Половой хроматин и гипотеза Мари Лайон

В 1949 г. М.Барр и Ч.Бертрам обнаружили в ядрах нервных клеток кошки крупную глыбку хроматина. Она выявлялась у самок и отсутствовала у самцов. Позже было установлено, что это спирализованная Х-хромосома. Эту глыбку хроматина назвали тельцем Барра. Тельце Барра может быть прикреплено к ядрышку, к ядерной оболочке,

В 1962 году Мари Лайон высказала гипотезу об инактивации одной Х-хромосомы у женских особей млекопитающих.Каждая клетка женского зародыша содержит две Х-хромосомы – одну материнскую (Хм), вторую – отцовскую (Хо). До 16-го дня эмбриогенеза при дроблении в каждую клетку попадают две активные Х-хромосомы. На 16-й день происходит инактивация одной из Х-хромосом – с одинаковой вероятностью – отцовской или материнской. Процесс инактивации случайный,поэтому в половине клеток остается активной отцовская Х-хромосома, в другой половине клеток активной будет материнская Х-хромосома. Материнская и отцовская Х-хромосомы содержат аллельные гены (доминантные и рецессивные). В клетках могут синтезироваться два вариантаферментов, которые различаются по сродству к субстрату или по рН-показателям. Это обеспечивает женским организмам более широкие возможности адаптаций к условиям окружающей среды. Суть женского мозаицизма по половым хромосомам – содержание в разных клетках разных активных Х-хромосом – от отца и от матери. Теоретически соотношение мужских и женских гамет (соотношение полов) в момент оплодотворения составляет примерно 1 : 1. Первичное соотношение полов в момент зачатия: на 100 женских зигот 140-150 мужских зигот.Объяснить это можно тем, что сперматозоиды с Y-хромосомой легче, подвижнее, имеют отрицательный заряд (у яйцеклетки он положительный) и обладают положительным хемотаксисом на вещества, выделяемые яйцеклеткой. Сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, чаще оплодотворяют яйцеклетку.

Вторичное соотношение полов (в момент рождения): 100 ♀ : 106 ♂ Такое соотношение можно объяснить большей жизнестойкостью женских зигот (по гипотезе М.Лайон), гемизиготностью мужских зигот (у них проявляются все рецессивные гены) и чужеродностью (по белкам) для материнского организма мужской зиготы.

Вторичное соотношение полов может зависеть от ряда факторов:

1) от возраста матери (при беременности) - при возрасте 18-20 лет на 100♀ - 120♂; при возрасте 32-40 лет на 100♀ - 90♂;

2) при первых родах чаще бывают мальчики;

3) при токсикозах беременности и стрессовых воздействиях – больше рождается девочек.

Третичное соотношение (постнатальный период):

к 20-ти годам – на 100 ♀ : 100 ♂;

к 50-ти годам – на 100 ♀ : 85 ♂;

к 80-ти годам – на 100 ♀ : 50 ♂.

Это соотношение также можно объяснить большей жизнестойкостью женского организма и большей гибелью мужчин в постнатальный период (от болезней, в войнах, при выполнении тяжелого физического труда, от вредных привычек, в автокатастрофах).

Хромосомные болезни пола

Нарушения сочетания половых хромосом возможны при нарушениях течения митоза и мейоза. У дрозофил возможно образование особей, которые называются гинандроморфами. У них в разных клетках содержится разное число половых хромосом: Х и Х, или только Х. Соответственно разные части тела могут иметь признаки мужского или женского пола. У некоторых организмов встречается гермафродитизм (обоеполость).

Если гермафродитизм истинный, то половые железы образуют мужские и женские гаметы (например, ленточные черви). В случае ложного гермафродитизма (встречается у человека) наблюдается несоответствие первичных и вторичных половых признаков. Ложные гермафродиты чаще бесплодны.

При нарушении расхождения половых хромосом в процессе мейоза у человека могут развиваться хромосомные болезни пола.

XX и XY – нормальные мужской и женский организмы.

ХХ*- нормальный женский организм, получивший обе половые хромосомы от матери.

XY*- нормальный мужской организм, получивший обе половые хромосомы от отца.

Y0v, 0v – нежизнеспособные особи.

ХХХ – синдром трисомии Х. Кариотип – 47,ХХХ. Фенотип женский. Частота встречаемости 1 : 800 – 1 : 1000. Ядра соматических клеток имеют 2 тельца Барра. Специфических признаков этот синдром не имеет. В 75% случаев отмечается умственная отсталость, они вспыльчивы, раздражительны; быстро деградируют. Повышен риск заболеваемости шизофренией. Могут иметь высокий рост. Нарушена функция яичников, бесплодны. Но иногда могут иметь детей. Чем больше в генотипе содержится Х-хромосом, тем тяжелее нарушения функций головного мозга.

Х0 – синдром Шерешевского-Тернера. Кариотип – 45,Х0. Фенотип женский. Частота встречаемости 1:2000 – 1:3000. Ядра соматических клеток не имеют тельца Барра. Младенцы при рождении имеют малый вес и рост. Рост взрослых 135-145 см. К 7-ми годам появляются соматические признаки: короткая шея; кожная складка идет от затылка к плечам, низкое расположение ушных раковин и линии волос на затылке, измененные суставы пальцев рук и ног, у 25% врожденные пороки сердца и аномалии работы почек. Тип телосложения мужской. Рано стареют. Резко выражен половой инфантилизм, недоразвиты яичники, отсутствуют вторичные половые признаки. Такие больные бесплодны. При данном синдроме интеллект страдает редко. Лечение: гормонотерапия, стимуляция роста тела.

ХХY, XXXY – синдром Клайнфелтера. Кариотип – 47,XXY, 48, XXY. Фенотип мужской. Частота встречаемости 1:400 – 1:500. Ядра соматических клеток содержат тельце Барра. Высокий рост. Женский тип телосложения. Гинекомастия (увеличены молочные железы). Слабо развит волосяной покров. Недоразвиты яички, отсутствует процесс сперматогенеза (особи бесплодны), но половые рефлексы сохранены. Иногда интеллект нормальный, чаще – задержка умственного развития. У больных ослаблены процессы торможения, они легко внушаемы. Рано стареют из-за недостатка гормонов. Чем больше в генотипе Х-хромосом, тем сильнее страдает интеллект.

Вопросы для самостоятельной работы:

Искусственное воспроизводство человека (искусственное осеменение, оплодотворение яйцеклетки in vitro, пересадка эмбриона, донорство яйцеклеток и сперматозоидов, «суррогатное материнство», исследования на человеческих эмбрионах).