ข้อมูล

การปิดใช้งาน X นำไปสู่การแสดงออกของความผิดปกติแบบถอยที่เชื่อมโยงกับเพศในครึ่งหนึ่งของเซลล์ของผู้ให้บริการหญิงหรือไม่?

การปิดใช้งาน X นำไปสู่การแสดงออกของความผิดปกติแบบถอยที่เชื่อมโยงกับเพศในครึ่งหนึ่งของเซลล์ของผู้ให้บริการหญิงหรือไม่?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

หากโครโมโซม X ตัวใดตัวหนึ่งในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศเมียถูกปิดการใช้งานแบบสุ่ม (กล่าวคือ กลายเป็นร่างกายของ Barr) ในแต่ละเซลล์ ไม่ควรครึ่งหนึ่งของเซลล์ทั้งหมดในเพศหญิงที่เป็นพาหะสำหรับโรคด้อยที่เชื่อมโยงด้วย X (กล่าวคือ Duchenne ล่ำ เสื่อม) แสดงความผิดปกติ?


ใช่และไม่ใช่... คุณพูดถูกที่ X-Chromosome Inactivation จะสุ่มปิดการใช้งานโครโมโซม X ที่ดี (เช่น โครโมโซมที่ไม่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์/โรค) ครึ่งหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าจะไม่เกี่ยวข้องกับฟีโนไทป์ของโรคเสมอไป อาจขึ้นอยู่กับยีนและปัจจัยอื่นๆ เช่น หน้าที่ของยีนอัลลีล เพื่อตรวจสอบว่ามีฟีโนไทป์ของโรคที่แสดงออกด้วยการไม่ทำงานหรือไม่ ตรวจดูเอกสารฉบับนี้ที่กล่าวถึง Duchenne กล้ามเนื้อ dystrophy ในเพศหญิงซึ่งมีให้ใช้งานฟรีบน PubMed


คลิกที่นี่เพื่อสั่งซื้อหนังสือเล่มล่าสุดของเรา A Handy Guide to Ancestry and Relationship DNA Tests

ฉันต้องการทราบว่า X inactivation และการสืบทอดของโรค X-linked recessive ในเพศหญิงมีการเชื่อมโยงกันอย่างไร ตัวอย่างเช่น ผู้หญิงที่เป็นพาหะของตาบอดสีมีการมองเห็นปกติอย่างไร?

X ทั้งหมดที่มีตาบอดสีทำให้ตาบอดสี ทำให้เธอเป็นปกติหรือไม่? ถ้าใช่ นั่นก็ใช่ว่าจะเป็นการขัดกับโครโมโซม X หรือไม่ สุ่ม ปิดการใช้งานในแต่ละเซลล์? และถ้าโครโมโซม X หยุดทำงานแบบสุ่ม ก็มีโอกาสที่เซลล์ตา 80% จะทำงานด้วยยีนสีและ 20% ไม่ทำงาน? ถ้าอย่างนั้นก็ไม่ควรที่ผู้หญิงต่างเพศจะตาบอดสี?

— นักเรียนชีวประวัติของโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายจากอินเดีย

โดยทั่วไป, ผู้หญิงที่เป็นพาหะของการกลายพันธุ์ของตาบอดสีจะมีการมองเห็นสีปกติ และ โดยทั่วไป, การปิดใช้งานโครโมโซม X เป็นแบบสุ่ม ดังนั้นโดยเฉลี่ย 50% ของเซลล์จะหยุดการทำงานของโครโมโซม X หนึ่งและ 50% จะปิดการทำงานของอีกโครโมโซม พาหะของตาบอดสีมีเพียง 50% ของโครโมโซม X "ปกติ" ที่เปิดใช้งาน แต่ก็ยังเพียงพอที่จะมองเห็นเป็นสีได้

แต่ในทางชีววิทยาเกือบทุกอย่าง มีข้อยกเว้น!

คุณมีประเด็นที่ดี เป็นไปได้อย่างยิ่งว่าโดยบังเอิญมากกว่า 50% ของเซลล์สามารถยับยั้งโครโมโซม X เดียวกันได้ แม้ว่า เฉลี่ย คือ 50:50 จะมีตัวอย่างที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าเล็กน้อยเสมอ

และถ้าสิ่งนั้นเกิดขึ้นในผู้หญิงที่เป็นพาหะของโรคที่เกี่ยวข้องกับ X เธออาจมีอาการบางอย่าง มีตัวอย่างสำหรับความผิดปกติหลายอย่างที่เชื่อมโยงกับ X รวมถึงตาบอดสี

แต่ก่อนที่เราจะลงรายละเอียด เรามาทบทวนกันก่อนว่า X inactivation คืออะไร

การปิดใช้งานโครโมโซม X คืออะไร?

ในมนุษย์โครโมโซม X และ Y ส่วนใหญ่กำหนดเพศทางชีววิทยา คนที่มีโครโมโซม X และ Y หนึ่งตัวมักพัฒนาเป็นเพศชาย (XY) คนที่มีโครโมโซม X สองตัวมักพัฒนาเป็นเพศหญิง (XX)

แต่นี่เป็นปัญหาทางพันธุกรรม! ครึ่งหนึ่งของมนุษย์ทั้งหมดมีโครโมโซม X สองเท่า และโดยปกติการมีโครโมโซมเกินมานั้นไม่ดี แล้วคนล่ะสบายดีกับ ทั้ง 1 หรือ 2 ของพวกเขา? คุณรักษาสิ่งต่าง ๆ ให้สมดุลได้อย่างไร?

เพื่อแก้ปัญหานี้ มนุษย์ (เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนมาก) ใช้สิ่งที่เรียกว่า การปิดใช้งานโครโมโซม X.

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา เมื่อตัวอ่อนเพศหญิงมีขนาดประมาณ 8-16 เซลล์ แต่ละเซลล์จะ "ปิด" โครโมโซม X ตัวใดตัวหนึ่งของมัน 1,2 . แต่ละเซลล์สุ่มเลือกโครโมโซม X เพื่อปิดใช้งาน ดังนั้นประมาณ 50% ของเซลล์ในร่างกายจะหยุดการทำงานของโครโมโซม X ตัวหนึ่ง ในขณะที่ 50% ของเซลล์หยุดการทำงานของอีกโครโมโซม


แมวผ้าดิบเป็นตัวอย่างทั่วไปของโครโมโซม X ในการกระตุ้น แพทช์สีส้มและสีดำเกิดจากเซลล์ที่ปิดใช้งานโครโมโซม X ตัวใดตัวหนึ่งหรืออีกอันหนึ่ง
เครดิตภาพ: เจมส์ Petts

ความผิดปกติของ X-linked

เช่นเดียวกับโครโมโซมอื่น ๆ ยีนบนโครโมโซม X อาจมีความผิดปกติในบางครั้ง เงื่อนไขที่เกิดจากยีนเหล่านี้เรียกว่า ความผิดปกติของ X-linked.

ตัวอย่างทั่วไปของความผิดปกติของ X-linked ได้แก่ โรคฮีโมฟีเลีย โรคกล้ามเนื้อเสื่อมบางประเภท โรค X ที่เปราะบาง และตาบอดสีแดง-เขียว

สำหรับความผิดปกติที่เกิดจาก X-linked หลายๆ อย่าง หากบุคคลมียีนทำงานอย่างน้อยหนึ่งเวอร์ชัน พวกเขาจะไม่มีโรคนี้ ที่ทำให้พวกเขา ถอย ความผิดปกติ (คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับยีนเด่นและยีนด้อยได้ที่นี่)

นี่คือสาเหตุที่โรคที่เชื่อมโยงกับ X มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อผู้ชายมากกว่า ผู้ชายมีโครโมโซม X เพียงอันเดียว! หากยีนมีการกลายพันธุ์ แสดงว่าไม่มีโครโมโซม X ที่แข็งแรงอีกตัวมาชดเชย

ในทางตรงกันข้าม ผู้หญิงมีโครโมโซม X สองตัว ทั้งคู่ สำเนาของยีนจะต้องกลายพันธุ์เพื่อให้เธอมีโรค

X ปิดการใช้งานและตาบอดสี

ดังนั้นการปิดใช้งานโครโมโซม X เกิดขึ้นที่ไหน? มาดูตัวอย่างตาบอดสีแดง-เขียวกัน

ตาบอดสีเกิดจากการกลายพันธุ์ของโปรตีนชนิดพิเศษที่ดูดซับแสงที่เรียกว่า opsins. คุณมียีนที่แตกต่างกันหลายอย่างในการสร้างโปรตีนเหล่านี้ ซึ่งช่วยให้คุณเห็นสีต่างๆ ได้ครบถ้วน

หนึ่งในยีนการมองเห็นสีเหล่านี้อยู่บนโครโมโซม X มันเกิดขึ้นเพื่อสร้างโปรตีนที่ช่วยให้คุณแยกแยะสีแดงและสีเขียว ถ้าคุณสร้างโปรตีนนี้ไม่ได้ คุณก็ไม่ต้องแยกแยะแสงสีแดงออกจากแสงสีเขียว—คุณจะตาบอดสี 4 .


คนตาบอดสีแดง-เขียวไม่สามารถแยกสีแดงออกจากสีเขียวได้
รูปภาพโดย: Wikimedia คอมมอนส์

แล้วถ้าคนมีโครโมโซม X สองตัวและมีเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่มียีน opsin ที่กลายพันธุ์? (หรือเรียกอีกอย่างว่า “ผู้ให้บริการ”)

จากสิ่งที่เราได้เรียนรู้ 50% ของเซลล์ควรหยุดการทำงานของโครโมโซม X ด้วยยีนที่ทำงาน และ 50% ควรยับยั้งโครโมโซม X ด้วยยีนที่กลายพันธุ์ นั่นหมายความว่าครึ่งหนึ่งของเซลล์ในดวงตาจะมองเห็นสีได้ และอีกครึ่งหนึ่งจะมองไม่เห็น

ปรากฎว่าเซลล์ดวงตาเพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่มองเห็นสีได้ก็เพียงพอแล้ว

คนส่วนใหญ่ที่มียีนทำงานหนึ่งรุ่นและตาบอดสีหนึ่งรุ่นมีการมองเห็นสีปกติ แต่อย่างที่ฉันบอกไป มีข้อยกเว้นสำหรับกฎทุกข้อ!

การปิดใช้งาน X แบบเบ้

การปิดใช้งาน X เป็นแบบสุ่ม อาจเกิดขึ้นได้โดยบังเอิญ มากกว่า 50% ของเซลล์อาจทำให้โครโมโซม X เดียวกันหยุดทำงาน นี้เรียกว่า เบ้ X ปิดการใช้งาน.

การปิดใช้งานโครโมโซม X จะเบ้อย่างไรนั้นไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก มักจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ! แต่อาจเกิดจากการกลายพันธุ์ของโครโมโซม X ตัวเดียวที่ทำให้มีแนวโน้มที่จะปิดการใช้งาน 5-7

การปิดใช้งาน Skewed X นั้นวัดได้ยากในมนุษย์ ดังนั้นเราจึงไม่มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่การศึกษาบางชิ้นพบว่าผู้หญิงมากถึง 25% อาจมีสัดส่วนโครโมโซม X เบ้ โดยอย่างน้อย 70% ของเซลล์จะหยุดการทำงานของโครโมโซมเดียวกัน 1,8 (มีบางกรณีที่เซลล์มากกว่า 90% หยุดการทำงานของโครโมโซมเดียวกัน!)

อย่างที่คุณจินตนาการได้ การปิดใช้งาน X แบบเบ้อาจส่งผลอย่างมากต่อผู้ที่มีความผิดปกติจาก X-linked

วิธีหนึ่งในการศึกษาผลกระทบนี้คือการศึกษาฝาแฝดที่เหมือนกันซึ่งเป็นพาหะสำหรับโรค X-linked (ผู้หญิงที่มียีนกลายพันธุ์หนึ่งยีนและหนึ่งเวอร์ชันสำหรับการทำงาน) เนื่องจากฝาแฝดที่เหมือนกันมี DNA เหมือนกัน คุณจึงคาดหวังว่าพวกเขาจะมีอาการเดียวกัน

แต่ในบางกรณีที่พบไม่บ่อย คู่แฝดคนหนึ่งอาจมีอาการผิดปกติจาก X-linked ในขณะที่อีกคนไม่มี! 6,9,10 มีตัวอย่างมากมายของเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในผู้ที่เป็นโรคฮีโมฟีเลีย โรคกล้ามเนื้อเสื่อม และ—ใช่—ตาบอดสีแดง-เขียว

แฝดหญิงหนึ่งคนจะมีวิสัยทัศน์ปกติได้อย่างไร ในขณะที่แฝดที่เหมือนกันของเธอตาบอดสี? เมื่อนักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์เซลล์จากฝาแฝดทั้งสอง พวกเขาพบว่าเซลล์จากฝาแฝดตาบอดสีได้หยุดการทำงานของโครโมโซม X ส่วนใหญ่ด้วยยีนทำงาน 11


แม้ว่าคนสองคนจะมียีนตาบอดสีหนึ่งยีนและยีนทำงานหนึ่งยีน พวกเขาอาจเห็นสีต่างกันเนื่องจากการปิดใช้งาน X แบบเบ้

และแม้ว่าฉันเพิ่งบอกคุณว่าผู้หญิงที่เป็นพาหะของการกลายพันธุ์ของตาบอดสีมีการมองเห็นปกติ… ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเรื่องจริงเท่านั้น โดยเฉลี่ยแล้วพวกเขามักจะทำ เล็กน้อย การทดสอบการมองเห็นสีแย่กว่าคนที่ไม่มีการกลายพันธุ์เหล่านี้ 12,13 เป็นไปได้ว่าแม้การเบ้เล็กน้อยในการปิดใช้งานโครโมโซม X ก็ทำให้เกิดความแตกต่างเล็กน้อยในการมองเห็นสี 14,15

เมื่อเราเรียนรู้เกี่ยวกับพันธุศาสตร์ เรามักจะสอนกฎพื้นฐาน: การปิดใช้งานโครโมโซม X เป็นแบบสุ่ม และผู้ให้บริการเพศหญิงจะไม่ตาบอดสี นั่นเป็นความจริงส่วนใหญ่!

แต่ชีววิทยานั้นซับซ้อนกว่าที่เราคาดไว้เสมอ และมีข้อยกเว้นสำหรับกฎเกณฑ์อยู่เสมอ การถามคำถามเช่นคุณเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการเรียนรู้สิ่งที่คุณอาจไม่เคยเรียนรู้มาก่อน


การปิดใช้งาน X นำไปสู่การแสดงออกของความผิดปกติแบบถอยที่เชื่อมโยงกับเพศในครึ่งหนึ่งของเซลล์ของผู้ให้บริการเพศหญิงหรือไม่? - ชีววิทยา

คำว่า โมเสก เป็นงานศิลปะรูปแบบหนึ่งที่มีการผลิตภาพมารวมกันเป็นนาที เศษแก้ว หิน และวัสดุอื่นๆ ที่มีสีต่างกัน Mosaicism อาจเป็นผลมาจากพฤติกรรมที่ผิดปกติของโครโมโซมระหว่างการแบ่งเซลล์ในทารกในครรภ์ ตัวเมียเป็นภาพโมเสคเพราะเธอประกอบด้วยเซลล์สองชนิดผสมกัน: แต่ละเซลล์มีโครโมโซมหน้าที่ต่างกัน เนื่องจากเพศผู้ XY มีโครโมโซม X ตัวเดียว ในขณะที่เพศเมีย XX มีโครโมโซม 2 ตัว จึงจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนบางอย่าง: การปิดใช้งานโครโมโซม X. เนื่องจากการปิดใช้งาน X นี้ ผู้หญิงทุกคนจึง โมเสคธรรมชาติ: แม้ว่าเซลล์ทั้งหมดของพวกมันจะมีโครโมโซมสองอันเหมือนกัน โครโมโซมหนึ่งอันมาจากพ่อแม่แต่ละคน สำเนาของแม่ก็ทำงานในบางเซลล์ ในขณะที่ของพ่อทำงานในเซลล์อื่น เซลล์ทั้งสองชนิดมักทำหน้าที่ต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าโครโมโซมตัวใดตัวหนึ่งมียีนบกพร่อง ด้วยเหตุนี้, Barbara Migeon เน้นย้ำว่าผู้หญิงเหนือกว่าผู้ชายในการรับมือกับโรคและสิ่งแวดล้อม พวกมันมีเซลล์สองประเภทในอวัยวะทั้งหมด แต่ละเซลล์มีโครโมโซม X หนึ่งจากสองโครโมโซมที่ออกฤทธิ์ทางพันธุกรรมและอีกเซลล์หนึ่งไม่มีเสียง ซึ่งช่วยให้สามารถปรับตัวได้ เนื่องจากโครโมโซม X แต่ละตัวมีการกลายพันธุ์และความหลากหลายที่แตกต่างกันซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงความอ่อนไหวหรือความต้านทานต่อยีนที่เป็นอันตราย สารติดเชื้อ หรืออันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ของผู้หญิง

มีการเขียนเกี่ยวกับโครโมโซม Y และบทบาทในการกระตุ้นความเป็นชายมากมาย ไม่ค่อยมีใครพูดถึงภาพพิมพ์สีน้ำเงินสำหรับพัฒนาการของสตรี หรือเกี่ยวกับบทบาทของปัจจัยทางชีววิทยา นอกเหนือจากฮอร์โมน ซึ่งเป็นสาเหตุของความแตกต่างทางเพศในโรคของมนุษย์ . โครโมโซม X เป็นโครโมโซมที่ไม่ธรรมดา เพราะเป็นโครโมโซมเพียงตัวเดียวที่อยู่ภายใต้โปรแกรมการปิดใช้งาน

&hellipความจริงที่ว่าผู้หญิงเป็นโมเสกไม่ใช่ความรู้ทั่วไป แม้แต่ในหมู่นักวิจัยทางการแพทย์ แพทย์ วิทยาศาสตร์เขียน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้หญิง&hellip

นักชีววิทยาหลายคนที่ทำงานในสาขานี้ไม่ทราบถึงผลกระทบทางคลินิกเนื่องจากพวกเขาทำงานร่วมกับสัตว์ที่มีสายเลือดซึ่งมีโครโมโซม X ของมารดาและบิดามีความเหมือนกันทางพันธุกรรม

หนังสือเล่มนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับสาเหตุของภาวะโมเสค ซึ่งช่วยให้ผู้ชายและผู้หญิงสามารถแสดงโปรตีนในปริมาณที่เท่ากันซึ่งเข้ารหัสโดยยีนบนโครโมโซม X มิฉะนั้น ผู้หญิงอาจมีโปรตีนเหล่านี้มากขึ้น ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ในบางสถานการณ์อาจไม่สอดคล้องกับชีวิต คำที่เป็นทางการสำหรับการปิดเสียงของโครโมโซม X สองตัวในตัวเมียคือ การปิดใช้งาน X, ปรากฏการณ์ที่ Mary Lyon ค้นพบครั้งแรกในหนูในปี 1961 สิ่งนี้ทำให้ลียงตั้งสมมติฐานว่าโครโมโซม X หนึ่งอันในแต่ละเซลล์ถูกปิดใช้งานและกระบวนการนี้เป็นแบบสุ่ม เธอยังแสดงให้เห็นว่าเมื่อ X ถูกปิดใช้งาน X ตัวเดียวกันจะยังคงไม่ทำงานอย่างถาวรในเซลล์ทั้งหมดที่ได้รับจากเซลล์ที่มีการปิดใช้งานเกิดขึ้น

ตามแนวทางของ โมเสคผู้เขียนแนะนำเรื่องความแตกต่างของโรค และหลักฐานที่แสดงว่าผู้ชายมีความเสี่ยงทางชีวภาพมากกว่าผู้หญิงในช่วงชีวิตส่วนใหญ่ ความเปราะบางของเพศชายทำให้เกิดโรคเฉพาะทางเพศ เป็นหลักฐานว่าโรคเฉพาะทางเพศจำนวนมากมีพื้นฐานในชีววิทยาโครโมโซม X

&hellipนับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1662 เมื่อจอห์น แกรนต์ บิดาแห่งประชากรศาสตร์ สังเกตเห็นผู้หญิงน้อยกว่าผู้ชายท่ามกลางรายงานการเสียชีวิตในลอนดอน เป็นที่ทราบกันดีว่าผู้หญิงมีอายุยืนกว่าผู้ชายหลายปี

&hellipการมีโครโมโซม X สองตัวช่วยให้ตัวเมียมีความได้เปรียบทางชีวภาพอย่างชัดเจน&hellip

นอกจากนี้ ผู้เขียนยังมุ่งเน้นไปที่วิวัฒนาการของโครโมโซมเพศ ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมของโครโมโซม Y

.. เพื่อให้แน่ใจว่ายีนที่จำเป็นสำหรับความเป็นชายยังคงอยู่ในเพศชาย และยีนเฉพาะสำหรับเพศหญิงจะถูกส่งต่อไปยังเพศหญิงเท่านั้น ยีนเฉพาะทางเพศดังกล่าวจึงถูกส่งไปยังโครโมโซม ซึ่งส่วนใหญ่จะไม่แลกเปลี่ยนเนื้อหาทางพันธุกรรม กล่าวคือ ยีนเหล่านี้ ไม่รื้อฟื้น..

.. ยีนประมาณ 1100 ยีนตั้งอยู่บนโครโมโซม X ในขณะที่โครโมโซม Y มียีนที่ทำหน้าที่เฉพาะของผู้ชายน้อยกว่า 100 ยีน

จากนั้นความสนใจจะเน้นไปที่การเสื่อมสภาพของโครโมโซม X และต่อไปในการปิดใช้งาน X หรือมากกว่า การชดเชยปริมาณ X. การชดเชยขนาดยาสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการกำหนดเพศในทุกสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้น หนึ่งในสองเพศต้องได้รับการชดเชยปริมาณยา มิฉะนั้นจะไม่สามารถเป็นหญิงหรือชายได้

.. ยีนส่วนใหญ่บนโครโมโซม X ไม่มีคู่นอนบนโครโมโซม Y เพศผู้มียีนที่เชื่อมโยงกับ X เพียงชุดเดียว ในขณะที่เพศหญิงมีสองชุด..

..สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดเกี่ยวกับการหยุดทำงานของ X คือโครโมโซม X ที่คล้ายคลึงกันทั้งสองมีสถานะกิจกรรมที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะมีเนื้อหา DNA เหมือนกันและอยู่ภายในนิวเคลียสเดียวกัน..

Epigenetic ปัจจัยต่าง ๆ รับผิดชอบต่อ X ที่เงียบ การปิดใช้งานเกิดขึ้นในช่วงต้นของการพัฒนาของตัวอ่อน และไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง แม้ว่ากลไกพื้นฐานของการปิดใช้งาน X จะได้รับการกล่าวถึงและวิเคราะห์อย่างละเอียดในหนังสือ แต่คำถามจำนวนหนึ่งยังคงต้องได้รับการแก้ไข ตัวอย่างเช่น กลไกการเลือกโครโมโซม X ทั้งหมดยกเว้นหนึ่งอันสำหรับการปิดใช้งานนั้นไม่ชัดเจนโดยสิ้นเชิง กิจกรรมของยีนเกี่ยวข้องกับกลไกการยับยั้ง X โดยวิถีการควบคุม (ศูนย์การยับยั้ง) บนโครโมโซม X ที่มียีน (การถอดรหัส X-inactivation & ndashspecific หรือ XIST) ที่ผลิต RNA ที่ทำให้เกิดการปิดใช้งานตามความยาวของโครโมโซม เมทิลเลชันของเกาะ CpG (cytidine&ndashphosphate&ndashguanidine) จะปิดการทำงานของยีนในโครโมโซมทั้งหมด ยังไม่ชัดเจนว่ายีนที่ยับยั้ง XIST ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ในโครโมโซม X ได้อย่างไร แต่ผลที่ได้จะเหมือนกับการยับยั้งยีนชั่วคราวหรือถาวรที่ไม่จำเป็นในเซลล์ของเนื้อเยื่อบางชนิด กระบวนการของเมทิลเลชั่นนี้เกี่ยวข้องกับกลไกการประทับด้วยซึ่งการทำให้ยีนบางตัวเงียบขึ้นอยู่กับว่าพวกมันมาจากไหน ยีนที่ตราตรึงใจดังกล่าวมีอยู่ทั่วจีโนมมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงทางอีพีเจเนติกส์มีบทบาทสำคัญในการก่อโรคของโรคหายากมากมาย รวมทั้งการแก่ก่อนวัยอันควร และในโรคทั่วไป เช่น มะเร็งและภาวะปัญญาอ่อน

ตัวดัดแปลงของลำดับ DNA หรือโปรตีน hystone เช่น methylation หรือ acetylation เรียกว่า epigenetic: พวกมันทำหน้าที่กับยีนและไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของลำดับ DNA ที่ถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง

กลไกที่ทำให้การปิดใช้งาน X เสถียรหลังจากเกิดขึ้น จะถูกถ่ายโอนเป็นหน่วยความจำซึ่ง X ถูกเลือกไปยังลูกหลานของเซลล์ ข้อดีทางชีวภาพและทางคลินิกของโมเสคมีการอภิปรายเกี่ยวกับโรคทางพันธุกรรมและความแปรปรวนที่เพิ่มขึ้นสำหรับสตรีโมเสค มีการกล่าวถึงความสำคัญทางคลินิกของโครโมโซม X ที่ใช้งานอยู่ในทั้งสองเพศ: โครโมโซมอื่น (autosomes) เกิดขึ้นเป็นคู่และให้ยีนสองชุด โดยทั้งสองสำเนาที่ทำงานในแต่ละเซลล์ที่มีแอคทีฟเดียว หมายความว่าเซลล์ใดๆ ไม่ว่าเพศหญิงและเพศชาย จะมีโครโมโซมเชื่อมโยง X เพียงชุดเดียวที่ทำงาน

ส่วนที่สามและสุดท้ายเป็นที่น่าสนใจสำหรับแพทย์: ประกอบด้วยสามบทที่เกี่ยวข้องกับผลทางการแพทย์ของการเลิกใช้ X บทแรกของบทเหล่านี้จะอธิบายความแตกต่างทางเพศในความอ่อนไหวต่อแอนนูพลอยดีของโครโมโซม X เช่นในกลุ่มอาการของเทิร์นเนอร์, กลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์ และกลุ่มอาการเอ็กซ์สามเท่า ตลอดจนการลบส่วนต่างๆ ของโครโมโซม X และการเคลื่อนตัวของส่วนต่างๆ ของโครโมโซม X สู่ออโตโซม ปัญหาสุดท้ายนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการที่ X ซึ่งถูกย้ายไปยังออโตโซมนั้นเป็นออโตโซมที่ทำงานอยู่เสมอ เนื่องจากกลไกการหยุดทำงานจะทำให้ออโตโซมที่ติดอยู่กับมันหยุดทำงานด้วย ซึ่งหมายความว่า X ตัวเดียวกันจะทำงานในทุกเซลล์ของผู้หญิงที่มีการโยกย้าย ดังนั้น การกลายพันธุ์ใน X นั้นจะแสดงออกราวกับว่าผู้หญิงคนนั้นเป็นผู้ชาย

บทต่อไปในส่วนนี้เกี่ยวข้องกับผลกระทบของ โมเสกซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในพาหะของการกลายพันธุ์ของยีนบางประเภทบนโครโมโซม X การกลายพันธุ์ที่จำเพาะที่บุคคลนั้นถืออยู่อาจทำให้เกิดการเลือกกับเซลล์ที่ X ที่มีการกลายพันธุ์นั้นทำงานอยู่ ดังนั้นจึงป้องกันการปรากฏตัวของโรค (เช่น X-linked ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแบบรวมรุนแรง) ในสถานการณ์อื่น การกลายพันธุ์อาจให้ข้อได้เปรียบกับเซลล์ในที่ซึ่งมันทำงานอยู่และทำให้เกิดโรคปรากฏขึ้นในตัวพา (เช่น ต่อมหมวกไตโต) ขนาดแพทช์แตกต่างจากเนื้อเยื่ออื่น สำหรับหน้าที่ของเมแทบอลิซึมหลายๆ อย่าง อาจไม่จำเป็นที่เซลล์ทั้งหมดภายในเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้องจะทำงานได้ โปรตีนที่ขาดในเซลล์กลายพันธุ์สามารถถูกตกแต่งโดยเซลล์ปกติ

..ตัวเมียเป็นโมเสกเนื่องจากการปิดใช้งาน X สร้างประชากรสองเซลล์ที่แตกต่างกันเกี่ยวกับ X ที่ใช้งานอยู่และเนื่องจากโครโมโซม X เดียวกันไม่ได้แสดงออกในทุกเซลล์ ในเนื้อเยื่อร่างกายทั้งหมดของเธอ เธอมีส่วนผสมของเซลล์ บางเซลล์แสดงอัลลีลของมารดา เซลล์อื่นๆ แสดงเซลล์อัลลีลของบิดา..

..ปฏิสัมพันธ์ระหว่างประชากรเซลล์โมเสคเป็นไปได้: เซลล์สามารถแบ่งปันผลิตภัณฑ์โดยความร่วมมือทางเมตาบอลิซึม รบกวนการทำงานของประเภทป่า แข่งขันกันเองเพื่อความโดดเด่น..

บทสุดท้ายเป็นเรื่องเกี่ยวกับผลกระทบของประชากรเซลล์ที่มีปฏิสัมพันธ์ต่อสุขภาพของผู้หญิงและผลกระทบของการยับยั้ง X ต่อฟีโนไทป์ของเพศหญิงตามปกติ การปิดใช้งาน X เป็นตัวกำหนดฟีโนไทป์ทางคลินิก

..แม้ว่าจะรู้จักโปรแกรมทางพันธุกรรมของความเป็นชายค่อนข้างน้อย แต่ก็ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับโปรแกรมสำหรับผู้หญิง หญิง อย่างน้อย อาการภายนอกอย่างใดอย่างหนึ่ง..

..การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศพัฒนาขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าการอยู่รอดของสปีชีส์ โดยให้โอกาสสำหรับการผสมผสานใหม่ของโครโมโซมในแต่ละบุคคล & hellip เพื่อจุดประสงค์นี้โครโมโซม X และ Y วิวัฒนาการเพื่อแยกยีนที่จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์ อย่างไรก็ตาม โครโมโซม X ส่วนใหญ่ประกอบด้วยยีนที่ไม่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะการสืบพันธุ์ของแต่ละบุคคล..มีปัจจัยทางพันธุกรรมของการเป็นเพศชายหรือเพศหญิงทำให้เกิดเหตุการณ์ต่างๆ เช่น ความจำเป็นในการชดเชยขนาดยา สิ่งนี้จะสร้างความแตกต่างทางชีวภาพระหว่างเพศที่ส่งผลต่อทุกด้านของชีวิต ไม่ใช่แค่เพศเท่านั้น..


โรคกล้ามเนื้อหัวใจและโครงร่างที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการ

โรคฟาบรี

ความผิดปกติแบบถอยที่เชื่อมโยงด้วย X ที่ส่งผลต่อเพศชาย ซึ่งบางครั้งมีการแสดงออกที่ไม่รุนแรงในตัวเมียที่เป็นพาหะเช่นกัน เกิดจากการขาดเอนไซม์ α-galactosidase (α-Gal) ผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวอาจมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะไตวายและกล้ามเนื้อหัวใจตายได้ โรค Fabry มักเริ่มมีอาการในวัยรุ่นและมีอาการแสบร้อนที่มือและเท้า [64] เมื่ออายุมากขึ้น หลาย angiokeratoma จะสังเกตเห็นได้ชัดเจน โดยเฉพาะบริเวณสะดือและอวัยวะเพศ มักสังเกตเห็นความทึบของกระจกตา ภาวะไตวายแบบก้าวหน้าพัฒนาตามอายุ อาการของระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ อาการชักและปวดศีรษะ รวมทั้งอัมพาตครึ่งซีกที่เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคหลอดเลือดสมอง อาการหัวใจวายเบื้องต้นในผู้ชายที่ได้รับผลกระทบ ได้แก่ HCM และ mitral insufficiency โดยการวินิจฉัยมักขึ้นอยู่กับผลการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ แม้ว่าการเต้นของหัวใจอาจช่วยได้เช่นกัน [65] ความผิดปกติของหัวใจเต้นช้าและระบบการนำที่เกี่ยวข้องกับการสะสมผิดปกติของไกลโคลิปิดในไลโซโซมของเนื้อเยื่อการนำไฟฟ้าเป็นเรื่องปกติ [66] LV myocardium และ mitral valve มักจะเป็นพื้นที่เก็บสารไขมันได้มากที่สุด ในการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ ช่วงเวลา PR มักจะสั้น การสะสมของสฟิงโกลิปิดในหลอดเลือดหัวใจสามารถนำไปสู่ภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดและกล้ามเนื้อหัวใจตายได้ [65] การมีส่วนร่วมของกล้ามเนื้อโดยตรงกับการสะสมของไกลโคสฟิงโกลิปิดอาจเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม การมีส่วนร่วมของกล้ามเนื้อนั้นรุนแรงกว่าและล่าช้ากว่าเมื่อเทียบกับในหัวใจ [67] และสะท้อนให้เห็นเป็นก้อนของกล้ามเนื้อในระยะเริ่มแรกของโรค หรือความเจ็บปวดของกล้ามเนื้อ ความเหนื่อยล้า และอาการอ่อนเปลี้ยเพลียแรง ซึ่งจำกัดกิจกรรมประจำวันของผู้ป่วยและคุณภาพชีวิตใน โรคขั้นสูง FD ขั้นสูงมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดยการปรากฏตัวของความปั่นป่วนของกล้ามเนื้อและพื้นที่ hyperechogenic ระหว่าง echography และสัญญาณที่ไม่รุนแรงของ myopathy ใน electromyography ซึ่งส่วนใหญ่มีการแปลในกล้ามเนื้อส่วนปลาย (deltoid และ quadriceps femoris) การปรากฏตัวของการแทนที่ไฟโบรฟัตตีรอบๆ หลอดเลือดแดงภายในที่แคบลงและการเพิ่มขึ้นของพังผืดของกล้ามเนื้อทั่วโลกมีแนวโน้มมากที่สุดที่ผลที่ตามมาของการแทรกซึมของไมโอไซต์และการเสียชีวิตของไมโอไซต์เนื่องจากการขาดเลือดเฉพาะที่ ตามมาด้วยปรากฏการณ์การเยียวยา ( รูปที่ 15.3 และ 15.4 ) [67 ] .

รูปที่ 15.3 . การเปรียบเทียบระหว่างกล้ามเนื้อโครงร่าง (คอลัมน์ซ้าย) กับกล้ามเนื้อหัวใจ (คอลัมน์ขวา) ในชายอายุ 26 ปีที่เป็นโรค Fabry ระยะแรก (ผู้ป่วย 2) การค้นพบเสียงสะท้อนเป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งกล้ามเนื้อโครงร่าง (A) และกล้ามเนื้อหัวใจ (B) จุลกายวิภาคและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของไมโอไซต์โครงกระดูก (แผงด้านซ้ายและด้านขวาตามลำดับ) ล้มเหลวในการจัดทำเอกสารการจัดเก็บวัสดุ ในขณะที่การตรวจชิ้นเนื้อและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของคาร์ดิโอไมโอไซต์ (แผงด้านซ้ายและด้านขวา ตามลำดับ) แสดงการสะสมของไกลโคสฟิงโกไลปิดที่ประเมินค่าได้ (ลูกศร). ทั้งโครงกระดูก (E) และกล้ามเนื้อหัวใจตาย (F) แสดงระดับเซลล์กล้ามเนื้อเรียบเท่ากัน (E และ F แผงด้านซ้าย ลูกศร) และเซลล์บุผนังหลอดเลือด (แผงด้านขวา E และ F ลูกศร) การแทรกซึมโดยไม่ทำให้ลูเมนแคบลง C, แผงด้านซ้าย: Azur II, กำลังขยาย ×600 แผงด้านขวา: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 2 μm D แผงด้านซ้าย: Azur II แผงด้านขวากำลังขยาย ×400 กำลังขยาย: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 10 μm และแถบมาตราส่วนแทรกที่สอดคล้องกับ 1 μm E, แผงด้านซ้าย: Azur II, กำลังขยาย ×600 แผงด้านขวา: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 2 μm F, แผงด้านซ้าย: Azur II, กำลังขยาย ×600 แผงด้านขวา: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 2 μm

รูปภาพถูกนำมาใช้จาก Chimenti C, Padua L, Pazzaglia C, Morgante E, Centurion C, Antuzzi D, et al โรคกล้ามเนื้อหัวใจและโครงร่างในโรค Fabry: การศึกษาสหสัมพันธ์ทางคลินิก ฮัม ปทุล 201243(9):1444–52. http://dx.doi.org/10.1016/j.humpath.2011.09.020 . PMID: 22406371 PMCID: PMC3423632

รูปที่ 15.4 . การเปรียบเทียบระหว่างกล้ามเนื้อโครงร่าง (คอลัมน์ซ้าย) กับกล้ามเนื้อหัวใจ (คอลัมน์ขวา) ในชายอายุ 43 ปีที่เป็นโรคฟาบรีขั้นสูง (ผู้ป่วย 7) การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (A) แสดงให้เห็นถึงความไม่เป็นระเบียบของโครงสร้างกล้ามเนื้อ (การลดการเกิดภาวะ hyperechogenic และการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ hypoechogenic) และการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (B) แสดงให้เห็นถึงความหนาของผนัง LV ที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การตรวจเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (แผงด้านซ้ายและด้านขวาตามลำดับ) เผยให้เห็นการสะสมของไกลโคสฟิงโกลิปิดที่ไม่รุนแรงในบริเวณ subsarcolemmal (ลูกศร) เมื่อเปรียบเทียบกับการกลืนกินคาร์ดิโอไมโอไซต์อย่างรุนแรงโดยวัสดุในการเก็บรักษา (D แผงด้านซ้าย [จุลพยาธิวิทยา] แผงด้านขวา [การตรวจด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า] ลูกศร). ในทางกลับกัน ระดับของกล้ามเนื้อ (E) และหลอดเลือดกล้ามเนื้อหัวใจ (F) ที่ใกล้เคียงกันและการมีส่วนร่วมของเซลล์กล้ามเนื้อเรียบของเนื้อเยื่อบุผนังหลอดเลือด (ลูกศร) สังเกตการตีบของลูเมน (L) และการเกิดพังผืดในช่องท้องเพิ่มขึ้น C, แผงด้านซ้าย: Azur II, กำลังขยาย ×600 แผงด้านขวา: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 5 μm D, แผงด้านซ้าย, Azur II, กำลังขยาย ×600 แผงด้านขวา: แถบมาตราส่วนสอดคล้องกับ 2 μm E, แผงด้านซ้าย, hematoxylin และ eosin, กำลังขยาย ×200 แผงด้านขวา: Azur II, กำลังขยาย ×600 F, แผงด้านซ้าย: hematoxylin และ eosin, กำลังขยาย ×400 แผงด้านขวา: Azur II, กำลังขยาย ×600

รูปภาพถูกนำมาใช้จาก Chimenti C, Padua L, Pazzaglia C, Morgante E, Centurion C, Antuzzi D, et al โรคกล้ามเนื้อหัวใจและโครงร่างในโรค Fabry: การศึกษาสหสัมพันธ์ทางคลินิก ฮัม ปทุล 201243(9):1444–52. http://dx.doi.org/10.1016/j.humpath.2011.09.020 . PMID: 22406371 PMCID: PMC3423632


BLY-302 ช. 4 & ช. 5

เลือกคำที่อธิบายการจัดระเบียบของอวัยวะเพศในตุ่นปากเป็ด

เลือกญาติทั้งหมดที่ผีเสื้อตัวเมียสามารถสืบทอดโครโมโซมเพศ Z ของเธอได้

1. จากข้อสังเกตนี้ ข้อความใดที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นความจริงมากที่สุดสำหรับซาลาแมนเดอร์เหล่านี้

ก. ผู้หญิงเป็นเพศเดียวกัน
ข. พวกเขาแสดงการกระเทย
ค. เพศหญิงเป็นเพศตรงข้าม
D. พวกเขาแสดงความมุ่งมั่นทางเพศทางพันธุกรรม
จ. เพศชายเป็นเพศตรงข้าม

เลือกข้อความที่อธิบายอิทธิพลของอุณหภูมิต่อเปอร์เซ็นต์ของลูกหลานชายหรือหญิงตามที่แสดงในกราฟ

- XO กับ SRY บน autosome?
- เอ็กซ์โอ?
- XXX?
- XXY?
- XYY?

- เอ็กซ์โอ?
ก. หญิงที่มีอาการเทิร์นเนอร์

- XXX?
C. phenotypically เพศหญิงที่มีความผิดปกติบางอย่างและการแสดงออกของยีน X โครโมโซมมากเกินไป

- XXY?
B. เพศชายที่เป็นหมันและภาวะ hypogonadism

- มีผลกับเพศชายเท่านั้น?
- มีผลกับเพศหญิงเท่านั้น?
- กระทบทั้งสองเพศ?

มีผลกับเพศหญิงเท่านั้น?
- ผู้ป่วย 367

- เป็นอัมพาตครึ่งซีกเป็นประจำ?
- ไม่เป็นอัมพาตครึ่งซีกเป็นประจำ?

อัตราส่วนเพศของลูกหลานจากไม้กางเขนนี้จะเป็นอย่างไร?

1. ความน่าจะเป็นร้อยละเท่าใดที่โอรสของสมเด็จพระราชินีวิกตอเรียและเจ้าชายอัลเบิร์ตจะไม่ได้รับผลกระทบจากโรคฮีโมฟีเลีย

- ความน่าจะเป็นของลูกชายที่ไม่ได้รับผลกระทบ:
________ %?

2. ความน่าจะเป็นร้อยละเท่าไรที่ธิดาหรือโอรสของสมเด็จพระราชินีวิกตอเรียและเจ้าชายอัลเบิร์ตจะได้รับผลกระทบจากโรคฮีโมฟีเลีย

- ความน่าจะเป็นของเด็กที่ได้รับผลกระทบ:
________ %?

3. ความน่าจะเป็นร้อยละของความน่าจะเป็นที่สมเด็จพระราชินีวิกตอเรียและเจ้าชายอัลเบิร์ตจะมีสตรีที่ได้รับผลกระทบสองคนเป็นเท่าใด

- สามารถสืบทอดได้หรือไม่?
- ไม่สามารถสืบทอดได้?

พ่อแม่: ลูกหลาน:
ไม้กางเขน 1: ตัวผู้สีแดงยาว×
ตัวผู้ตัวเมียสีแดงยาว: แดงครึ่งหนึ่ง, ยาวครึ่งแดง, สั้น
ตัวเมีย: แดงหมด ยาว

ไม้กางเขน 2: สีแดง ตัวผู้สั้น ×
ตัวผู้ตัวเมียยาวสีม่วง: แดงครึ่ง, ยาวครึ่งแดง, สั้น
ตัวเมีย: ตาแดงครึ่ง ยาวครึ่งตาแดง สั้น

1. โหมดการสืบทอดสีตาของแมลงชนิดนี้คืออะไร?

A. ยีนสีตาเป็นยีน X-linked และสีม่วงเด่นกว่าสีแดง
B. ยีนสีตาเป็นยีน X-linked และสีแดงเด่นเป็นสีม่วง
C. ยีนสีตาเป็นแบบออโตโซม และสีม่วงเด่นกว่าสีแดง
ง. ยีนสีตาเป็น autosomal และสีแดงเด่นเป็นสีม่วง

2. วิธีการสืบทอดขนาดปีกของแมลงชนิดนี้คืออะไร?

A. ยีนขนาดปีกเป็นแบบ autosomal และยาวจะเด่นไปถึงสั้น
B. ยีนขนาดปีกเป็นแบบ X-linked และยาวเด่นเป็นสั้น
C. ยีนขนาดปีกเป็นแบบ X-linked และสั้นเด่นไปถึงยาว
D. ยีนขนาดปีกเป็นแบบ autosomal และสั้นเด่นไปถึงยาว

3. สมมติว่ามีการใช้สายพันธุ์แท้ ลูกผสมใดจะทำให้เกิดรุ่น F2 ที่ยืนยันรูปแบบการสืบทอดของทั้งสองลักษณะ?

ก. แดง ตัวผู้สั้น × ม่วง ตัวเมียสั้น
ข. แดง ตัวผู้ยาว x แดง ตัวเมียสั้น
ค. ม่วง ตัวผู้สั้น x ม่วง ตัวเมียสั้น
ง. แดง ตัวผู้สั้น × ม่วง ตัวเมียยาว

4. อัตราส่วนฟีโนไทป์ใดที่คุณคาดว่าจะเห็นในรุ่น F2 ของกากบาทที่คุณเลือก?

2. B. ยีนขนาดปีกเป็นยีน X-linked และยาวเด่นเป็นสั้น

ง. แดง ตัวผู้สั้น × ม่วง ตัวเมียยาว

- แพทช์?
- ชายจรจัด?
- ลูกแมวตัวผู้สีส้ม?
- ลูกแมวตัวผู้สีดำ?
- ลูกแมวตัวเมียกระดองเต่า?
- ลูกแมวตัวเมียสีส้ม?

ลูกแมวตัวเมียกระดองเต่า:
- X^+X^o

กฎหมายศาสนานี้สอดคล้องกับหลักการทางพันธุกรรมที่ดีหรือไม่?

ตอบ ใช่ ผู้หญิงคนนั้นมีแนวโน้มที่จะเป็นโฮโมไซกัสในโรคฮีโมฟีเลียอัลลีล เนื่องจากเธอมีลูกชายสองคนที่เป็นโรคนี้ พี่สาวและน้องชายของเธอมีแนวโน้มที่จะเป็นพาหะของอัลลีลที่กลายพันธุ์โดยทั้งคู่มีความเสี่ยงที่จะเป็นลูกชาย

ข. ใช่ ผู้หญิงคนนั้นเป็นพาหะและลูกชายครึ่งหนึ่งจะได้รับผลกระทบ น้องสาวของเธออาจเป็นพาหะ แต่ลูกชายของพี่ชายของเธอจะได้รับโครโมโซม X จากแม่ ซึ่งไม่น่าจะเป็นพาหะของอัลลีล

C. ไม่ ผู้หญิงคนนั้นน่าจะเป็นพาหะของอัลลีลที่กลายพันธุ์ ซึ่งหมายความว่าน้องชายของเธอครึ่งหนึ่งคาดว่าจะเป็นพาหะอัลลีลนี้ด้วย และมีความเสี่ยงที่ลูกชายจะได้รับผลกระทบ พี่สาวของเธอมีแนวโน้มที่จะเป็นโฮโมไซกัสตามปกติและไม่เสี่ยงต่อการมีลูกชาย

ง. ไม่ ไม่ควรให้บุตรชายของทั้งพี่น้องสตรีและพี่น้องของนางเข้าสุหนัต อัลลีลสำหรับโรคฮีโมฟีเลียกำลังแยกจากกันในครอบครัวของเธอ และทั้งพี่สาวและน้องชายของเธออาจพกติดตัวและลูกชายของพวกเขาอาจได้รับมรดก

ผิวหนังที่ไม่สม่ำเสมอและขาดต่อมเหงื่อในพาหะนำโรคเพศหญิงที่มีภาวะเยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่ (anhidrotic ectodermal dysplasia) เกิดจาก

ก. การมีอยู่ของโครโมโซม X หนึ่งอันในบางเซลล์ และการมีอยู่ของโครโมโซม X สองตัวในเซลล์อื่น

ข. การหยุดทำงานของโครโมโซม X ที่มีอัลลีลชนิด wild-type ในเซลล์ของต่อมเหงื่อที่ไม่มีหย่อม

C. การหยุดทำงานของโครโมโซม X ที่มีอัลลีล dysplasia ในเซลล์ของต่อมเหงื่อที่ไม่มีแพทช์

ง. การไม่แยกของโครโมโซม X ระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในเซลล์ของต่อมเหงื่อที่ไม่มีแผ่นแปะ

E. การมีอยู่ของโครโมโซม X สองตัวในบางเซลล์ และการมีอยู่ของโครโมโซม X และ Y ในเซลล์อื่น

เหตุใดการกระจายของแพทช์ของผิวหนังที่ไม่มีต่อมเหงื่อจึงแตกต่างกันในเพศหญิงที่ปรากฎในภาพประกอบ แม้กระทั่งระหว่างฝาแฝดที่เหมือนกัน?

เมื่อตอบคำถามที่กำหนด ให้พิจารณาว่าคำตอบนั้นรวมถึงสัดส่วนของฟีโนไทป์ที่เป็นไปได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ฟีโนไทป์อื่นๆ ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเช่นกันแต่ไม่รวมอยู่ด้วย

ถ้าบิลกับมาร์ธาแต่งงานกัน สัดส่วนของเด็กที่มีฟีโนไทป์เฉพาะที่พวกเขาคาดว่าจะผลิตได้มีสัดส่วนเท่าใด

ก. 1/4 เด็กผู้หญิงตาบอดสีที่มีนิ้วปกติ เด็กชาย 1/4 ที่มีสายตาปกติและ polydactyly

ข. เด็กหญิงตาบอดสี 1/8 ที่มีบุตรหลายคน เด็กชาย 1/8 ที่มีสายตาปกติและนิ้วปกติ

ค. เด็กหญิง 1/4 คนที่มีสายตาปกติและสายตาหลายคน เด็กชาย 1/8 ที่มีสายตาปกติและสายตาหลายคู่

โหมดการสืบทอดยีนที่ควบคุมพืชผักชนิดหนึ่งและกาแฟคืออะไร?

A. autosomal เด่นสำหรับพืชผักชนิดหนึ่งและ X-linked ถอยสำหรับกาแฟ
B. X-linked ที่โดดเด่นสำหรับพืชผักชนิดหนึ่งและ X-linked recessive สำหรับกาแฟ
C. autosomal recessive สำหรับ thistle และ autosomal recessive สำหรับกาแฟ
D. autosomal เด่นสำหรับ thistle และ X-linked dominant สำหรับกาแฟ

จีโนไทป์ของพ่อแม่ผู้ชายดั้งเดิมคืออะไร?

การไม่แยกในพ่อระหว่างไมโอซิส I หรือ II:

การไม่แยกในพ่อระหว่างไมโอซิส I:

การไม่แยกในแม่ระหว่างไมโอซิส II:

1. ผู้ชายที่มีสายตาปกติ XB Y และผู้หญิงที่เป็นพาหะของตาบอดสี XB Xb คู่สมรส ฟีโนไทป์ทั้งหมดเป็นผลมาจากการข้ามนี้กี่รูปแบบ?

2. ลูกผู้ชายจะตาบอดสีกี่เปอร์เซ็นต์?
ลูกผู้ชายตาบอดสี?

2. ลูกผู้ชายตาบอดสี:

3. ลูกผู้ชายตาบอดสี:

1. เลือกรูปแบบการถ่ายทอดโรคที่มีแนวโน้มมากที่สุด

ก. autosomal ถอย
B. autosomal เด่น
C. X-linked ที่โดดเด่น
D. X‑linked ถอย

2. เลือกคำอธิบายที่ตรงกับผู้ปกครองหญิงในครอบครัวมากที่สุด 6.

ก. มีอัลลีลสองโรค
ข. ไม่มีอัลลีลเป็นโรค
ค. มีอัลลีลหนึ่งโรค

3. Select the description that best matches the male parent in family 3.

2. C. has one disease allele

Which statement describes John's paternity claim?

What phenomenon is this an example of?

1. Based on the phenotypes of the parents, what sex chromosomes do the orange female and the tortie male offspring have?

A. The orange female has two X chromosomes, and the tortoiseshell male is YO.
B. The orange female is missing one X chromosome, and the tortoiseshell male has one Y chromosome and more than one X chromosome.
C. The orange female is missing one X chromosome, and the tortoiseshell male is XY.
D. The orange female is XX, and the tortoiseshell male is XXY.

2. Select the most likely explanations for the sex chromosome types. [Select all that apply.]

Which statement explains this observation?

A. Interacting genes on the X and Y chromosomes in the brains of males results in identical twins with more similar behaviors.

B. Females are mosaic for the expression of heterozygous X‑linked loci, because females undergo random X‑inactivation.

C. Identical male twins express the same X‑linked alleles in their neural cells, because males undergo random X‑inactivation.

1. Select the explanation for this condition.

A. female has XO genotype
B. silencing of different X chromosomes
C. all X chromosomes are inactivated

2. Is it possible for a male to have different color‑blindness phenotypes in each eye?

A. an active X chromosome
B. an active autosome
C. an active Y chromosome
D. an inactive X chromosome

The first cloned cat, CarbonCopy (CC), was tabby, while the cat she was cloned from, Rainbow, was calico. The surrogate mother was a tabby.

2. Select the explanation that best explains why CC would never have been identical in pattern to Rainbow.

Chart layout:
[Sex chromosomes Autosomal chromosomes Sexual phenotype]

[XX all normal ________ ]
[XY all normal ________ ]
[XO all normal _______ ]
[XXY all normal _______ ]
[XYY all normal _______ ]
[XXYY all normal _______ ]
[XXX all normal ________ ]
[XX 4 haploid sets _______ ]
[XXX 4 haploid sets ________ ]
[XXX 3 haploid sets ________ ]
[X 3 haploid sets _______ ]
[XY 3 haploid sets ______ ]
[XX 3 haploid sets ______ ]

Then, siblings from the F1 are crossed, and the number of short‑ and long‑eared animals are counted to determine the phenotype ratio. Match the phenotypic ratio anticipated in the offspring from a cross of two heterozygous individuals to the appropriate mode of inheritance for the short‑ear allele.

[Mode of inheritance Autosomal dominant Autosomal recessive Sex-linked dominant Sex-linked recessive]

[F1 phenotype All short-eared All long-eared All short-eared Long-eared females, short-eared males]

[Cross of heterozygotes ______, ______, _______, _______ ]?

Answer bank:
- male 1 long : 1 short females all short

A. crosses between true‑breeding red‑eyed females and red‑eyed males

B. crosses between true-breeding white‑eyed females and red‑eyed males

C. crosses between true‑breeding red‑eyed
females and white‑eyed males

D. None of the crosses would give a different result than what would be expected if the white‑eye trait was autosomal recessive.

A. All females will be red‑eyed and all males will be white‑eyed.

B. All offspring will be red-eyed.

C. In both sexes, half of the offspring will have red eyes and half of the offspring will have white eyes.

D. All females will have red eyes whereas half of the males will have red eyes and half will have white eyes.

B. In each sex, half of the offspring will have red and half of the offspring will have white eyes.

C. all red‑eyed females and all white‑eyed males

D. all red‑eyed females with half of the males having white and half of the males having red eyes

A. All female offspring will be red‑eyed, whereas half of the male offspring will have white eyes and half of the male offspring will have red eyes.

B. All female offspring will be red‑eyed and all male offspring will be white‑eyed.

C. All offspring will be red‑eyed.

D. All male offspring will be red‑eyed, whereas half of the female offspring will have white eyes and half of the female offspring will have red eyes.

A. All offspring will be red‑eyed.

B. All male offspring will be red‑eyed, whereas half of the female offspring will have white eyes and half of the female offspring will have red eyes.

C. For each sex, half of the offspring will have red eyes and half of the offspring will have white eyes.

D. All female offspring will be red‑eyed, whereas half of the male offspring will have white eyes and half of the male offspring will have red eyes.

A. All offspring will be red‑eyed.

B. All female offspring will be white‑eyed, whereas half of the male offspring will have white eyes and half of the male offspring will have red eyes.

C. All male offspring will be red‑eyed male, whereas half of the female offspring will have white eyes and half of the female offspring will have red eyes.

D. For each sex, half of the offspring will have red eyes and half of the offspring will have white eyes.

If such a mating produced 1234 red‑eyed progeny and three white‑eyed males, what is the observed rate of nondisjunction of the X chromosomes?

Could white‑eyed males be generated in this cross by a nondisjunction of X chromatids in the female during meiosis II? ทำไมหรือทำไมไม่?

A. No, if a nondisjunction of X chromatids occurred in meiosis II of a female, all progeny would have red eyes.

B. Yes, because a nondisjunction of X chromatids in meiosis II of a female will generate two abnormal gametes, one with two X chromosomes and one with no X chromosome.

C. No, if a nondisjunction of X chromatids occurred in meiosis II of a female, none of the resulting offspring would be viable.

D. No, if a nondisjunction of X chromatids occurred in meiosis II of a female, only white-eyed females could be generated.

What is the most likely chromosomal constitution of the red‑eyed males and white‑eyed females resulting from this cross?

What type of interaction is being shown by the two alleles in heterozygous animals?

A. a situation where an allele is only expressed in one sex and does not produce the same phenotype in the other sex

B. a situation where the stronger or earlier expression of a genetic trait occurs in succeeding generations

C. the degree to which a trait is expressed

D. a situation where a trait is only expressed at a particular temperature

If two creepers are mated, what will be the phenotypic ratio among the living offspring?

What is the relationship between his two alleles for this gene?

What form of inheritance does this represent?

If all their children have normal hearing, which event has occurred within each child?

What is this genetic phenomenon called?

What would be a possible genotype for a phenotype that would be included with the 9 portion of the modified ratio?

A. 1/8 beardless black females, 1/8 beardless white females, 1/8 bearded black females, 1/8 bearded white females, 1/8 bearded black males, 1/8 bearded white males, 1/8 beardless black males, 1/8 beardless white males

B. 1/8 beardless black females, 1/8 beardless white females, 1/8 bearded black females, 1/8 bearded white females, 1/4 bearded black males, 1/4 bearded white males

C. 1/16 beardless black females, 3/16 beardless white females, 1/8 bearded black females, 1/8 bearded white females, 1/8 bearded black males, 1/8 bearded white males, 1/8 beardless black males, 1/8 beardless white males

A. where the presence of two recessive alleles (the homozygous genotype) inhibits the expression of an allele at a different locus

B. where genes at different loci contribute to the determination of a single phenotypic characteristic

C. where two recessive alleles at either of two different loci are capable of suppressing a phenotype

- Complete dominance?
- Incomplete dominance?
- Codominance?

Incomplete dominance:
- A black sheep and a white sheep produce a gray lamb.

- A mother with straight hair and a father with curly hair have a son with wavy hair.

Codominance:
- A mother with type A blood and a father with type B blood have a daughter with type AB blood.

In all three breeds, a temperature‑sensitive enzyme is responsible for the dark coloration of the points. However, it is active only at the extremes of the body where it is coolest.

Select the statements that are true regarding the evidence of incomplete dominance and incomplete penetrance in Siamese, Burmese, and Tonkinese breeds. [Select all that apply.]

- Intermediate point color in Tonkinese demonstrates incomplete dominance.

- Burmese with dark color at the head, tail, and feet demonstrates incomplete dominance.

- Intermediate point color in Tonkinese demonstrates incomplete penetrance.

Suppose that 16 pairs of pintaloosa horses have one offspring per pair. How many of each phenotype would be expected? Determine the number out of 16 expected for each phenotype. Only count phenotypes for offspring expected to live past one week of age.

Determine the probability that their offspring will have big ears. Report your answer as a percentage without decimal points.

A. Polygenic inheritance refers to the cumulative effect of two or more genes on a single trait. Pleiotropy refers to a single gene that affects a single trait.

B. Polygenic inheritance refers to the cumulative effect of two or more genes on a single trait. Pleiotropy refers to a single gene that affects multiple traits.

C. Polygenic inheritance refers to a single gene that affects multiple traits. Pleiotropy refers to the cumulative effect of two or more genes on a single trait.

1. CRCp x CpCw ---------- [Expected phenotype ratio] _________?

2. CRCw x CpCw ---------- [Expected phenotype ratio] _________?

2. What percentage of the offspring are predicted to have the B blood phenotype?

- percentage of offspring with B blood: ______ %

3. For an individual with O type blood, what would the blood cell look like in the interactive?

2. percentage of offspring with B blood: 50%

Chart layout: [Name Blood type]

[George O NN]
[Tom AB MN]
[Bill B MN]
[Claude A NN]
[Henry AB MM]

Based on their blood types, which of these men could be the father of this child?

- Could be the father?
- Not the father?

At the first locus, the W allele codes for a dominant white phenotype, whereas the w allele codes for a colored squash. At the second locus, the allele Y codes for a dominant yellow phenotype, and the allele y codes for a recessive green phenotype. The phenotypes from the first locus will always mask the phenotype produced by the second locus if the dominant allele (W) is present at the first locus. This masking pattern is known as dominant epistasis.

A dihybrid squash, Ww Yy, is selfed and produces 160 offspring. How many offspring are expected to have the white, yellow, and green phenotypes?

1. number of white offspring?

2. number of yellow offspring?

2. number of yellow offspring: 30

1. How are lacerate leaves determined in the opium poppy?

A. one gene, with codominant alleles at a single locus
B. two genes, with a dominant allele at both loci
C. two genes, where one allele at a single locus is recessive lethal
D. two genes, with a dominant allele at either or both loci

2. Give genotypes for all the plants in the P, F1, and F2 generations. Some generations will have more than one genotype.

F2 (lacerate):
- A_B_
- A_bb
- aaB_

Explain how the same female, when mated with a different brown male, could produce only brown offspring.

Chart layout: [CrossParentsOffspring]

[A full color × albino 50% full color, 50% albino]
[B Himalayan × albino 50% Himalayan, 50% albino]
[C full color × albino 50% full color, 50% chinchilla]
[D full color × Himalayan 50% full color, 25% Himalayan, 25% albino]
[E full color × full color 75% full color, 25% albino]

Match the parental genotypes to the letter corresponding to the appropriate cross listed in the table.

Farmer Baldridge has two unicorns with curly tails. When he crosses them, one‑half of the progeny have curly tails, one‑quarter have straight tails, and one‑quarter do not have a tail.

1. What are the genotypes of the parents at the tail‑presence gene?

A. Tt × tt
B. TT × TT
C. Tt × Tt
D. TT × tt
E. tt × tt

2. What are the genotypes of the parents at the tail‑texture gene?
A. USUC × UCUC
B. USUS × USUS
C. USUC × USUC
D. UCUC × UCUC
E. USUS × UCUC

3. Place the unicorn genotype or genotypes below each unicorn phenotype in the pedigree. Some unicorn phenotypes may be the result of more than one genotype.

1. Select the mode of inheritance of disorder Z.

A. autosomal dominant
B. Y‑linked dominant
C. X‑linked recessive
D. autosomal recessive
E. X‑linked dominant

2. Select the genetic phenomena displayed by the pedigree of disorder Z. [Select all that apply.]

Select the statements that correctly describe cpDNA.

- cpDNA is typically inherited from both parents.

- Chloroplast chromosome size and gene content are identical in all organisms.

- cpDNA organization is more similar to that of prokaryotes than eukaryotes.

A. An individual inherits their mitochondrial DNA from their father.

B. An individual inherits one copy of mitochondrial DNA from each parent.

C. An individual inherits their mitochondrial DNA from their mother.

If an Nn female with brown eyes mates with an Nn male, what is the eye color phenotypic ratio of their offspring?

The Magudon inheritance of traits is remarkably similar to that of humans, and many traits exhibit classic Mendelian inheritance. Oddly, red, writhing tentacles do not follow a Mendelian inheritance pattern. Earth's first interplanetary geneticists have been asked to bring a new perspective to this intriguing problem. After studying the appearance of the trait in several families, the Earth geneticists determine that the red, writhing tentacles trait is autosomal recessive and exhibits a pattern of genetic imprinting. The maternal copy of the gene is imprinted.

A family tree was created for one Magudon family. Both of the parents in generation I are heterozygous for tentacle movement. Individuals 5 and 10 are homozygous for the dominant trait, red, floppy tentacles.

Individual 1 is heterozygous for tentacles and displays the recessive trait, red, writhing tentacles. The recessive allele was inherited from Individual 1's _________, and the _________ maternal copy of the gene has been silenced.

The children of individuals 1 and 2 do not show the phenotypic frequencies usually found in an autosomal, heterozygous cross. The frequency of the children from individuals 1 and 2 with the recessive phenotype, red, writhing tentacles, is one-half. The usual phenotypic frequency of the recessive phenotype from this type of cross is and received their recessive allele from their _________.

Some of the children of individuals 5 and 6 have red, writhing tentacles. Individual 5 has been identified as homozygous for red, floppy tentacles. In order for any of the children to display red, writhing tentacles, individual 6 must be _________ and must have received the recessive allele from his _________.

Statement 2: - heterozygous - father

Chart layout: [Cross Set A Set B Set C]

[Cross 1: zigzag female X wild-type male (SET A) zigzag males wild-type females (SET B) all zigzag (SET C) all wild-type]

[Cross 2: Intercross F1 from cross 1 (SET A) 1/2 zigzag, 1/2 wild-type equally distributed among males and females (SET B) all zigzag (SET C) 1/2 zigzag, 1/2 wild-type equally distributed among males and females]

[Cross 3: wild-type female X zigzag male (SET A) all wild-type (SET B) all wild-type (SET C) all zigzag]

[Cross 4: Intercross F1 from cross 3 (SET A) 1/4 zigzag males, 1/4 wild-type males, 1/2 wild-type females (SET B) all wild-type (SET C) 1/2 zigzag, 1/2 wild-type equally distributed among males and females]

- X-linked recessive inheritance

- cytoplasmic inheritance

Two years later, a young woman named Anna Anderson claimed that she was Anastasia, the youngest daughter of Tsar Nicholas II. There was much controversy surrounding Anna's claim. Some believed she was a fraud, others that she was indeed the lost Princess Anastasia. Anna remained steadfast in her claim until her death in 1984.

In 1991, the remains of nine skeletons, five male and four female, were exhumed from a shallow grave east of Moscow. Evidence from nuclear DNA showed that three of the young women were related and that one of the men and one of the women were their parents.

Further evidence from mitochondrial DNA (mtDNA) showed that one of the women could be positively identified as Tsarina Alexandra and that one of the men was indeed Tsar Nicholas II. The other three women had mtDNA that matched that of the Tsarina's and were identified as three of the Tsar's children. Anastasia and her younger brother, Alexei, were not among those found in the grave. This led to further speculation about Anastasia's possible escape from Russia after her parents were killed.

In 2007, an additional grave was found near that exhumed in 1991. It contained the remains of a teenage girl and boy. These remains were mtDNA tested, as well as samples from Anna Anderson, uncovered from hospital storage long after her death.

Analysis of the mtDNA supported the hypothesis that Princess Anastasia had been killed with her family in 1918.

Which statements support this hypothesis?
[Select all that apply.]

- The mtDNA from the remains of the teenage girl matched that of Tsarina Alexandra.

- The mtDNA of the teenage girl and boy matched each other.

- The mtDNA from the remains of the teenage girl matched that of Tsar Nicholas II.

- Tsarina Alexandra's and Anna Anderson's mtDNA matched one another.

Individuals 1 and 4 are siblings and are known to come from a true‑breeding wild‑type line.

1. What is the most likely mode of inheritance for the clown nose?

A. autosomal recessive
B. autosomal dominant
C. X‑linked dominant
D. X‑linked recessive
E. Y‑linked

2. What is the most likely mode of inheritance for the Pinocchio nose?
A. X‑linked dominant
B. sex‑influenced
C. X‑linked recessive
D. autosomal recessive
E. autosomal dominant

A careless rabbit sitter leaves several cages open, and a female rabbit mates with an unidentified male. The breeder sends DNA samples from each of the offspring whose fathers are unknown and DNA from individuals IV‑5 through IV‑10 to a genetics lab. The lab staff test the samples for several genes with suspected effects on nose shape. The gel displays the results of genetic testing for the two polymorphic genes detected. The individuals whose father is unknown are labeled A, B, C, and D.


Does X-inactivation lead to expression of sex-linked recessive disorders in half of carrier females' cells? - ชีววิทยา

X-chromosome inactivation (XCI) is the process in which females transcriptionally silence one of their two X chromosomes in early embryonic development, equalizing X chromosome gene expression between males and females. XCI depends on a gene called XIST, a functional RNA molecule that does not code for a protein. Recent studies indicate abundant intergenic transcription and nonprotein coding RNAs in the human genome, which are suspected to function in modulating gene expression. XCI may therefore serve as a useful model to learn and understand the potential function of these elements, as well as their effects on human disease. Here, we review the genetic and molecular basis of XCI and describe how the mechanistics of this process lead to the phenotypes of X-linked skin diseases, most notably in the pattern of lines, swirls, and whorls first noted by the dermatologist Alfred Blaschko. We suggest that XCI, and other epigenetic phenomena, will continue to impact our understanding of the genetic mechanisms of disease.


RECESSIVE MUTATIONS

Mutations that lead to the occurrence of sex-linked diseases are those that affect genes on the X chromosome. The critical characteristic of X-linked inheritance is the absence of male-to-male (father-to-son) transmission. This is because males transmit their Y chromosomes only to sons, whereas they transmit their X chromosomes only to daughters. Keep in mind that because females carry 2 X chromosomes, it is unusual for them to be affected by a mutation of an X-linked gene, as the second X chromosome will carry a normal allele at that locus (clearly, this is true only for recessive traits). Males inherit their only X chromosome from their mothers, so if the mother carries a recessive mutated allele on one X chromosome, there is a 50% chance of the son inheriting the X chromosome with the mutated allele. Because only one X chromosome is present in the male, all genes on that chromosome are expressed, and the disease is manifest. Figure 10 demonstrates the Punnett square analysis of X-linked recessive diseases.

Punnett square analysis of X-linked inheritance for a recessive mutation. The small x represents the chromosome with the mutation.

Will females ever display characteristics of recessive X-linked diseases? คำตอบคือใช่ A female who has only 45 chromosomes due to monosomy X (all 44 autosomes, but only one sex chromosome, the X chromosome), and who has a mutation on the X chromosome, will show the same phenotypic symptoms as an affected male. A 46 XX female (46 chromosomes with two X chromosomes) who is a daughter of an affected father and carrier mother can inherit two copies of the defective allele, and would therefore also express the disease. A third way a female can express the effects of a recessive X-linked mutation is through unequal X inactivation. What is X inactivation (which only occurs in females), and why does it occur?

Gene-dosage effects appear to be very important for appropriate human development. Trisomies of certain chromosomes (three copies of the chromosome) lead to spontaneous abortions an exception is trisomy 21, which leads to developmental anomalies and Down syndrome. Because the X chromosome is much larger than the Y chromosome (∼5 times larger), it also carries many more genes than the Y chromosome. However, all humans (male and female) appear to express similar numbers of genes, regardless of their sex. How can this occur, given the large size imbalance between the X and Y chromosomes? Females have a method for inactivating the majority of one of their X chromosomes per cell. By inactivating one X chromosome, females will be in balance with males in terms of expressed gene number. In the 1960s, Mary Lyon proposed a hypothesis that only one X chromosome in the cell could be active at any given time. Her hypothesis (Lyon hypothesis) suggested that one of the two X chromosomes in the female is randomly inactivated early in embryogenesis, at about the 16-cell stage. Once inactivated, an inactive X chromosome maintains its inactive state in all progeny. About 50% of the cells have the maternal X chromosome inactivated, and ∼50% of the cells have the paternal X chromosome inactivated. Small regions on the inactivated X chromosome are transcriptionally active, although the reason for this is unknown. X chromosomes that are inactivated can be identified as a small, dark-staining ball, known as a Barr body, which is present in the nucleus adjacent to the nuclear membrane. The number of Barr bodies in a cell is always n – 1, where n = the total number of X chromosomes within that cell.

It was stated earlier that one X chromosome is inactivated randomly at approximately the 16-cell stage of embryogenesis. On average, therefore, it will be a 50:50 split between the maternally derived and paternally derived chromosomes that are inactivated. This implies that women are functional mosaics, composed of two fundamentally different cell types that express different genes from different X chromosomes. In real life, however, X inactivation is not always 50:50, and can be up to 90:10 in one direction. Thus, if a carrier female has inactivated 90% of her “normal” X chromosomes at the 16-cell stage of development, 90% of her cells will be expressing a mutant X-linked allele, which is usually sufficient for the woman to express mild symptoms of the disease. It must be emphasized that this type of uneven inactivation is rare, but it does happen. The Lyon hypothesis is shown schematically in Fig. 11. During production of the eggs, the inactivated X chromosome is reactivated so that all eggs will receive an active X chromosome.

Lyon hypothesis. The dark bar represents the inactivated chromosomes. The Lyon hypothesis explains how equal numbers of active genes are maintained in males and females. Inactivation at the 16-cell stage is random. Once an X-chromosome is inactivated in a cell, all subsequent daughter cells have the same pattern of X-inactivation. In the zygote, both maternal (XNS) and paternal (XNS) X chromosomes are active.

Examples of diseases which are caused by recessive mutations on the X chromosome include hemophilia A (1/12,500 live births), Duchenne muscular dystrophy (1/100,000 live births), and ornithine transcarbamoylase deficiency (1/100,000 live births). A typical X-linked recessive pedigree is shown in Fig. 12.

An example of an X-linked recessive pedigree. Only males are affected, and carrier females are indicated by the circle with a dot inside.


Different Definitions of Dominance and Recessivity

Semidominance and codominance

Many allele pairs do not exhibit the phenotypic relationship observed in Mendel's original experiments. Rather, the phenotype of the heterozygote is intermediate between the two homozygotes and, strictly speaking, the two alleles do not have a dominant/recessive relationship for the trait in question. Usually the heterozygous phenotype represents a blend of the characteristics of the two homozygotes, in which case the alleles are referred to as semidominant (Figure 2a). Occasionally, as in the case of some blood groups, the distinct characters of the two homozygotes are independently expressed in the heterozygote: this is termed codominance (Figure 2b). Note that dominance and recessivity are not intrinsic properties of genes or alleles: rather, the terms describe the relationship between different combinations of alleles and observed characters (see next subsection). In human genetics, there is an additional complication. Often the disease allele is very rare and the homozygote for this allele has never been observed. It is therefore unknown whether the disease allele is dominant or semidominant, with respect to wild type (Figure 2c). In this context, a different operational definition of dominance, based on inheritance pattern, tends to be used.

Dominance relationships between a pair of alleles A and B. (a, b) Phenotypes corresponding to the different genotypes AA, AB and BB are indicated by filled rectangles of different tones. (c) In many dominantly inherited diseases, the phenotype associated with the homozygous mutant BB has not been observed hence it is not known whether allele B is a true dominant or semidominant, with respect to A.

Some common misconceptions about dominance and recessivity

Dominance and recessivity are intrinsic properties of genes or alleles

Although reference is commonly made to ‘dominant genes’ or ‘dominant alleles’, dominance and recessivity are not intrinsic properties of either genes or alleles. Strictly speaking, the terminology is only appropriate when comparing a pair of alleles for a particular trait that makes up a phenotype. For example, in mice an allelic series of mutations at the agouti (NS) gene give rise to variation in coat color from yellow (dominant) through to black (recessive). The wild-type allele is intermediate in the dominance hierarchy: it appears recessive in combination with a yellow allele, but dominant in combination with a black allele. In other words, the dominance/recessivity of the wild-type allele is dependent on context.

The major variation in the function of agouti alleles occurs at the transcriptional level: dominant alleles show increased transcription and recessive alleles decreased transcription, compared with the wild type. The lethal yellow allele (NS y ) illustrates another important point: although the yellow coat is (semi)dominant with respect to wild type, lethality only occurs in homozygotes. Hence the trait of lethality is recessive with respect to wild type.

Dominantly inherited diseases are rarer than recessive diseases

The observation that most mutations are recessive to wild type does not imply that dominantly inherited diseases must be rare compared with recessively inherited ones. On the contrary, it has been estimated that autosomal dominant single-gene disorders constitute 0.7% of live births compared to only 0.25% with an autosomal recessive basis. The phenotypic variation tends to be greater for dominant than for recessive disorders, both because different dominant mutant alleles differ in the strength of their pathogenic effect and because the ameliorating influence of the wild-type allele may vary with genetic background. This often enables at least some individuals affected with dominant disorders to reproduce, which contributes to maintaining the number of affected individuals in the population. Many dominant diseases are also characterized by a high rate of new mutations. Although the overall number of recessive mutant alleles is far greater (it is estimated that every healthy person is heterozygous for approximately three mutations that would be associated with severe or lethal phenotypes in the homozygous state), the great majority of these are latent because they are masked by being in combination with a wild-type allele.

Dominant inheritance

Pedigrees showing vertical transmission of a phenotypic character are said to exhibit dominant inheritance (Figure 3a) the allele segregating with the phenotypic character is assumed to be dominant to its partner. However, this is not necessarily equivalent to the previous definition of dominance. First, the occurrence of a rare homozygote will often reveal that the alleles are actually semidominant, because the homozygote is more seriously affected than the heterozygote. Second, dominant inheritance does not necessarily imply dominance of one allele over the other at a cellular level. For example, mutations of tumor suppressor genes are recessive at a cellular level, but segregate in a dominant pattern because of the high cumulative risk of a somatic mutation occurring in the wild-type allele of a target cell. A similar process may underlie the dominant inheritance of some nonneoplastic diseases, for example autosomal dominant polycystic kidney disease. Sex-limited vertical transmission may occur in disorders caused either by mutations of imprinted genes, which are functionally hemizygous (acting in the haploid state), or by mutations in the mitochondrial genome, in which heteroplasmy (the occurrence of multiple copies of distinct alleles) is an additional complicating factor. In X-linked disorders, the definition of dominance is made ambiguous by the occurrence of X inactivation, the consequence of which, for the majority of X-encoded genes, is to render only one or other allele active in an individual cell. A disorder conventionally regarded as recessive (nonmanifesting in carrier females) may be clinically manifest in rare females owing either to preferential inactivation of the wild-type allele or to incomplete selection against cells in which the mutant allele is active. Finally, very common recessive traits may also show vertical transmission (see next section). See also Mitochondrial Heteroplasmy and Disease, Retinoblastoma, and X‐chromosome Inactivation

Typical pedigrees showing autosomal dominant and autosomal recessive inheritance. Affected and unaffected individuals are denoted by filled and open symbols (square, male circle, female) respectively. (a) Autosomal dominant inheritance of mutant allele B. Transmission of the phenotype occurs vertically between generations. On average, 50% of the offspring of an affected individual are themselves affected, irrespective of sex. (b) Autosomal recessive inheritance of mutant allele B. Consanguinity is frequent, as shown here (closely spaced parallel lines). Usually only a single sibship is affected, with previous and succeeding generations free of the disease. (c) If there is extensive inbreeding or the recessive mutant allele B is very common, pseudodominant inheritance may occur.

Recessive inheritance

Recessive traits are typically recognized by the occurrence of multiple affected siblings within a single sibship, the previous and subsequent generations being free of the disease (Figure 3b). The rarer the trait, the higher the proportion of affected individuals who are born to consanguineous unions, in which the mutant allele in each parent segregated from a shared ancestor. This is referred to as autozygosity.

The classical patterns of dominant and recessive inheritance can be confused in certain situations. In the case of very common recessive disorders, there is a significant chance of union between a homozygous affected individual and an unaffected individual who is, by chance, a heterozygous carrier of the same recessive allele. In that case, half their children will be affected, giving rise to vertical or ‘pseudodominant’ transmission (Figure 3c). Conversely, the birth of two or more affected siblings to unaffected parents does not necessarily imply recessive inheritance. Germinal mosaicism for a dominant mutation, recurrent transmission of an unbalanced karyotype from a parent with a balanced translocation and segregation of an imprinted locus are all alternative possibilities. See also Imprinting Disorders, and Mosaicism


Principles of Mendelian Analysis

Mendel's careful observations of pea hybridization experiments led to two key principles based on simple statistical rules (Table 2). These laws describe the inheritance of different forms (alleles) of each gene in all sexually reproducing organisms, and are as applicable to humans as to pea plants.

The reproductive cells of hybrids randomly transmit either one or the other of paired parental characters to their offspring. The characters (or genes, as we now know them) are unchanged during passage through each generation

When individuals with different alleles of more than one gene are crossed, alleles of each gene are assorted into the offspring (segregated) independent of others. This law applies only when there is no linkage between the genes

Mendel described the behaviour of characters as either dominant or recessive. A dominant character is one that is expressed in the heterozygote (an individual that inherits two different alleles of a gene). A recessive character is one that only manifests when an individual is homozygous (inherits the same two alleles of a gene). Again, a molecular understanding of biology allows us to understand why some traits are dominant and others are recessive. For example, a gene that encodes a dysfunctional protein (as in cystic fibrosis) may lead to a recessive phenotype if the remaining allele produces sufficient functional protein to compensate for the dysfunctional allele. Alternatively, a dysfunctional protein could ‘poison’ the protein complex or other cellular structure in which it normally operates (as in some haemoglobin diseases) and thus exert a dominant phenotype. Many traits can show partial dominance, or even codominance, contributing equally to the phenotype (as for ABO bloodgroups). It is curious, and perhaps fortunate, that all of the traits studied by Mendel showed clear dominance or recessiveness. See also Dominant Traits and Diseases


เงื่อนไข

After reading this tutorial, you should have a working knowledge of the following terms:

  • autosome
  • Barr body
  • haploid-diploid system
  • อัมพาตครึ่งซีก
  • mutant phenotype
  • โครโมโซมเพศ
  • ยีนที่สัมพันธ์กับเพศ
  • SRY
  • แบบป่า
  • XIST gene
  • X-O system
  • X-Y system
  • Z-W system

คำถาม? Either send your instructor a message through ANGEL or attend an LA office hour (the times and places are posted on ANGEL).