Ereditatea legată de sex

O genă aflată pe cromozomul X are o transmitere diferită de una aflată pe un autozom. În modelul cromozomial obișnuit, fiul primește X de la mamă și Y de la tată, iar fiica primește câte un X de la fiecare părinte. Un tată nu transmite fiului alela aflată pe X. Când o alelă recesivă de pe X produce o boală, un băiat cu acea alelă este afectat deoarece nu are o a doua copie a genei pe alt X care să compenseze efectul. O fată cu o singură alelă modificată este, în modelul școlar, purtătoare; unele purtătoare pot avea și manifestări ușoare.

Hemofilia A apare prin deficitul factorului VIII, iar hemofilia B prin deficitul factorului IX al coagulării; ambele pot provoca sângerări prelungite. În daltonismul roșu-verde, persoana distinge cu dificultate roșul de verde; formele obișnuite sunt tot legate de X. Folosim litere diferite pentru alelele fiecărui caracter: $X^H$ și $X^h$ pentru exercițiul despre hemofilie, respectiv $X^D$ și $X^d$ pentru cel despre daltonism. Nu amesteca simbolurile celor două probleme.

O mamă purtătoare poate transmite alela modificată atât fiicelor, cât și fiilor. Probabilitatea se calculează separat pentru fiecare sarcină. Lecția Bolile ereditare umane așază aceste exemple în clasificarea bolilor genice.

Hemofilia A și B sunt determinate de variante ale genelor pentru factorii VIII, respectiv IX; întârzierea coagulării poate duce la hemoragii prelungite și sângerări în articulații. Deficiența de vedere cromatică roșu-verde apare prin variante ale genelor pentru fotopigmenții conurilor și face dificilă distingerea acestor culori. Consilierea genetică explică riscul de transmitere, iar diagnosticul prenatal poate fi discutat în familie când există indicație medicală.

La moștenirea recesivă legată de X, notația alelei se atașează cromozomului X; Y nu primește un exponent corespunzător, deoarece modelul urmărește o genă de pe X fără alelă omoloagă pe Y. Pentru hemofilie, $X^H{X}^h$ este mama purtătoare, iar $X^{H}Y$ tatăl neafectat. Mama produce gameți $X^H$ și $X^h$, tatăl produce gameți $X^H$ și $Y$.

Exemplu lucrat. Combinăm cei doi gameți materni cu cei doi paterni: $X^H{X}^H$ este fiică neafectată, $X^H{X}^h$ este fiică purtătoare, $X^{H}Y$ este fiu neafectat, iar $X^{h}Y$ este fiu cu hemofilie. Cele patru combinații au fiecare probabilitatea $1/4$ în modelul simplu. Dintre fii, jumătate sunt afectați; dintre toți copiii, un sfert sunt fii afectați. Aceste două procente au numitori diferiți. Dacă tatăl este $X^{h}Y$ și mama $X^H{X}^H$, toate fiicele primesc $X^h$ și sunt purtătoare în acest model, iar fiii primesc Y patern și $X^H$ matern, deci nu moștenesc hemofilia tatălui.

Genele de pe cromozomul Y, precum gena SRY care determină diferențierea testiculelor, se transmit numai de la tată la fii (transmitere holandrică). Alelele dominante legate de X (de exemplu cea a rahitismului hipofosfatemic) se manifestă la ambele sexe: un tată afectat transmite alela tuturor fiicelor și nici unui fiu. Frecvența unei alele recesive de pe X se calculează cu legea Hardy–Weinberg: dacă frecvența alelei este $q$, atunci frecvența bărbaților afectați este $q$, iar a femeilor afectate este $q^2$.

Exemplu rezolvat 1: daltonismul în populație. Aproximativ 8% dintre bărbați sunt daltoniști, deci $q=0,08$.

1. Femeile afectate (homozigote $X^d{X}^d$): $q^2=0,08^2=0,0064$, adică 0,64%.
2. Femeile purtătoare: $2pq=2\cdot 0,92\cdot 0,08=0,1472$, adică aproximativ 14,7%.
3. Concluzia: daltonismul este mult mai rar la femei decât la bărbați, deoarece femeia are nevoie de două alele recesive, iar bărbatul de una singură.

Exemplu rezolvat 2: două sarcini ale unei mame purtătoare. Mama este $X^H{X}^h$, iar tatăl $X^{H}Y$.

1. Un fiu are probabilitatea $\frac{1}{2}$ de a fi afectat, iar un copil are probabilitatea $\frac{1}{2}$ de a fi băiat; deci un copil oarecare este fiu afectat cu probabilitatea $\frac{1}{4}$.
2. Probabilitatea ca ambii copii din două sarcini separate să fie fii afectați este $\frac{1}{4}\cdot \frac{1}{4}=\frac{1}{16}$.
3. Probabilitatea ca o fiică să fie afectată este 0, pentru că primește $X^H$ de la tată; ea este purtătoare cu probabilitatea $\frac{1}{2}$.

La femeile purtătoare, unul dintre cei doi cromozomi X este inactivat în fiecare celulă (corpul Barr), iar proporția celulelor cu cromozomul X normal activ poate explica manifestări ușoare ale bolii.

În probleme, scrie întâi genotipurile părinților, apoi gameții și toate combinațiile, și precizează dacă probabilitatea cerută se referă la toți descendenții sau numai la un sex. Mamă purtătoare × tată cu hemofilie: $X^H{X}^h\times X^{h}Y$. Mama formează gameți $X^H$, $X^h$, tatăl $X^h$, $Y$. Rezultă, fiecare cu probabilitatea $1/4$: fiică purtătoare $X^H{X}^h$, fiică afectată $X^h{X}^h$, fiu sănătos $X^{H}Y$ și fiu afectat $X^{h}Y$. Dintre fiice, jumătate sunt afectate; dintre fii, jumătate sunt afectați. Mamă cu daltonism × tată cu vedere cromatică normală: $X^d{X}^d\times X^{D}Y$. Mama transmite numai $X^d$, iar tatăl $X^D$ fiicelor și $Y$ fiilor; toate fiicele sunt purtătoare $X^D{X}^d$, iar toți fiii sunt afectați $X^{d}Y$.

Pentru daltonismul roșu-verde, aceeași schemă se poate nota $X^D{X}^d\times X^{D}Y$: rezultă o fiică $X^D{X}^D$, o fiică purtătoare $X^D{X}^d$, un fiu $X^{D}Y$ și un fiu afectat $X^{d}Y$. În fiecare problemă, compară rezultatul cerut cu numitorul: „dintre fiice”, „dintre fii” sau „dintre toți copiii”. Pentru prevenirea complicațiilor contează identificarea precoce a bolii; sfatul genetic și, când este indicat, diagnosticul prenatal clarifică riscul familial, fără a modifica genotipul copilului.

Exemplu în formatul examenului (complement simplu). O femeie purtătoare de hemofilie și un bărbat sănătos au un copil. Care este probabilitatea ca acest copil, de sex nespecificat, să fie băiat hemofilic?

• a) 0
• b) 1/8
• c) 1/4
• d) 1/2
• e) 3/4

Răspuns: c. Încrucișarea $X^H{X}^h\times X^{H}Y$ dă patru combinații egal probabile: $X^H{X}^H$, $X^H{X}^h$, $X^{H}Y$ și $X^{h}Y$. Doar $X^{h}Y$ este băiat hemofilic, deci probabilitatea este $\frac{1}{4}$. Răspunsul $\frac{1}{2}$ se obține dacă se întreabă probabilitatea de a fi afectat dintre fii.

Greșeli frecvente

• Greșit: Tatăl cu hemofilie transmite automat boala fiilor.
  Corect: Fiilor le transmite Y; alela de pe X patern ajunge la fiice.
• Greșit: În încrucișarea $X^H{X}^h\times X^{H}Y$, jumătate dintre toți copiii sunt fii afectați.
  Corect: Jumătate dintre fii, adică un sfert dintre toți copiii, au $X^{h}Y$.
• Greșit: O fiică purtătoare are două alele modificate.
  Corect: În modelul recesiv simplu, poartă o alelă modificată și una funcțională.

Înainte și după