубертатном периоде:

• высокий рост (пик прибавки роста приходится на период между 5–8 годами);
• длинные ноги (непропорциональное телосложение);
• высокая талия.

У части пациентов наблюдается некоторая задержка в развитии речи.

В подростковом возрасте синдром часто проявляется гинекомастией, которая при данной патологии имеет вид двустороннего симметричного безболезненного увеличения грудных желез. Так как такого рода гинекомастия часто наблюдается у совершенно здоровых подростков, этот симптом часто остается без внимания. В норме подростковая гинекомастия бесследно исчезает в течение нескольких лет, у пациентов же с синдромом Клайнфельтера обратной инволюции грудных желез не происходит. В некоторых случаях гинекомастия может не развиваться вовсе, и тогда патология проявляется признаками андрогенной недостаточности уже в постпубертатный период.

Количество хромосом у человека

О том, сколько хромосом содержится в клетке организма человека, известно со школьного курса биологии. Набор всех хромосом называется кариотипом. Он является видоспецифичным признаком – одинаков для всех отдельно взятых представителей рода живых существ. Так, в клетке человека содержится 23 пары хромосом, 22 из которых – аутосомы, а 1 пара – половые хромосомы (XX у женщин, XY – у мужчин).

Изменение общего количества хромосом в организме ведет к необратимым последствиям. В результате наблюдается развитие генных заболеваний, которые могут приводить к врожденным аномалиям развития и даже к гибели плода еще на внутриутробном этапе развития. Врачи стараются выявить возможные нарушения на ранних этапах, чтобы исключить появление на свет малышей с генными болезнями.

Количество хромосом в соматических клетках человека

Для начала необходимо определить, что означает термин «соматическая клетка». Этим понятием обозначают любые клетки человеческого организма, которые не относятся к половым. Они определяют основные параметры человеческого организма, такие как:

• рост;
• телосложение;
• цвет волос;
• цвет глаз.

Каждая соматическая клетка имеет в своем составе 22 пары хромосом, которые являются диплоидными (двойными). В результате несложных подсчетов можно установить, что всего в такой клетке 44 хромосомы (диплоидный набор). В результате развития генных мутаций общее количество хромосом в соматических клетках может увеличиваться или уменьшаться, что приводит к развитию хромосомного заболевания.

Количество хромосом в половых клетках человека

Половые хромосомы мужчины и женщины имеют отличия. У женщин это ХХ-хромосомы, а у представителей мужского пола – XY. Исследования генетиков показали, что Y-хромосома отличается отсутствием некоторых аллелей (к примеру, аллеля, отвечающего за свертываемость крови). Все половые клетки имеют гаплоидный набор.

Это означает, что каждая такая клетка содержит только 23 гаплоидные хромосомы (1n). В процессе слияния мужской и женской половых клеток образуется полный диплоидный набор. Это означает, что от каждого родителя будущий плод наследует по 23 хромосомы, которые вместе образуют затем диплоидный набор, необходимый для нормального образования зиготы.

Количество хромосом у мужчин и женщин

Даже знающие сколько хромосом у человека в организме содержится, думают, что между женским и мужским полом в этом плане имеются различия. Мужской и женский организмы содержат практически одинаковый набор хромосом, за небольшим исключением. Так, в клетках женского организма содержатся 23 одинаковые пары хромосом.

Все половые клетки содержат обе Х-хромосомы. У мужчин же 22 пары ХХ, а 23 – ХY. Непосредственно половые хромосомы обеспечивают различие в составе. В общем же количество хромосом у представителей обоих полов одинаковое – 46. Изменение этого количества является следствием мутации, которая приводит к развитию болезни.

Почему количество хромосом в клетке постоянно?

Число хромосом в клетке является определяющим фактором. Непосредственно от их количества зависит принадлежность живого организма к тому или иному виду. Известный факт, что дерево не может превратиться в овощ, овощ – в рыбу, а рыба – в гриб. Это невозможно благодаря тому, что все клетки организма на протяжении жизни организма имеют постоянный состав и неизменный набор хромосом.

Однако в отдельных случаях в составе половых клеток возможны изменения. Если хромосомы, в них содержащиеся, мутируют, наблюдаются проблемы с зачатием. В случае если оно происходит, плод с большой долей вероятности будет иметь врожденные аномалии развития или окажется нежизнеспособным и погибнет на одном из этапов своего развития. Зная сколько хромосом у здорового человека, генетики могут определить патологию путем анализа образца генетического материала.

Описание

Синдром Мартина-Белл—сцепленное с полом наследственное заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, определенными фенотипическими особенностями и нарушениями аутистического спектра. 
При данной патологии ломкость затрагивает всегда один и тот же участок Х-хромосомы, где локализован мутантный ген.Причина заболевания
Основная причина синдрома Мартина-Белл — выключение гена FMR1 в Х-хромосоме в следствии мутации, в результате чего нарушается секреция специфического белка. Белок FMR нужен для нормального развития нервной системы. При мутации меняется число повторов последовательностей ЦГГ в гене. Чем больше количество повторов, тем более выраженная симптоматика заболевания.
В 1/3 случаев, заболевание характеризуется как типичное Х-сцепленное рецессивного типа. Заболевание проявляется исключительно у лиц мужского пола. Генотип мужчины устанавливается по его фенотипу: если он болен, то гемизиготен по аномальному гену, если здоров, то свободен от него. Женщины-носительницы мутантного гена, как правило, фенотипически здоровы. Однако в большем числе случаев (2/3), наследование синдрома носит характер нерегулярного сцепленного с Х-хромосомой, возможна передача маркёрной хромосомы здоровыми мужчинами (облигатными носителями), в потомстве дочерей которых отмечаются случаи рождения больных сыновей.
Клинические проявления
При рождении масса тела ребенка часто повышена — от 3,5 до 4 кг.
У подростков и взрослых больных отмечается макроорхизм при отсутствии изменений эндокринной функции.
Системные соматические изменения затрагивают связочный аппарат, хрящ, кожу, костную систему. У больных следующие признаки строения лица: большая голова с высоким и широким лбом, длинное лицо с увеличенным подбородком, несколько уплощенная средняя часть лица, тупой, слегка клювовидно загнутый кончик носа. Уши большие, иногда оттопыренные, низко расположенные. Кисти и стопы широкие, дистальные фаланги пальцев также широкие, суставы имеют повышенную подвижность. Кожа нередко гиперэластична.
Неврологическая симптоматика при данном синдроме характеризуется мышечной гипотонией и дискоординацией движений, в меньшей степени отмечаются экстрапирамидные, пирамидные и глазодвигательные нарушения.
Ведущим психопатологическим нарушением является интеллектуальное недоразвитие. Степень умственной отсталости различна. У больных своеобразная речь по типу «бормочущей». Отмечаются нарушения поведения: синдром двигательной расторможенности, выраженная аффективная возбудимость, агрессивность.
Одна из частых психопатологических особенностей — шизофреноподобная симптоматика, включающая в себя подпрыгивания, похлопывания руками, повороты вокруг своей оси, встряхивание кистями, «манежный» бег, разнообразные гримасы, монотонное хныканье.
Помимо умственной отсталости, чаще всего у больных отмечаются проявления раннего детского аутизма. У больного ребенка отсутствует потребность в контактах с окружающими, отгороженность от внешнего мира, слабость эмоционального реагирования по отношению к близким, недостаточность реакций на зрительные и слуховые раздражители, приверженность к сохранению неизменности окружающего, боязнь всего нового, однообразность поведения со склонностью к стереотипным примитивным движениям, разнообразные расстройства речи, непереносимость взгляда в глаза, взгляд «мимо» и «сквозь» людей.Подготовка
Генетическое обследование не требует специальной подготовки. 
Рекомендуется взятие крови не ранее чем через 4 часа после последнего приёма пищи.
Перед диагностикой не рекомендуется подвергать себя стрессовым ситуациям, принимать спиртные напитки и курить.
Рацион и приём лекарственных препаратов не влияет на результат исследования.Интерпретация результатов
Для интерпретации результатов генетического тестирования требуется консультация врача-генетика.

Дифференциация

У человека каждое клеточное ядро содержит 23 пары хромосом, всего 46 хромосом. Первые 22 пары называются аутосомами . Аутосомы — это гомологичные хромосомы, то есть хромосомы, которые содержат одни и те же гены (участки ДНК) в одном и том же порядке вдоль своих хромосомных плеч. Хромосомы 23-й пары называются аллосомами, состоящими из двух Х-хромосом у большинства женщин и Х-хромосомы и Y-хромосомы у большинства мужчин. Таким образом, женщины имеют 23 гомологичных пары хромосом, а мужчины — 22. Х- и Y-хромосомы имеют небольшие области гомологии, называемые псевдоавтосомными областями.

Х-хромосома всегда присутствует как 23-я хромосома в яйцеклетке, в то время как Х- или Y-хромосома может присутствовать в отдельном сперматозоиде . На ранних этапах эмбрионального развития женщины, в клетках, отличных от яйцеклеток, одна из Х-хромосом случайным образом и навсегда частично деактивирована : в некоторых клетках деактивирована Х-хромосома, унаследованная от матери, в то время как в других деактивирована Х-хромосома от отца. Это гарантирует, что у обоих полов всегда будет ровно одна функциональная копия Х-хромосомы в каждой клетке тела. Деактивированная Х-хромосома подавляется репрессивным гетерохроматином, который уплотняет ДНК и предотвращает экспрессию большинства генов (см. Х-инактивация ). Это уплотнение регулируется PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2).

Диагностика синдрома Клайнфельтера

Во многих странах синдром Клайнфельтера часто диагностируется ещё до рождения ребёнка, так как многие женщины позднего детородного возраста, в связи с высоким риском генетических дефектов у будущего потомства, используют пренатальную генетическую диагностику плода. Нередко пренатальное выявление синдрома Клайнфельтера является поводом для прерывания беременности, в том числе и по рекомендации врачей. В России анализ кариотипа будущего ребёнка проводится крайне редко.

При подозрении на синдром Клайнфельтера проводят лабораторный анализ крови для определения уровня мужских половых гормонов. Необходима дифференциальная диагностика с другими заболеваниями, протекающими с проявлениями андрогенной недостаточности. Точный диагноз синдрома Клайнфельтера ставят на основании изучения кариотипа (набора хромосом) больного.

Половые хромосомы у цветковых растений

Для большинства цветущих растений или покрытосеменных растений мужские и женские половые органы присутствуют на одном и том же цветке. Иногда один растение может производить отдельные мужские и женские цветы для усиления креста оплодотворение или мужские и женские половые органы могут созревать в разное время. Тем не менее, присутствие различных мужских и женских растений встречается относительно редко, и только шесть процентов покрытосеменных растений показывают эту характеристику, которая называется диоэксизмом. Даже те, у кого этот вид полового диморфизма возрастает из-за стерильных мужских или женских стерильных мутаций и, следовательно, различных половых хромосом, известны только в четырех семействах растений.

Похоже, что растения находятся на ранних стадиях эволюции гетероморфных половых хромосом. Поэтому они могут быть использованы в качестве моделей для изучения событий, которые приводят к определению хромосомного пола.

Количество в различных организмах

У эукариот

В этих таблицах указано общее количество хромосом (включая половые хромосомы) в ядре клетки. Например, большинство эукариот имеют диплоидный , как , у которых есть 22 различных типов аутосом , каждый из присутствующих в виде двух гомологичных пар, и две половые хромосомы . Всего получается 46 хромосом. Другие организмы имеют более двух копий своих типов хромосом, например, мягкая пшеница , которая является гексаплоидной и имеет шесть копий семи различных типов хромосом — всего 42 хромосомы.

Нормальные представители определенного вида эукариот имеют одинаковое количество ядерных хромосом (см. Таблицу). Другие эукариотические хромосомы, то есть митохондриальные и плазмидоподобные маленькие хромосомы, гораздо более разнообразны по количеству, и могут быть тысячи копий на клетку.

23 хромосомные территории человека во время прометафазы в клетках фибробластов

Виды, размножающиеся бесполым путем, имеют один набор хромосом, одинаковый во всех клетках организма. Однако бесполые виды могут быть гаплоидными или диплоидными.

У видов, размножающихся половым путем, есть соматические клетки ( клетки тела), которые являются диплоидными , имеющими два набора хромосом (23 пары у человека), один набор от матери и один от отца. Гаметы , репродуктивные клетки, гаплоидны : они имеют один набор хромосом. Гаметы продуцируются мейозом диплоидной клетки зародышевой линии . Во время мейоза совпадающие хромосомы отца и матери могут обмениваться небольшими частями самих себя ( кроссовер ) и, таким образом, создавать новые хромосомы, которые не наследуются исключительно от одного из родителей. Когда мужская и женская гамета сливаются ( оплодотворение ), образуется новый диплоидный организм.

Некоторые виды животных и растений являются полиплоидными : они имеют более двух наборов гомологичных хромосом . Растения, важные для сельского хозяйства, такие как табак или пшеница, часто полиплоидны по сравнению с их предковыми видами. Пшеница имеет гаплоидное число из семи хромосом, которое до сих пор встречается у некоторых сортов, а также у диких предков. Более распространенные типы макаронных изделий и мягкой пшеницы являются полиплоидными с 28 (тетраплоидными) и 42 (гексаплоидными) хромосомами по сравнению с 14 (диплоидными) хромосомами у дикой пшеницы.

У прокариот

Виды прокариот обычно имеют по одной копии каждой основной хромосомы, но большинство клеток могут легко выжить с несколькими копиями. Например, Buchnera , A симбионт из тлей имеет несколько копий своей хромосомы, в пределах от 10-400 копий на клетку. Однако у некоторых крупных бактерий, таких как Epulopiscium fishelsoni, может присутствовать до 100 000 копий хромосомы. Плазмиды и маленькие плазмидоподобные хромосомы, как и у эукариот, сильно различаются по количеству копий. Количество плазмид в клетке почти полностью определяется скоростью деления плазмиды — быстрое деление вызывает большое количество копий.

Аномалии половых хромосом

Наиболее частыми аномалиями половых хромосом является синдром Тернера (моносомия Х, или 45, Х0, мозаицизм) и синдром Кляйнфельтера (47, ХХУ). Это может быть обусловлено тем обстоятельством, что кариотипы 47, ХХХ и 47, ХVV не имеют выраженных фенотипических различий и поэтому идентифицируются реже.

Синдром Тернера (Шерешевского — Тернера) может быть вызван потерей родительской хромосомы, мозаицизмом (45, Х / 46, ХХ или 45, Х / 46, ХУ) или структурными аномалиями Х-хромосомы (делеции, изохромосомы).

Индивиды с синдромом Тернера имеют женский фенотип, дисгенезию гонад, низкий рост, первичные, отсутствие вторичных половых признаков, крыловидные складки шеи, низко расположенные уши, низкую заднюю границу роста волос, дискообразную грудную клетку с широкой расстоянием между сосками, аномалии почек, лимфедему конечностей при рождении и кардиоваскулярные аномалии, чаще коарктацию аорты. Но при ультразвуковом исследовании может проявляться только одна аномалия — кистозная гигрома. Скрининг-теста синдромом Тернера еще не существует, и поэтому частота рецидивов не определена.

В случае синдрома Кляйнфельтера развитие яичек сначала является нормальным. Но присутствие не менее 1 лишней Х-хромосомы приводит к гибели зародышевых клеток на этапе их поступления в мейоз, что приводит к уменьшению яичек и гиалинизации семенных протоков. Итак, классические симптомы синдрома Кляйнфельтера включают бесплодие, гинекомастию, задержку умственного развития, повышения уровня гонадотропинов вследствие уменьшения уровня циркулирующих андрогенов. Скрининг-теста по выявлению синдрома Кляйнфельтера также не существует, следовательно, пренатальный диагноз этих хромосомных аномалий возможно только при использовании биопсии хориона или амниоцентеза.

Скрининг одного или обоих супругов на носительство наиболее распространенных моногенных заболеваний

Этот скрининг можно смело предлагать всем парам. Почему? Все мы — носители хотя бы нескольких аутосомно-рецессивных моногенных заболеваний. Как правило, мы об этом не знаем, так как второй ген из парной хромосомы от другого родителя без поломок, и болезнь себя никак не проявляет. Если же супруги носители одного и того же заболевания, то риск рождения больного ребёнка составляет 25%.

В связи с этим некоторые банки донорских клеток тестируют всех своих доноров на носительство наиболее распространенных в популяции моногенных заболеваний. Очевидно, что скрининг тоже перестраховка, и что риск рождения больного ребёнка низкий (не выше 1 на 1000). Но если вдруг в результате проведения ЭКО с применением донорских клеток или у совершенно здоровой пары родится ребёнок с неизлечимым генетическим заболеванием с тяжелыми проявлениями, то последствия будут плачевны.

Если вы еще сомневаетесь, стоит ли вам проходить это тестирование, исключите хотя бы носительство СМА, спинальной мышечной атрофии! В основную панель включены также нейросенсорная тугоухость, муковисцидоз, фенилкетонурия, адреногенитальный синдром.