Сцепленное с Х-хромосомой рецессивное наследование — это тип наследования , при котором мутация в гене на Х-хромосоме приводит к тому, что фенотип всегда проявляется у мужчин (которые обязательно гемизиготны по генной мутации, поскольку у них есть одна X и одна Y-хромосома ) и у женщин, которые гомозиготны по генной мутации, см. зиготность . Женщины с одной копией мутировавшего гена являются носителями.
Сцепленное с Х-хромосомой наследование означает, что ген, вызывающий признак или расстройство, расположен на Х-хромосоме. У женщин две Х-хромосомы, а у мужчин одна Х-хромосома и одна Y-хромосома . Женщины-носители, у которых есть только одна копия мутации, обычно не выражают фенотип, хотя различия в инактивации Х-хромосомы (известные как перекошенная Х-инактивация ) могут приводить к различной степени клинического проявления у женщин-носителей, поскольку некоторые клетки будут выражать один аллель Х , а некоторые — другой. Текущая оценка секвенированных Х-сцепленных генов составляет 499, а общее количество, включая нечетко определенные признаки, составляет 983. [1]
Модели наследования
Модели рецессивного наследования, сцепленного с Х-хромосомой, в королевской семье
У людей наследование рецессивных признаков, сцепленных с Х-хромосомой, происходит по уникальной схеме, состоящей из трех пунктов.
Во-первых, пораженные отцы не могут передавать рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой, своим сыновьям, поскольку отцы передают своим сыновьям хромосомы Y. Это означает, что мужчины, пораженные рецессивным расстройством, сцепленным с Х-хромосомой, унаследовали ответственную Х-хромосому от своих матерей.
Во-вторых, рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой, чаще проявляются у мужчин, чем у женщин. [2] Это связано с тем, что у мужчин есть только одна Х-хромосома, и поэтому для проявления заболевания им требуется только одна мутировавшая Х-хромосома. У женщин есть две Х-хромосомы, и поэтому они должны получить две мутировавшие рецессивные Х-хромосомы (по одной от каждого родителя). Популярным примером, демонстрирующим эту схему наследования, является наследственность потомков королевы Виктории и гемофилии . [ 3]
Последняя наблюдаемая закономерность заключается в том, что рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой, имеют тенденцию пропускать поколения, что означает, что у пораженного дедушки не будет пораженного сына, но может быть пораженный внук через его дочь. [4] Если объяснить подробнее, все дочери пораженного мужчины получат его мутировавшую X-хромосому, а затем будут либо носителями, либо пораженными сами в зависимости от матери. Полученные сыновья будут иметь либо 50%-ный шанс быть пораженными (мать является носителем), либо 100%-ный шанс (мать поражена). Именно из-за этих процентных соотношений мы видим, что мужчины поражены чаще, чем женщины. [ необходима цитата ]
Отказ от рецессивной/доминантной терминологии
Некоторые ученые предложили прекратить использование терминов «доминантный» и «рецессивный» применительно к наследованию, сцепленному с Х-хромосомой . [5] Наличие двух Х-хромосом у женщин приводит к проблемам дозировки, которые смягчаются инактивацией Х-хромосомы . [6] Заявляя, что высоковариабельная пенетрантность признаков, сцепленных с Х-хромосомой, у женщин в результате таких механизмов, как перекошенная инактивация Х-хромосомы или соматический мозаицизм, трудно согласовать со стандартными определениями доминирования и рецессивности, ученые предложили называть признаки на Х-хромосоме просто Х-сцепленными. [5]
Примеры
Наиболее распространенный
Наиболее распространенными рецессивными заболеваниями, сцепленными с Х-хромосомой, являются: [7]
Красно-зеленая цветовая слепота , также известная как дальтонизм, [8] которая поражает примерно 7% - 10% мужчин и 0,49% - 1% женщин. Ее относительная доброкачественность может объяснить ее распространенность.
Гемофилия B , также известная как болезнь Кристмаса, [11] — нарушение свертываемости крови , вызванное мутацией гена фактора IX и приводящее к дефициту фактора IX. Встречается реже, чем гемофилия A. Как отмечалось выше, она была распространена среди потомков королевы Виктории.
Мышечная дистрофия Дюшенна , которая связана с мутациями в гене дистрофина . Она характеризуется быстрым прогрессированием мышечной дегенерации, что в конечном итоге приводит к потере контроля над скелетными мышцами, дыхательной недостаточности и смерти.
Мышечная дистрофия Беккера — более легкая форма болезни Дюшенна, которая вызывает медленно прогрессирующую мышечную слабость ног и таза .
X-сцепленная агаммаглобулинемия (XLA), которая влияет на способность организма бороться с инфекцией. У пациентов с XLA не вырабатываются зрелые В-клетки . [13] В-клетки являются частью иммунной системы и обычно вырабатывают антитела (также называемые иммуноглобулинами ), которые защищают организм от инфекций ( гуморальный ответ). Пациенты с нелеченной XLA склонны к развитию серьезных и даже смертельных инфекций. [14]
Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы , который вызывает неиммунную гемолитическую анемию в ответ на ряд причин, чаще всего инфекции или воздействие определенных лекарств, химикатов или продуктов питания. Обычно известен как «фавизм», так как может быть вызван химикатами, присутствующими в естественных условиях в бобах (или конских бобах). [15]
Менее распространенные расстройства
Теоретически мутация в любом из генов на хромосоме X может вызвать заболевание, но ниже приведены некоторые наиболее примечательные из них с кратким описанием симптомов:
Адренолейкодистрофия ; приводит к прогрессирующему повреждению мозга, недостаточности надпочечников и в конечном итоге к смерти.
Синдром Альпорта ; гломерулонефрит, терминальная стадия почечной недостаточности и потеря слуха. Меньшая часть случаев синдрома Альпорта обусловлена аутосомно-рецессивной мутацией в гене, кодирующем коллаген IV типа .
Центронуклеарная миопатия ; при которой ядра клеток аномально расположены в клетках скелетных мышц. При CNM ядра расположены в центре клетки, а не на ее нормальной периферии.
Болезнь Шарко-Мари-Тута (CMTX2-3) ; заболевание нервов (невропатия), характеризующееся потерей мышечной ткани и тактильной чувствительности, преимущественно в стопах и голенях, но также в кистях и руках на поздних стадиях заболевания.
Синдром Коффина–Лоури ; тяжелая умственная отсталость, иногда связанная с аномалиями роста, сердечными аномалиями, кифосколиозом, а также слуховыми и зрительными нарушениями.
Болезнь Фабри ; лизосомная болезнь накопления, вызывающая ангидроз, утомляемость, ангиокератомы, жгучую боль в конечностях и поражение глаз.
Синдром Хантера ; потенциально может вызывать потерю слуха, утолщение сердечных клапанов, приводящее к снижению сердечной функции, обструктивное заболевание дыхательных путей, апноэ во сне и увеличение печени и селезенки.
Дефицит орнитинтранскарбамилазы ; задержка развития и умственная отсталость. Также могут наблюдаться прогрессирующее поражение печени, поражения кожи и ломкость волос
^ "OMIM X-linked Genes". nih.gov . Архивировано из оригинала 7 марта 2016 года . Получено 3 мая 2018 года .
^ Понимание генетики: Нью-Йорк, Среднеатлантическое руководство для пациентов и медицинских работников. 8 июля 2009 г. Получено 9 июня 2020 г.{{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
^ "История нарушений свертываемости крови". Национальный фонд гемофилии . 2014-03-04 . Получено 2020-06-09 .
^ Пирс, Бенджамин А. (2020). Генетика: концептуальный подход . Macmillan Learning. стр. 154–155. ISBN978-1-319-29714-5.
^ ab Dobyns, William B.; Filauro, Allison; Tomson, Brett N.; Chan, April S.; Ho, Allen W.; Ting, Nicholas T.; Oosterwijk, Jan C.; Ober, Carole (2004). «Наследование большинства сцепленных с Х-хромосомой признаков не является доминантным или рецессивным, а просто сцепленным с Х-хромосомой». American Journal of Medical Genetics . 129A (2): 136–43. doi :10.1002/ajmg.a.30123. PMID 15316978. S2CID 42108591.
^ Швецова, Екатерина; Софронова Алина; Монаджеми, Рамин; Гагалова Кристина; Драйсма, Хармен Х.М.; Уайт, Стефан Дж.; Сантэн, Гийс ВЕ; Чува де Соуза Лопес, Сусана М.; Хейманс, Бастиан Т.; ван Мерс, Джойс; Янсен, Рик (март 2019 г.). «Искаженная Х-инактивация распространена среди женского населения». Европейский журнал генетики человека . 27 (3): 455–465. дои : 10.1038/s41431-018-0291-3 . ISSN 1476-5438. ПМК 6460563 . ПМИД 30552425.
^ Блокнот GP - Х-сцепленные рецессивные заболевания Архивировано 2011-06-13 на Wayback Machine Получено 5 марта 2009 г.
^ "OMIM Color Blindness, Deutan Series; CBD". nih.gov . Архивировано из оригинала 29 сентября 2009 года . Получено 3 мая 2018 года .
^ Майкл Прайс (8 октября 2009 г.). «Дело закрыто: известные королевские особы страдали гемофилией». ScienceNOW Daily News . AAAS. Архивировано из оригинала 20 октября 2013 г. Получено 9 октября 2009 г.
^ Рогаев, Евгений И.; Григоренко, Анастасия П.; Фасхутдинова, Гульназ; Киттлер, Эллен Л. В.; Молиака, Юрий К. (2009). «Анализ генотипа выявляет причину «королевской болезни». Science . 326 (5954): 817. Bibcode :2009Sci...326..817R. doi : 10.1126/science.1180660 . PMID 19815722. S2CID 206522975.
.svg/1280px-X-linked_recessive_(2).svg.png)