Открыть сервисСервис

Половые хромосомы человека

Половые хромосомы — пара хромосом, определяющих биологический пол человека и многих других амниот. У человека нормальный набор хромосом составляет 46 (23 пары), из которых 22 пары — аутосомы, а одна пара — половые хромосомы. У женщин это две X-хромосомы (нотация 46,XX), у мужчин — одна X и одна Y-хромосома (нотация 46,XY).

Строение и размеры половых хромосом

X-хромосома — крупная акроцентрическая хромосома, содержащая около 800–900 генов. Среди генов X-хромосомы — гены, важные не только для полового развития, но и для общего функционирования организма: ген фактора свёртывания крови VIII (гемофилия А), ген фактора IX (гемофилия В), ген красного зелёного цветоощущения, ген иммуноглобулина. Длина молекулы ДНК X-хромосомы составляет около 155 млн пар нуклеотидов (примерно 5 % общего генома).

Y-хромосома значительно меньше — около 50–60 млн пар нуклеотидов, содержит порядка 50–70 генов. Основной из них — ген SRY (Sex-determining Region Y), продукт которого — белок T-домен, запускающий развитие зародыша по мужскому типу. Также на Y-хромосоме расположены гены AZF (Azoospermia Factor), отвечающие за сперматогенез; их делеции приводят к мужскому бесплодию.

Механизм определения пола

У человека пол определяется генетически, по наличию или отсутствию Y-хромосомы. Ген SRY, локализованный в коротком плече Y-хромосомы, кодирует транскрипционный фактор, который инициирует дифференцировку гонад в семенники. В отсутствие Y-хромосомы (или при делеции SRY) гонады развиваются по умолчанию в яичники, и организм формируется по женскому типу.

Важную роль играет процесс инактивации X-хромосомы (конденсация Барра). Поскольку у женщин две X-хромосомы, а у мужчин одна, для выравнивания дозы генов одна из X-хромосом в клетках женского организма случайным образом сворачивается в гетерохроматинное тельце Барра. Этот процесс происходит на ранних стадиях эмбриогенеза и впоследствии закрепляется во всех дочерних клетках.

Наследование генов, локализованных в половых хромосомах

Гены, расположенные в гомологичных участках X- и Y-хромосом, наследуются как аутосомные. Гены, характерные только для X-хромосомы, наследуются сцепленно с полом. Признаки, кодируемые рецессивными генами X-хромосомы, проявляются у женщин только в гомозиготном состоянии, а у мужчин — при наличии единственной копии гена (гемизиготность). Поэтому гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна, ряд форм дальтонизма значительно чаще встречаются у мужчин.

Женщины-гетерозиготы по таким генам могут быть бессимптомными носительницами, хотя в ряде случаев (например, при гемофилии А) возможна лёгкая клиническая манифестация вследствие случайной инактивации X-хромосомы.

Хромосомные аномалии пола

Нарушения в числе половых хромосом приводят к ряду клинических синдромов:

СиндромНотацияКлинические проявления
Синдром Клайнфельтера47,XXYМужчины с гипогонадизмом, бесплодие, высокий рост, иногда гинекомастия
Синдром Тёрнера45,X (моносомия по X)Женщины, низкий рост, половое недоразвитие, шейный веб, бесплодие
Синдром XYY47,XYYМужчины, высокий рост, обычно нормальная фертильность
Синдром XXX47,XXXЖенщины, часто без клинических проявлений, возможна лёгкая задержка развития
Синдромы мозаицизма46,XY/45,X и др.Разнообразные фенотипы в зависимости от распределения клонов

Синдром Тёрнера — единственная моносомия, совместимая с жизнью человека; полный геном с отсутствием любой аутосомы летален на ранних стадиях развития. При этом у части пациентов с фенотипом Тёрнера выявляется мозаицизм (например, 45,X/46,XY), что смягчает проявления.

Половые хромосомы у других видов

Система определения пола XY характерна не только для человека. У дрозофилы пол также определяется соотношением X-хромосом к числу наборов аутосом, а не просто наличием Y. У ряда млекопитающих (например, у некоторых грызунов) Y-хромосома может быть утрачена или заменена иными механизмами. У птиц, пресмыкающихся и некоторых рыб действует обратная система ZW, где самки гетерогаметны (ZW), а самцы — гомогаметны (ZZ).

Медицинское значение

Определение кариотипа (набора хромосом) проводится в рамках пренатальной диагностики (амниоцентез, биопсия хориона) и при подозрении на хромосомные аномалии. Методы — кариотипирование по метафазным хромосомам, FISH-анализ, хромосомный микроматричный анализ. Выявление аномалий половых хромосом позволяет прогнозировать развитие ребёнка и планировать медицинскую помощь.

История открытия

Роль половых хромосом в определении пола была впервые обнаружена Эдмундом Бичером Уилсоном в 1905 году. Термин «гетерохроматин» и явление инактивации X-хромосомы были описаны Мэри Лайон в 1961 году (гипотеза Лайонизации). Ген SRY был клонирован в 1990 году группой под руководством Питера Гудфеллоу.

Источники

  • Медицинская генетика: учебное пособие / под ред. акад. РАМН.
  • Генетика человека (трактат по медицинской генетике) — Том 1–11, издательство Elsevier.
  • Нусинов Ю. Г. Медицинская генетика: учебное пособие.
  • Наследственные болезни у детей: учебное пособие / под ред. Н. П. Кисляк, Т. В. Николаевой.
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru