Ребенок наследует здоровье от отца

Образ жизни и характер питания отца влияют на здоровье его будущего ребенка, утверждают ученые из США. Привычки мужчины и его жизненный опыт перепрограммируют его генотип, а измененные гены передаются его будущему ребенку.

В своем новом исследовании американские ученые показали, что генотип человека подвергается изменениям в зависимости от образа жизни. Подвергшиеся изменению гены мужчин передаются по наследству их детям, отчего у тех могут возникнуть проблемы со здоровьем. В данной работе, в частности, ученых интересовало, как рацион питания мужчин влияет на здоровье их будущего потомства. «Информация о том, что делали родители до зачатия ребенка, важна для определения риска развития различных заболеваний, таких, как диабет или болезни сердца», — считают они. Если раньше считалось, что на развитие ребенка влияют гены и окружающая его среда, то теперь ученые уверены, что факторы окружающей среды родителей до зачатия ребенка также играют немаловажную роль. Этот феномен называют эпигенетической наследственностью.

«В последние годы мы убеждаемся, что влияние окружающей среды на мать имеет важное значение для развития ее детей. Теперь нам становится понятно, что потомки могут унаследовать «жизненный опыт» не только от матери, но и от отца, с которым они никогда физически не контактировали», — заключают ученые.

Омутнинские ВЕСТИ+

Генетика по праву считается одной из наиболее трудных медико-биологических дисциплин. Несмотря на серьёзные достижения человечества в области научно-технического прогресса, о генах мы всё ещё знаем сравнительно мало.

Последние медицинские исследования говорят о том, что гены регулируют буквально каждый аспект нашей жизнедеятельности: от склонности к тем или иным заболеваниям до поведенческих реакций. И на своих родителей мы похожи совсем неспроста: гены и сюда “приложили руку”. Давайте узнаем, какие черты ребёнок может унаследовать от своих мамы и папы.

1. Цвет глаз

Пожалуй, этот вопрос будущие родители обсуждают чаще всего. С уверенностью сказать, каким будет цвет глаз малыша, невозможно, однако можно предположить. Итак, проявление того или иного цвета глаз, как и любой другой характеристики нашего организма, определяется доминантными и рецессивными генами. Зачастую тёмные оттенки (коричневый, карий) обусловлены доминантными генами, а светлые (например, голубой) – рецессивными. Если у вас и вашего партнёра глаза карие, то у ребёнка есть все шансы унаследовать именно этот цвет. Однако не сильно удивляйтесь, если у вас родится голубоглазый малыш.

2. Цвет волос

Здесь похожая ситуация. Тёмный цвет волос определяется доминантными генами, а светлый – рецессивными. Эти гены регулируют функциональную активность меланоцитов (клетки, производящие пигмент меланин, который и обусловливает тот или иной цвет волос). Чем больше эумеланина будут продуцировать клетки, тем темнее будут волосы у ребёнка. А вот при наличии большого количества феомеланина волосы вполне могут окраситься в рыжий. У темноволосых родителей с небольшой долей вероятности может родиться ребёнок-блондин, а вот обратная ситуация практически невозможна.

3. Улыбка

Размер зубов и форма челюсти также являются генетически обусловленными, и ребёнок может унаследовать эти анатомические особенности от любого из родителей. Существует мнение, что улыбку малыш получает от отца. И это неспроста: современные исследования говорят о том, что гены отца оказываются более активными, нежели гены матери. Однако у данной особенности существует и негативная сторона: наличие у отца челюстно-лицевых патологий и аномалий развития также увеличивает вероятность их возникновения у ребёнка.

4. Рост

Взглянув на большинство семей, можно сделать вполне логичное умозаключение о том, что дети наследуют рост от своих родителей. Действительно, генетический фактор здесь играет весомую роль, однако необходимы дальнейшие научные подтверждения. В частности, исследование, опубликованное в журнале “Nature”, выявило более 700 генетических последовательностей, которые в большей или меньшей степени влияют на рост человека.

5. Строение ушной раковины

Величина и форма ушной раковины – один из наиболее явных генетически наследуемых признаков человека. У детей практически не бывает больших ушей при малых ушах родителей, и наоборот. Чаще всего форма ушной раковины мальчика похожа на отцовскую. Об этом знали ещё задолго до появления генетики, а сопоставление этих частей тела даже являлось своеобразным тестом на отцовство.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что дети и правда являются нашими маленькими копиями. Генетика играет огромную роль в настоящем и будущем любого человека. Помните, что в процессе планирования беременности необходимо обязательно пройти генетическое обследование!

Наследование признаков, сцепленных с полом. Генетика пола

Разделы: Биология

Задачи урока:

  • сформировать знания о хромосомном механизме определения пола, познакомить с особенностями строения половых хромосом, с аутосомами;
  • на базе научных биологических знаний воспитать у учащихся правильное отношение к проблеме пола;
  • развивать умения анализировать, обобщать, делать выводы, сравнивать, продолжить формирование навыков решения генетических задач.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы: индивидуальная, групповая.

Оборудование:

  • Портрет К. Корреса;
  • Сборник задач по общей биологии для поступающих в ВУЗы;
  • Таблица “Кариотип человека”.

I. Изучение нового материала

1. Определение пола, варианты определения пола.

Работа со словарем юного биолога

Пол — это совокупность морфологических, физиологических, биохимических, поведенческих и других признаков организма, обуславливающих репродукцию.

Пол организма, как и любой признак, развивается, с одной стороны, под влиянием генотипа, с другой — факторов внешней среды. Для различных организмов влияние генотипа и факторов внешней среды на определение пола различно, т.е. у одних организмов (человек, большинство млекопитающих) определяющим является генотип, у других (рыбы, некоторые черви) – фактор внешней среды.

Рассказ учителя, сопровождающийся составлением схемы (Приложение 1).

Рассмотрим основные способы определения пола у раздельнополых организмов.

Определение пола до слияния гамет. У коловраток, тлей, первичных кольчецов развиваются два сорта яйцеклеток: крупные и мелкие. В дальнейшем из крупных яйцеклеток появляются самки, а из мелких — самцы. Такое определение пола называют прогамным.

Определение пола после слияния гамет. У морского червя Bonellia viridis самка относительно большая, самец – мелких размеров. Он постоянно живет в половых путях самки. Личинка червя бисексуальна, развитие самца или самки из такой личинки зависит от случая. Если личинка попадает на хоботок самки, то она превращается в самца, если прикрепится к субстрату (опоре) — то в самку. Подобный тип определения пола называют эпигамным.

Определение пола в момент оплодотворения – сингамное. Это — генетическое определение пола, так как зависит от баланса хромосом. Довольно часто его называют хромосомным определением пола.

Определение пола без оплодотворения. Примером может служить дафнии – мелкие ракообразные. Партеногенетически размножающиеся самки дафний в нормальных условиях производят, как правило, себе подобных потомков женского пола. При ухудшении условий существования (понижение температуры, уменьшения количества солнечных лучей, нехватка пищи и др.) из обычных партеногенетических яиц могут развиваться не только самки, но и самцы.

* Переопределение пола можно наблюдать у атлантической сельди. Сельди живут небольшими стаями, в каждой из которой имеется один самец и несколько самок. Если самец погибает, то через некоторое время самая крупная самка превращается в самца.

2. Хромосомное определение пола.

Проблема

От чего же зависит появление мужских и женских особей?

Хромосомный набор человека (кариотип) содержит 22 пары хромосом (аутосом), одинаковые у мужского и женского организмов, и одну пару хромосом (половые), по которой различаются оба пола. Половые хромосомы у женщин одинаковые, их называют X-хромосомы, у мужчин имеется одна X-хромосома и другая Y-хромосома.

Согласно хромосомной теории пола К.Корренса (1907) пол, имеющий одинаковые половые хромосомы, называют гомогаметный, так как он дает один тип гамет, а имеющий разные – гетерогаметным, так как он образует разные типы гамет.

Таким образом, у человека хромосомный набор выглядит так:

  • женщина — 44 аутосомы + XX
  • мужчина — 44 аутосомы + XY

D настоящее время изучены пять типов генетического определения пола.

Задание: проанализируйте данные таблицы.

Типы генетического определения пола

Исходя из приведенных табличных данных следует, что у человека, дрозофилы и ряда других организмов гомогаметен женский пол, у бабочек, пресмыкающихся, птиц — гетерогаметен. У перепончатокрылых (пчелы, осы, наездники) самцы развиваются из неоплодотворенных яиц и имеют гаплоидный набор хромосом- n, а самки из оплодотворенных яиц имеют диплоидный набор хромосом — 2n.

3. Наследование признаков сцепленных с полом.

В том случае, когда гены ответственные за формирование какого-либо признака, расположены в аутосомах, наследование осуществляется независимо от того, какой из родителей (мать или отец) являются носителем изучаемого признака. Но ситуация резко изменяется, когда признаки определяются генами, лежащими в половых хромосомах.

Признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом, называют сцепленными с половыми хромосомами (гоносомное наследование). X- хромосома значительно больше по своим размерам Y-хромосомы (Приложение 2). В X и Y- хромосомах имеются гомологичные участки, содержащие аллельные гены (А). Но в X- хромосоме есть большой участок, которому нет гомологичного в Y-хромосоме (В). Признаки, развитие которых детерминируют гены, расположенные в негомологичном участке X- хромосомы, называются сцепленными с X- хромосомой. Таких признаков для человека описано около 200 (дальтонизм, гемофилия — рецессивные и доминантные — рахит, темная эмаль зубов и др.)

Голандрические признаки детерминируются генами, расположенными в негомологичном участке Y-хромосомы (С), и проявляются фенотипически только у мужчин и передаются от отца ко всем сыновьям. Таких генов описано 6 (ихтиоз, волосатость ушей, перепонка между пальцами ног и др.)

Работа у доски — решение генетической задачи.

Задача. Рецессивный ген гемофилии (несвертываемость крови) сцеплен с X- хромосомой (с полом). Отец девушки страдает гемофилией, тогда как мать в этом отношении здорова и происходит из семьи, благополучной по данному заболеванию. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать о будущих сыновьях и дочерях.

Дано:

  • Объект: человек
  • Признаки: нормальная свертываемость крови- H, гемофилия- h

Определить: рождение в семье здоровых и больных сыновей и дочерей.

Решение: отец девушки – гемофилик, значит, единственная X- хромосома в его генотипе несет рецессивный ген. Мать девушки и ее предки здоровы: следовательно, полученная от нее дочерью вторая X- хромосома имеет доминантный ген нормальной свертываемости крови. Таким образом, генотип девушки X H X h , генотип юноши X H Y .

Другие публикации:  Договор купли продажи доли в квартире по наследству

Ответ: все дочери будут фенотипически здоровы, но из них 50% могут оказаться носителями гена гемофилии, а сыновья 50% — здоровы, 50% — гемофилики.

Такое наследование получило название “крисс — кросс” (или крест-накрест) сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери — признак отца.

II. Самостоятельная работа

Форма работы: групповая (класс делится на три группы).

Задача №126 (1 группа) — ген локализован в X- хромосоме.

Отец и сын — дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал свой недостаток от отца?

Задача №134 (2 группа) — ген локализован в Y — хромосоме.

У человека в Y – хромосоме находится ген, определяющий развитие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Определите, какие будут дети и внуки у мужчины с перепонками между пальцами и какова их вероятность?

*Задача №131 (3 группа) — один ген локализован в аутосомах, другой в половой X-хромосоме.

Альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном, а гемофилия – рецессивным геном, сцепленным с полом. Женщина – альбинос, отец которой был гемофиликом, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого был альбиносом. Какова вероятность рождения в этой семье первых двух сыновей нормальными?

III. Закрепление

Фронтальный опрос

1. Какие типы определения пола вы можете назвать?

2. Какие хромосомы называются половыми?

3. Какой пол называется гомогаметным, и какой – гетерогаметным? Приведите примеры.

4. Почему рождается примерно одинаковое количество особей мужского и женского пола?

5. Как генетически определяется пол у человека?

6. Назовите генетические и физиологические факторы, определяющие пол у человека.

7. Что такое сцепление генов с полом?

8. Какие особенности наследования признаков, сцепленных с полом, вы можете назвать?

9. Что такое голандрические признаки? Приведите примеры.

10. О каких признаках говорят, что они ограничены полом?

11. Объясните, почему близкородственные браки часто приводят к понижению жизнеспособности потомства и его вырождению.

12. Объясните с позиции генетики, почему облысевших мужчин намного больше, чем женщин?

IV. Домашнее задание

1. Решить задачу

*Гипертрихоз (волосяной покров по краю раковины) передается как голандрический признак (через Y-хромосому), а полидактилия (шестипалость) – как доминантный аутосомный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать – полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребенок в семье будет также без обеих аномалий?

2. Глава 9.4, с. 285-289, терминология с. 290-291

Научный взгляд на телегонию: чего ждать, если ваша бабушка «согрешила с водолазом»

Для начала договоримся о терминах. Удивительно, но уже здесь нет единства: по результатам запроса в Яндексе мы видим, что разнообразные источники телегонию называют «наукой», «концепцией», «тайной человечества» и даже «инструментом совершенствования биологического вида». Мы остановимся на «классическом» варианте, который предполагает, что предыдущий половой партнер матери может как-то влиять на ее потомство от последующего. Поясним сразу, что нас интересуют не этические аспекты этого вопроса, а только физиологические и молекулярные механизмы.

Взлет и падение

Датой рождения телегонии как понятия можно считать 1868 год, когда Чарльз Дарвин (да-да, и этот фундамент тоже заложил он) в своей книге «Изменение животных и растений в домашнем состоянии» привел разнообразные свидетельства этого явления. Большинство из них представляли собой рассказы «очевидцев», полученные Дарвином через третьи руки, и поэтому научным аргументом являться не могли. Единственным задокументированным случаем, вошедшим с тех пор во все популярные тексты, остается история кобылы лорда Мортона. Если коротко, кобыла арабских и английских кровей была случена с кваггой (ныне истребленный подвид зебры) и принесла потомство с характерными полосками. В следующий раз, уже от самца своей породы, она снова принесла жеребят, внешне напоминавших кваггу. Ситуация повторилась и через восемь лет: в отсутствие жеребца-квагги опять родились полосатые дети.

Люди того времени не нашли в этой истории ничего удивительного, но после книги Дарвина о ней активно заспорили ученые: могут ли свойства первого самца передаваться потомству от второго? Бум научного исследования телегонии пришелся на конец XIX — начало XX века, с многочисленными гипотезами и экспериментами для их проверки. Однако ни один эксперимент это явление подтвердить не смог. Ни крысы, ни мухи, ни даже лошади не соглашались наследовать признаки таким необычным образом. К середине века попытки найти научное объяснение закончились, споры о телегонии ушли в подполье и со страниц научных журналов переместились на любительские форумы. Казалось бы, тема закрыта и точка поставлена. Но не тут-то было.

Народная мудрость

Один из самых популярных поисковиков научной литературы — Pubmed — по запросу telegony предлагает всего восемь ссылок на статьи, намекая тем самым, что тема не является актуальной и широко исследуемой. В то же время Яндекс выдает три миллиона результатов, из которых первый — «Википедия» (где телегония названа «опровергнутой и устаревшей концепцией»), а все последующие ведут на сайты и форумы, полные споров и размышлений. Как правило, на таких сайтах авторы заключают, что соответствующая теория «является спорной», «покрыта тайной» или же «ученые знают недостаточно о работе наших генов». Есть, конечно, и те, кто считает телегонию однозначно доказанной.

Впрочем, судя по сообщениям на форумах, люди предпринимают попытки рационально вписать телегонию в свою картину мира. В частности, их интересует, сколько времени держится явление телегонии (можно ли исчерпать эффект за первые несколько беременностей), предотвращают ли его барьерные методы контрацепции (встает вопрос о природе передаваемых свойств и физических размерах их носителей) и как быть с поцелуями (ведь это тоже смешение жидкостей). Можно придумать еще множество не менее интригующих вопросов к этому явлению, но сообщения на форумах предвосхищают даже самые смелые фантазии. Так, автор этой статьи с удивлением узнал о существовании «мужской телегонии» и о том, что измена мужа может привести к рождению у законной жены ребенка, похожего на любовницу неверного супруга.

Отметим, что так же, как и в книге Дарвина, все приводимые на сайтах аргументы, факты и жизненные истории носят характер устных сообщений и не подтверждаются ни научными описаниями, ни медицинскими свидетельствами. Единственный современный научный аргумент, который приводит большинство авторов, — это статья 2014 года, в которой явление, похожее на телегонию, было показано на мухах Telostylinus angusticollis. Самок спаривали последовательно с двумя самцами, и оказалось, что размер потомства зависит от размеров первого самца. И нас здесь интересует даже не то, что авторам текстов на сайтах вполне достаточно настолько отдаленного доказательства. Гораздо более удивительно, что ученые почему-то вернулись к давно заброшенной теме, а значит, про нее действительно известно далеко не все.

Спаривающиеся мухи Telostylinus angusticollis

Для начала разберемся, что на самом деле случилось с кобылой лорда Мортона. За давностью лет проверить чистоту этого эксперимента непросто. Однако даже если предположить, что сообщение соответствует действительности, можно найти этому феномену объяснения, не предусматривающие телегонии. Так, доцент кафедры генетики МГУ им. М.В. Ломоносова Андрей Синюшин полагает, что полоски, появившиеся у потомства кобылы, — лишь одно из проявлений изменчивости. В качестве примера он приводит павлинов. На острове Ява существует популяция белых павлинов-альбиносов, но в европейском зоопарке птенец-альбинос может родиться и у обычного павлина, из чего никак не следует, что здесь как-то замешан его далекий белый собрат. Та же история с лошадью и кваггой. У лошадей встречается окраска в виде полос, но крайне редко, чего не скажешь о кваггах. И удивительную историю с полосатыми жеребятами оказалось гораздо проще приписать неизвестному феномену, чем редкому, но возможному стечению обстоятельств.

Объяснение истории с мухами, пожалуй, чуть сложнее. Действительно, размер первого партнера определяет размер потомков от второго партнера. Формально это явление можно отнести к телегонии. Но передачей наследственной информации назвать нельзя, потому что эффект достигается за счет белков семенной жидкости, которые остаются в организме самки и действуют на незрелые яйцеклетки, стимулируя их рост или перераспределение ресурсов. Едва ли можно на таком основании заключать, что у других животных, и тем более у человека, этот механизм тоже будет работать.

Но на самом деле современные ученые знают о телегонии гораздо больше, чем кажется. Однако они предпочитают пользоваться термином «неменделевское наследование», чтобы не быть понятыми превратно. В связи с развитием молекулярных методов в последнее время возрос интерес к альтернативным методам передачи информации между организмами. И вот что обнаружилось.

В сердце навеки

Возможно, вы, как и автор этой статьи до недавнего времени, рассматриваете половой акт как способ доставить сперматозоид к яйцеклетке (и внутрь нее). Получилось оплодотворить — хорошо, не получилось — значит, не было ничего. Однако эта модель сильно упрощена. Не стоит забывать о том, что сперма, во-первых, содержит сильно больше сперматозоидов, чем нужно для оплодотворения, а во-вторых, состоит почти на 70% из семенной жидкости. Сперматозоиды, как и любые клетки нашего организма, выделяют в окружающую среду фрагменты своей ДНК — так называемую внеклеточную ДНК (о ее загадочных функциях читайте на «Чердаке»). Пока неясно, может ли эта ДНК проникать из половых путей женщины в кровоток. Зато известно, что в некоторых случаях клетки человека могут поглощать ДНК извне и даже встраивать в свой геном. Если это действительно так, то получается, что мужчина может поделиться с женщиной своей генетической информацией напрямую, вне зависимости от того, произошло оплодотворение или нет.

Кстати, сами сперматозоиды тоже активно захватывают нуклеиновые кислоты из окружающей среды и передают яйцеклетке при оплодотворении. Поэтому можно предположить, что если внеклеточная ДНК первого партнера останется, например, на стенке яйцевода, то сперматозоид второго партнера способен ее поглотить и передать будущему зародышу.

Более того, было неоднократно замечено, что сперматозоиды могут проникать в соматические (неполовые) клетки организма. Сперматозоиды могут поглощать клетки иммунной системы, а еще они умеют сливаться с клетками, выстилающими половые пути. Таким образом, не исключено, что каждый партнер остается если не в сердце, то хотя бы в стенках половых путей женщины. А дальше образовавшиеся в результате такого слияния (то есть химерные) клетки могут продолжать выделять внеклеточную ДНК, полученную от предыдущего партнера, и влиять на сперматозоиды последующего.

Другие публикации:  Система арбитражных судов рф и задачи основные полномочия

Все лучшее — детям

Мы уже писали на «Чердаке» о сложных взаимоотношениях организмов матери и плода. В определенном смысле зародыш выступает как губка и впитывает из своего микроокружения все подряд. Этот процесс может начаться на самых ранних стадиях: ученые обнаружили в зиготах млекопитающих множественные разрывы ДНК, а на клеточном уровне это означает, что чужеродный участок ДНК может встроиться между концами разрыва. В таком случае речь пойдет о полноценной передаче генетической информации.

Потом зигота развивается в плод и мать начинает «кормить» его содержимым своего кровотока, то есть клетками и молекулами. А ребенок в таком возрасте пока еще ест очень хорошо. Поэтому в его организм могут попасть, кроме обычных клеток матери, химерные клетки, которые получились в результате поглощения чужеродной ДНК или слияния со сперматозоидом предыдущего партнера. Ну и, конечно, в крови образуется большой генетический коктейль из внеклеточной ДНК, выделенной обычными клетками матери, химерными клетками и сперматозоидами. Всю эту ДНК клетки зародыша гипотетически могут захватить. Этот механизм сложно считать наследованием генетической информации ребенком от не-отца, так как не все клетки плода будут эту информацию нести. Но теоретически это могло бы повлиять на свойства зародыша, например, если бы чужеродная ДНК интегрировалась в активно делящиеся клетки и сохранилась бы во всех их потомках.

Кто у кого в печенках сидит

Мать и зародыш ведут непрерывный клеточный обмен. Клетки матери встраиваются в ткани зародыша, в то же время клетки зародыша поселяются в органах матери. Оба организма становятся химерными. Что характерно, при этом абсолютно неважно, чем заканчивается беременность. Даже при абортах и выкидышах, если они происходят на достаточно поздней стадии, клетки плода успевают колонизировать материнский организм. Отдельно стоит отметить феномен «исчезающего близнеца» — при этом из зародышей-близнецов один выживает, а другой рассасывается, но тоже часто оставляет свой клеточный след.

Несложно догадаться, что происходит дальше. Среди материнских клеток, заселяющих ткани плода, могут встретиться клетки его старших братьев и сестер — как существующих, так и не родившихся. И если они были зачаты от другого отца, то плод получает чужую генетическую информацию. Не будем, наконец, забывать про внеклеточную ДНК, которую все эти клетки продолжают выделять.

Эти постоянные миграции клеток и молекул, незаметные на первый взгляд, приносят неожиданные результаты. Ученые в нескольких исследованиях искали у женщин, девочек и зародышей женского пола в крови и тканях фрагменты Y-хромосомы (это называют мужским микрохимеризмом). И обнаружили, кто-то — у 14%, а кто-то — аж у 75%. Во всех случаях было очевидно, что испытуемые не больны генетическими заболеваниями и Y-хромосома присутствует не во всех клетках. В качестве причин микрохимеризма называют предыдущие беременности (у женщин) или наличие старших братьев (у девочек и зародышей). Еще одним фактором, не имеющим, впрочем, отношения к телегонии, стало переливание крови, ведь она тоже несет с собой внеклеточную ДНК. Однако даже все вышеперечисленные факторы, вместе взятые, не объясняют всех случаев мужского микрохимеризма. Приходится предположить, что существуют еще какие-то окольные, неведомые пути, которыми Y-хромосома проникает в женский организм.

Здесь нужно обратить внимание на то, что Y-хромосома была выбрана для исследования микрохимеризма как самый простой объект. Это большой участок ДНК, который гарантированно не должен встречаться в женском организме, поэтому его там легко обнаружить. Для того чтобы выявить чужеродную ДНК из других хромосом, потребуется гораздо более сложный и детальный анализ. Можно себе представить, сколько на самом деле чужеродного генетического материала оказывается в организме женщины, если одна только Y-хромосома обнаруживается в таких количествах! Кстати, очевидно, что у детей мужского пола должны работать те же механизмы и они тоже должны становиться химерами, просто это гораздо сложнее показать.

Сохраняйте спокойствие

Возможно, когда вы дочитали до этого места, вам стало несколько не по себе. Вы не одиноки: автор этого текста тоже нервно ерзал на стуле, перебирая современные статьи. Тем не менее мы уверены: все не так страшно! И вот почему.

Во-первых, все вышеперечисленные события маловероятны. Каждое из них (например, слияние сперматозоида с соматической клеткой или поглощение клеткой фрагментов внеклеточной ДНК) было показано лишь в небольшом проценте случаев. Мы видим, что для полноценной передачи потомству от последующего партнера информации о свойствах предыдущего партнера должно произойти несколько таких маловероятных событий, а значит, суммарная вероятность еще меньше. К счастью для нас, организм человека работает как биологическая, а не математическая система. И из того, что какой-то феномен теоретически может иметь место, совсем не следует, что так действительно бывает.

Во-вторых, ни один случай телегонии у человека, и даже у млекопитающих, достоверно зафиксирован не был. На данный момент наши знания о подобных случаях ограничиваются насекомыми. Научные статьи предлагают нам точные данные лишь об отдельных кусочках возможного процесса, которые можно рассматривать просто как интересные особенности нашей физиологии. Не стоит думать, что перед нами приспособления для неменделевского наследования признаков. Например, если сперматозоиды и сливаются с соматическими клетками, то едва ли потому, что это для чего-то нужно, а, скорее всего, просто потому, что могут.

В-третьих, передача ДНК не обязательно влечет за собой наследование признака. Участок ДНК может нести значимую информацию, а может представлять обрывок гена или некодирующий участок. И тогда его наличие никак не скажется на клетке, не говоря уже об организме. Более того, поглощение ДНК клеткой еще не означает, что эта ДНК будет функционировать. Для этого ей нужно встроиться в определенные участки хромосомы или привлечь к себе множество белков, отвечающих за считывание информации. Наконец, даже если эта чужеродная ДНК встроится в хромосому и начнет там работать, в большинстве случаев из нее получится какой-нибудь белок, являющийся промежуточным звеном в обмене веществ или передаче информации в клетке, и мы об этом никогда не узнаем. Вероятность, что этот белок окажется Тем Самым, отвечающим за легко распознаваемый признак (цвет глаз или кожи), да еще и не встречающимся у официальных родителей ребенка, исчезающе мала.

Но вот что представляется нам действительно важным. Эта история не о том, почему не стоит бояться телегонии, даже если она вдруг произойдет. Эта история — о том, что наши организмы связаны друг с другом несколько теснее, чем мы привыкли думать. Судя по всему, мы регулярно обмениваемся друг с другом ДНК и клетками, часто сами того не подозревая. Вероятно, каждый из нас несет в себе гораздо больше чужеродного, чем кажется. Наш организм — не полностью закрытая от окружающего мира система. И, коль скоро эта система хорошо работает, в ее открытости может быть определенная выгода. Ну или, по крайней мере, нет большой беды.

Как происходит наследование

До работ Грегора Менделя не существовало научной теории, правильно объясняющей законы наследования, и, по мудрому выражению Бальзака, наследственность была «лабиринтом, из которого наука не могла найти выход».

Рождение генетики относят к 1900 г. и связывают с именем монаха Грегора Менделя. Этот скромный человек, не располагавший ни современными лабораториями, ни коллективом сотрудников, имевший в своем распоряжении только небольшой клочок земли, смог провести на первый взгляд очень простые опыты с горохом. Однако полученные им результаты и их гениальное обобщение позволили Менделю впервые сформулировать законы наследования и создать прочную основу для генной теории.

О значении для науки Менделя и его работ хорошо сказал известный американский генетик Рейвин: «Он поднялся на высочайшую ступень, представив абстрактное, но вместе с тем доступное экспериментальной проверке объяснение своих открытий. Его теоретический труд следует расценивать как создание новой биологической науки о передаче наследственных задатков от родителей потомству». Принципы наследственности, установленные Менделем, почти так же важны для биологии, как в свое время атомная теория Дальтона для химии.

В этой книге мы не будем вдаваться в сложные детали механизма наследования. Это специальная область. Читатель при желании углубить свои знания может получить эти сведения из талантливых книг Н. Лучника «Почему я похож на папу» или Шарлотты Ауэрбах «Наследственность» и других научно-популярных изданий. В этой главе мы дадим лишь краткое, элементарное описание механизма наследования, стараясь не перегружать читателя новыми понятиями и терминами.

Незыблемым законом живой природы является воспроизведение себе подобных, что позволяет сохранять преемственность между прошлым и настоящим.

Новый человеческий организм возникает в результате оплодотворения яйцеклетки (зиготы) женщины сперматозоидом (половой клеткой) мужчины. Таким образом, половые клетки являются как бы живым «мостиком», связывающим поколения между собой. Однако оплодотворенное яйцо — это только первый этап зарождающейся жизни. В процессе последующего развития оно должно пройти целую цепь сложных превращений в утробе матери, прежде чем появится на свет ребенок. Для благоприятного развития оплодотворенного яйца требуется соблюдение целого ряда условий, нарушение которых может привести к его неправильному развитию и даже гибели. Эмбриологи, изучающие интимные процессы развития зародыша человека, смогли установить, что вскоре после оплодотворения яйцо подвергается клеточному делению и превращается в многоклеточный организм. Эти клетки будут использованы как строительный материал («кирпичики») для создания тканей и органов будущего человека. Ученые считают, что к моменту рождения на формирование организма ребенка требуется около 200 миллиардов клеток. Очень важной особенностью каждой клетки является то, что она несет в себе огромный запас генетической информации. По мнению одного из исследователей, каждая клетка как бы располагает обширной библиотекой, в которой зафиксировано как прошлое человечества, так и перспектива его последующей жизни — генетическая программа индивидуального развития.

Но как же все-таки происходит наследование?

Другие публикации:  Компенсация росгосстрах банка

Дело в том, что клетка имеет свои особенности, объясняющие механизм передачи наследственности. В каждой клетке два главных структурных и биохимических компонента: цитоплазма и ядро. В клеточных ядрах располагаются хромосомы — нитевидные образования, являющиеся носителями генетической информации. Для здорового человека характерно постоянное количество (ровно 46), величина и форма хромосом, определяемые понятием кариотип. В ядрах соматических клеток, т. е. клеток, образующих ткани человека, содержится 23 пары хромосом. Причем 22 пары хромосом (одинаковые как для мужчин, так и для женщин) получили название аутосом. 23-я пара относится к половым хромосомам: для женщин характерно наличие XX хромосом, а для мужчин — ХУ. Таким образом, формулу хромосомного набора для женщины можно представить как 44+ХХ, а для мужчин — 44+ХУ.

У читателя может возникнуть недоумение: а каково же будет число хромосом при слиянии мужской и женской половых клеток при оплодотворении? 46+46 = 92? Нет, так не происходит! Природа, стремясь к постоянству сохранения различных представителей животного и растительного мира, «предприняла» необходимые меры. Цитологи (ученые, изучающие клетку) смогли установить, что половые клетки (гаметы), принимающие участие в оплодотворении, в своем клеточном ядре несут неполный, а половинный набор хромосом, т. е. не 46, а 23. При оплодотворении происходит восстановление хромосомного набора до 46. Для наглядности обратимся к общепринятой схеме и проследим передачу наследственного материала от родителей детям. На рисунке слева обозначен отец, для которого характерно наличие половых хромосом ХУ, а справа — мать, у которой имеются две X хромосомы — XX.

Исходная к моменту деления клетка при первом, редукционном делении образует две дочерние клетки, имеющие по 23 хромосомы каждая. При втором делении (мейотическом) образуются четыре дочерние клетки, каждая их которых также содержит по 23 хромосомы. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки общее число хромосом удваивается и снова становится равным 46. Таким образом, будущий ребенок получает половину хромосом от матери, а другую половину — от отца. Это очень важный факт, говорящий о том, что за состояние здоровья будущего ребенка одинаково ответственны и мать, и отец.

Итак, хромосомы являются носителями генетической информации. А каков же химический состав этих таинственных образований? Этот вопрос волновал ученых многие годы, заставлял искать новые методологические пути для решения этой сложной задачи. Успех пришел в результате интенсивных научных изысканий биохимиков и физиков. Стало известным, что основным химическим компонентом хромосомы является двуспиральные молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, которую сокращенно принято теперь называть ДНК. Таким образом, ДНК следует рассматривать как материальную основу наследственности в клетке.

Однако, как ни грандиозен был успех в познании сущности наследственного вещества, он все же не давал ответа на многие вопросы. Возникла необходимость в более детальном изучении строения ДНК для того, чтобы представить механизмы и закономерности записи и воспроизведения генетической информации. Здесь, видимо, следует упомянуть, что молекулярные основы наследственности были изучены не на человеке, а на мельчайших живых организмах — вирусах и бактериях. Это объясняется тем, что для химического анализа было необходимо проведение исследований на изолированной клетке. Организм же человека, как мы уже упоминали, состоит из миллиардов тесно взаимодействующих клеток, и выделение одной изолированной клетки является трудной задачей. Самым удобным объектом для этого и оказались более простые по своему строению организмы — вирусы и бактерии, клетки которых хорошо культивируются в лабораторных условиях. Проведенные исследования показали, что информация, определяющая те или иные признаки организма, заложена в отдельных участках большой молекулы ДНК. Эти участки и принято называть генами — единицами наследственности.

Известно, что гены, входящие в состав хромосом, располагаются в линейном порядке и «отвечают» за определенный признак организма. Генетиками эта особенность обобщается в своего рода формулу: «один ген — один признак». Если раньше подразумевали, что один ген «отвечает» за какой-либо определенный признак, то в настоящее время известно, что каждый ген контролирует определенную биохимическую реакцию, протекающую в организме. Формула была уточнена: «один ген — один фермент». В последующем — как пишет лауреат Нобелевской премии, один из создателей модели молекулярной структуры ДНК Дж. Уотсон — «стало ясно, что между геном и признаком не существует простого соотношения и что все сложные признаки организма контролируются многими генами». Вся совокупность генов организма, полученная от родителей, составляет его генотип. Наряду с термином «генотип» генетиками используется и другой термин, о котором читателю необходимо знать, — «фенотип». Под фенотипом подразумевается комплекс внешних признаков организма, проявляющихся в процессе жизни.

Для медиков эти понятия не абстракция. Они очень важны и могут быть использованы в диагностике целого ряда наследственных дефектов, так как для некоторых заболеваний с известным генотипом характерен свой специфический фенотип.

При этом на основании фенотипических (внешних) проявлений врач, однажды увидев ребенка с болезнью Дауна, может диагностировать это наследственное заболевание, даже не проводя специальных цитогенетических исследований.

В то же время хорошо известно, что далеко не всегда имеется четкая взаимосвязь между генотипом и фенотипом. Очень часто для наследственных заболеваний свойственен свой определенный генотип (и в этом их различие), в то время как фенотипические, внешние признаки могут быть сходными. Это значительно затрудняет для врача своевременную постановку правильного диагноза. Так, хроническое воспаление легких (ненаследственное заболевание) по своим признакам очень похоже на муковисцидоз (наследственное заболевание, обусловленное поражением поджелудочной железы). Обычный рахит, связанный с недостатком витамина D, крайне трудно бывает отличить от так называемых рахитоподобных заболеваний наследственной природы: синдром Де Тони — Дебре — Фанкони, фосфатдиабет, гипофосфатазия и др.

Каждый ген в хромосоме занимает определенное место (локус). В хромосомах одной пары (одна, полученная от матери, другая — от отца) гены, занимающие одинаковые положения и контролирующие один и тот же признак организма, называются аллельными. Следовательно, каждый организм обладает аллельными генами. Поскольку два аллельных гена контролируют один и тот же признак, например, производство одного и того же продукта (фермента, пигмента и пр.), они по отношению друг к другу находятся в конкурентных взаимоотношениях. Если, к примеру, рассмотреть наследование цвета радужной оболочки глаз, то «борьба» аллельных генов состоит в том, что один из них «пытается» окрасить глаз будущего ребенка в голубой цвет, а другой — в карий или черный. Здесь следует принять во внимание, что у каждого организма парные гены могут быть или одинаковыми, или разными. Если ребенок получил от отца и матери одинаковые парные гены, контролирующие, например, голубой цвет радужной оболочки глаз, то цвет глаз ребенка будет такой же, как у матери и отца. Такой организм, имеющий одинаковые партнерные гены, называется гомозиготным по этому признаку. В тех же случаях, когда парные гены разные, организм по этому признаку является гетерозиготным.

При этом мать может иметь глаза голубого цвета, а отец — карие. Вот трудная дилемма, возникающая перед ребенком: кому угодить — отцу или матери? К счастью, ребенок не может решить эту проблему сам, и природа не ставит перед ним этот коварный вопрос. Передача наследственного признака подчиняется точно сформулированным законам Грегора Менделя, согласно которым аллельные гены могут быть доминантные и рецессивные. Известно, что аллель, отвечающий за карий или черный цвет радужки, является доминантным (превалирующим) по отношению к рецессивному голубому. В гетерозиготном организме всегда доминирует карий цвет. Следовательно, у ребёнка будут карие глаза.

Тем не менее, могут встречаться семьи, в которых кареглазые родители имеют голубоглазых детей. Для недоумевающих супругов следует иметь в виду, что в подобных ситуациях необходимо припомнить цвет глаз своих ближайших родственников. Нередко дед или бабушка по линии матери или отца имели голубой цвет глаз, т. е. родители ребенка были гетерозиготами.

Эффект этого «голубого» рецессивного гена проявляется только в гомозиготном состоянии. Однако по внешнему виду невозможно определить, кто из двух родителей с карими глазами гомозиготен или же гетерозиготен по гену, контролирующему карий цвет глаз, ведь глаза у обоих родителей одного и того же цвета — карие.

Гены обладают и другими свойствами, которые необходимо иметь в виду. Например, ген может оказывать свое влияние не только на какой-либо один, а на многие признаки. В этих случаях генетики говорят о явлении плейотропности гена. Хорошо известно, что большинство признаков человека и животных зависит от многих генов.

Как уже упоминалось ранее, в этой главе нами не преследовалась цель дать детальное описание механизма наследования. Мы считали возможным ограничиться только самой простой схемой, минимумом понятий и терминов.

Нам хотелось показать, что наследственность, окутанная в течение многих веков тайной, познаваема и имеет материальную основу в виде заключенных в хромосомы молекул ДНК.

Еще статьи:

  • Какие предметы нужно сдать чтобы поступить на адвоката Какие предметы нужно сдавать при поступлении на адвоката Чтобы стать адвокатом с будущем, надо поступать на юридический факультет. Начать освоение данной специальности можно двумя способами: После окончания 9 […]
  • Приставы краснодара западного округа Отдел судебных приставов по Западному округу г. Краснодара Краснодарского края Адрес: 350078, г. Краснодар, ул. Тургенева, 183 Время работы: Вторник 09.00 - 15.00, Четверг 14.00 - 18.00 Телефон для справок: […]
  • Занижение страховой выплаты осаго Занижение суммы страховой выплаты по ОСАГО Занижение суммы страховой выплаты по ОСАГО является самым частным нарушением, страховщики используют это средство повсеместно. Выплаты урезаются как по указанию головного […]
  • Как оформляется долевая собственность на квартиру Как оформить долевую собственность? Возникновение общей собственности на жилье возможно в разных ситуациях: при наследовании недвижимости, при приватизации квартиры, а также если жилье было приобретено в брачных […]
  • Где можно сделать гражданство россии Куда обращаться для получения гражданства РФ в Москве Российская Федерация пользуется большой популярностью среди мигрантов из ближнего зарубежья, причем иностранные граждане стремятся в РФ не только с целью […]
  • Банки дающие кредиты под залог земли Кредит под залог земельного участка без подтверждения доходов Если вам срочно необходима сумма средств и у вас в собственности земельный участок (свыше 6 соток), то можно обратиться за помощью в банк. Банки […]
Наследование признаков ребёнком