Наследование серповидноклеточной анемии и гемофилии

Серповидноклеточная анемия

Задача 189.
У супругов с III группой крови и легкой формой серповидноклеточной анемии¹ родился ребенок с I группой крови и тяжелой формой серповидноклеточной анемии. Сколько может быть среди детей этих супругов разных: 1 — фенотипов; 2 — генотипов? Какова вероятность (в частях) рождения в этой семье: 3 — здорового ребенка; 4 — ребенка, фенотипически похожего на родителей; 5 — здорового ребенка с I группой крови?
Решение:
HbА — ген нормального гемоглобина (нормальный эритроцит);
HbS — ген серповидноклеточной анеми;
HbSHbS — особь погибает от анемии (сильная анемия); 
HbAHbS — особи жизнеспособны и устойчивы к малярии (лёгкая форма серповидноклеточной анемии);
HbАHbА — особи здоровы.
За наследование групп крови у человека отвечают три гена: I⁰ — ген I-й группы крови; I^A — ген II-й группы крови; I^B — ген III-й группы крови. Наличие двух каких-либо аллелей в генотипе человека отвечает за группу крови, причем аллель I⁰ является рецессивной по отношению к I^A и I^B. Возможные генотипы групп крови у человека:
I⁰I⁰ — I-я группа крови;
I^AI⁰ — II-я группа крови;
I^AI^A — II-я группа крови;
I^BI⁰ — III-я группа крови;
I^BI^B — III-я группа крови;
I^AI^B — IV-я группа крови.

Так как у супругов с III группой крови и легкой формой серповидноклеточной анемии родился ребенок с I группой крови и тяжелой формой серповидноклеточной анемии, то они оба гетерозиготы и по группе крови и по гемоглобину, поэтому их генотип имеет вид: IBI0HbSHbS.

Схема скрещивания
Р: I^BI⁰HbSHbS       х       I^BI⁰HbSHbS
Г: I^BHbA; I^BHbS             I^BHbA; I^BHbS
     I⁰HbA; I⁰HbS             I⁰HbA; I⁰HbS
F₁: 
1I^BI^BHbAHbA — 6,25%; 2I^BI^BHbAHbS — 12,5%; 2I^BI⁰HbAHbA — 12,5%; 4I^BI⁰HbAHbS — 25%; 2I^BI⁰HbSHbS — 12,5%; 1I^BI^BHbSHbS — 6,25%; 1I⁰I⁰HbAHbA — 6,25%; 2I⁰I⁰HbAHbS — 12,5%; 1I⁰I⁰HbSHbS — 6,25%/.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу — (1:2:2:4:2:1:1:2:1).
Фенотип:
I^BI^BHbAHbA — III группа крови, нормальный гемоглобин (нормальный эритроцит) — 6,25%; 
I^BI^BHbAHbS — III группа крови, лёгкая форма серповидноклеточной анемии — 12,5%; 
I^BI⁰HbAHbA — III группа крови, нормальный гемоглобин (нормальный эритроцит) — 12,5%; 
I^BI⁰HbAHbS — III группа крови, лёгкая форма серповидноклеточной анемии — 25%; 
I^BI⁰HbSHbS — III группа крови, тяжёлая форма серповидноклеточной анемии (особь погибает от анемии) — 12,5%; 
I^BI^BHbSHbS — III группа крови, тяжёлая форма серповидноклеточной анемии (особь погибает от анемии) — 6,25%; 
I⁰I⁰HbAHbA — I группа крови, нормальный гемоглобин (нормальный эритроцит) — 6,25%; 
2I⁰I⁰HbAHbS — I группа крови, лёгкая форма серповидноклеточной анемии — 12,5%; 
I⁰I⁰HbSHbS — I группа крови, тяжёлая форма серповидноклеточной анемии (особь погибает от анемии) — 6,25%/.
Наблюдаемый фенотип:
III группа крови, нормальный гемоглобин (нормальный эритроцит) -18,75%; 
III группа крови, лёгкая форма серповидноклеточной анемии — 37,5%;
III группа крови, тяжёлая форма серповидноклеточной анемии (особь погибает от анемии) — 18,75%; 
I группа крови, нормальный гемоглобин (нормальный эритроцит) — 6,25%; 
I группа крови, лёгкая форма серповидноклеточной анемии — 12,5%; 
I группа крови, тяжёлая форма серповидноклеточной анемии (особь погибает от анемии) — 6,25%.
Наблюдается 6 типов фенотипа. Расщепление по фенотипу — 6:3:3:2:1:1.

Выводы:
1) разных фенотипов — 6;
2) разных генотипов — 9;
3) вероятность (в частях) рождения в этой семье здорового ребенка — 4;
4) вероятность (в частях) рождения в этой семье ребенка фенотипически похожего на родителей — 6;
5) вероятность (в частях) рождения в этой семье здорового ребенка с I группой крови — 1.
 

Несвёртываемость крови — гемофилия

Задача 190.
Рецессивный ген гемофилии (несвертываемость крови) находится в Х-хромосоме. Отец девушки здоров, мать здорова, но ее отец был болен гемофилией. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать об их будущих детях и внуках?
Решение:
Х^Н — ген нормальной свертываемости крови;
Х^h — ген гемофилии;
Х^НY — здоровый мужчина;
Х^hY — мужчина-гемофилик;
Х^НХ^Н — здоровая женщина;
Х^НХ^h — здоровая женщина, носительница гена гемофилии;
Х^hХ^h — женщина-гемофилик.
Так как у матери девушки отец страдал гемофилией, то она является носительницей гена гемофилии, но внешне является здоровой, то ее генотип — Х^НХ_^h. Генотип здорового отца — Х^НY.

1. Девушка является носительницей гена гемофилии

Схема скрещивания (1)
Р: Х^НХ^h    х    Х^НY
Г: Х^Н; Х^h       Х^Н; Y
F₁: X^HX^H — 25%; X^HX^h — 25%; Х^НY — 25%; Х^hY — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
X^HX^H — девочка здорова — 25%; 
X^HX^h — девочка здорова, носительница — 25%; 
Х^НY- мальчик здоров — 25%; 
Х^hY — мальчик-гемофилик — 25%.
Внешнее проявление признака:
здоровый организм — 75%;
гемофилик — 25%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 3:1.

Выводы:
1) в данном браке все девочки рождаются здоровыми, но вероятность рождения девочек, которые являются здоровыми носительницами этого гена, составляет   50% среди всех девочек и 25% — среди общего числа родившихся детей%.

2. Девушка здорова и не является носительницей гена гемофилии

Если девушка здорова и не является носительницей гена гемофилии, то выйдя замуж за здорового мужчину будет рожать здоровых девочек и мальчиков и ее внуки тоже будут здоровы. Что можно подтвердить схемой скрещивания:

Схема скрещивания (2)
Р: Х^НХ^Н    х    Х^НY
Г: Х^Н       Х^Н; Y
F₁: X^HX^H — 50%; Х^НY — 25%.
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1.
Фенотип:
X^HX^H — девочка здорова — 50%; 
Х^НY — иальчик здоров — 50%.
Наблюдается 1 тип фенотипа. Расщепления по фенотипу — нет.

Выводы:
1) в данном браке все девочки и мальчики рождаются здоровыми.

3. Вероятность появления потомства у детей

Если девушка здорова, но является носительницей гена гемофилии, то выйдя замуж за здорового мужчину будет рожать здоровых девочек, половина из которых являются носительницами гена гемофилии, а также половина здоровых мальчиков и половина больных мальчиков. Что можно подтвердить схемой скрещивания:
Р: Х^НХ^h     х    Х^НY
Г: Х^Н; Х^h        Х^Н; Y
F₁: X^HX^H — 25%; X^HX^h — 25%; Х^НY — 25%; Х^hY — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
XHXH — девочка здорова — 25%; 
XHXh — девочка здорова, носительница — 25%; 
ХНY- мальчик здоров — 25%; 
ХhY — мальчик-гемофилик — 25%.
Внешнее проявление признака:
здоровый организм — 75%;
гемофилик — 25%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 3:1.

Выводы: 
1) вероятность рождения гемофиликов составляет 25%, все больные — мальчики;
2) вероятность рождения носителей гена гемофилии составляет 25%, все носители — девочки;
3) у мальчиков-гемофиликов, при браке со здоровой женщиной, будут рождаться здоровыми все дети, но все девочки будут носителями гена гемофилии;
4) у девочек-носительниц гена гемофилии, при браке со здоровым мужчиной, будут рождаться здоровые девочки, половина из которых являются носителями гена гемофилии, и половина здоровых мальчико и другая половина больных мальчиков. Вероятность рождения девочек-носительниц данной мутации составляет 25% и вероятность мальчиков-гемофиликов составляет тоже 25%. 
Таким образом, у женщины носительницы гена гемофилии, при браке с здоровым мужчиной возможно рождение мальчиков-гемофиликов составляет 25%, а все девочки рождаются здоровыми, половина из которых будут являться носителями гена гемофилии.

¹Серповидноклеточная анемия (изменение в молекулярной структуре гемоглобина, приводящее к потере способности транспорта кислорода и серповидной форме эритроцитов) наследуется как неполностью доминантный признак: у гомозигот развивается сильная анемия, заканчивающаяся обычно смертельным исходом; гетерозиготы имеют легкую форму анемии. Ген серповидноклеточной анемии одновременно обусловливает невосприимчивость к малярии и наследуется независимо от гена, определяющего группу крови по системе АВО.