При скрещивании красноглазой самки и белоглазого самца (гомогаметный пол доминантен) в F1 все мухи были красноглазые, а в F2 происходило расщепление 3 красноглазых: 1 белоглазая. Значит, если гомогаметный пол доминантен, то соблюдаются все законы Менделя: единообразие первого поколения и расщепление во втором поколении по фенотипу 3:1.
При реципрокном скрещивании, когда гомогаметный пол был рецессивен (белоглазая самка и красноглазый самец), в первом поколении наблюдались иные результаты: все самки в F1 были красноглазыми, а все самцы – белоглазыми. Такое наследование получило название крисс-кросс (или крест-накрест) наследования: сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери признак отца. Полученные результаты Морган объяснил тем, что ген «w» находится в Х – хромосоме, а Y – хромосома генетически инертна или, по крайней мере, не содержит гена «w». Этот тип наследования получил название наследования, сцепленного с полом.
Таким образом, ген «w» сцеплен с полом, т.е. находиться в Х – хромосоме.
|
|
Схема скрещивания мух дрозофил по цвету глаз (Морган).
W – красные глаза
w– белые глаза
1-ое скрещивание:
P: ХW ХW x XwY
Г: XW Xw, Y
F1: XWXw; XWY
красноглазые красноглазые
самки самцы
2-ое скрещивание:
Р: ХWХw х ХWY
(Гибриды первого поколения)
Г: ХW Хw ХW Y
F: ХWХW ХWХw ХWY XwY
Соотношение по фенотипу 3: 1.
3-ое скрещивание:
P: XWXw x XwY
Г: XW, Xw Xw, Y
F3: XWXw; XWY; XwXw; XwY
самки самцы самки самцы
красноглазые белоглазые
4-ое скрещивание:
P: XwXw x XWY
Г: Xw XW, Y
F4: XWXw; XwY
красноглазые самки, белоглазые самцы
Четвертое скрещивание – реципрокное, то есть самка и самец были взяты с противоположными фенотипами.
Рассмотрим законы наследования признаков, сцепленных с полом, установленные Морганом, на следующем примере. В брак вступают женщина-дальтоник (рецессивный признак) и мужчина с нормальным цветовосприятием (рис. 1). Рассматривая цитологическое обоснование наследования этого признака в данном браке, видим, что сыновья свою единственную Х-хромосому получают от матери, следовательно, будут иметь подобный ей фенотип по данному признаку (дальтонизм). Дочери получают одну Х-хромосому от матери (с рецессивным геном дальтонизма), а другую Х-хромосому от отца (с доминантным геном нормы по дальтонизму), поэтому они будут иметь нормальное зрение. Видим, что фенотипический признак отца перешел к дочерям, а от матери – сыновьям (крисс-кросс наследование).
Р: ♀ d| |d x ♂ Dïé
дальтоник нормальное зрение
Гаметы: d| Dï, é
F1 : D| |d ; dïé
Нормальное зрение дальтоник
Рис. 1. Наследование признаков сцепленных с полом (при рецессивности гомогаметного пола).
|
|
В случае если мать имеет нормальное зрение и гомозиготная, а отец дальтоник, то все дети будут иметь нормальное цветовосприятие (рис. 2).
Р: ♀ D| |D x ♂ dïé
Нормальное зрение дальтоник
Гаметы: D| dï, é
F1 : D| |d ; Dïé
Все дети имеют нормальное зрение
Рис. 2. Наследование цветовой слепоты (женщина – доминантна и гомозиготная, а супруг – дальтоник).
Если их дочь выйдет замуж за здорового мужчину, то возможное соотношение фенотипов у их детей будет (рис. 3).
Р: ♀ D| |d x ♂ Dïé
нормальное дальтоник
зрение
Гаметы: D|, |d Dï, é
F1 : D| |d , D| |D , Dïé, dïé,
Здоровые дочери и дальтоник
сыновья (3 части) сын (1 часть)
Рис. 3. Наследование цветовой слепоты (женщина – гетерозиготная, а супруг здоров).
Сотрудник Т.Моргана К.Бриджес обратил внимание на редкие отклонения от схемы крисс-кросс наследования у некоторых особей мухи дрозофилы. Бриджес предположил, что такие отклонения в наследование могут быть связаны с нарушением расхождения хромосом в мейозе. Он исследовал хромосомы таких исключительных мух и убедился, что белоглазые самки имеют Y – хромосому наряду с двумя ХХ, а красноглазые самцы – одну Х – хромосому. Тем самым было впервые доказано, что определенный ген w находится в конкретной хромосоме – Х.
В F1 от скрещивания красноглазой самки и белоглазого самца изредка встречались мухи, у которых один глаз белый, а другой красный. При более внимательном рассмотрении оказывается, что эти мухи симметрично представлены женской и мужской половинками тела. Таких мух называют гинадроморфами. При этом белый глаз находиться на мужской половине. Эти особи возникают в результате потери одной Х – хромосомы при первом дроблении зиготы, которая должна дать начало самке. Потери хромосомы могут происходить и на более поздних стадиях развития. Тогда появляются организмы – мозаики, у которых в разных пропорциях представлены участки тела, состоящие из клеток с неодинаковым числом хромосом.
Бриджес в 1922г. показал, что пол у дрозофилы определяется не числом Х – хромосом, а зависит от соотношения половых Х – хромосом и наборов аутосом (А). Такое соотношение было названо половым индексом. Если это соотношение равно 2Х:2А=1, то из зиготы развивается самка, если оно равно 1Х:2А=0,5, то – самец. При этом Y – хромосома в определении пола роли не играет. При промежуточном соотношении развиваются (2Х:3А=0,67) интерсексы - мухи, имеющие промежуточный фенотип.