Характер наследования признаков зависит от положения генов в хромосомах. Если гены располагаются в аутосомах, то признак наследуется одинаково, независимо от пола особи. Совершенно иная картина наблюдается при наследовании признаков, расположенных в половых хромосомах. Так как Х-хромосома присутствует у обоих полов, то в ней располагаются жизненно важные гены. Потеря Х-хромосомы приводит к гибели зиготы. Х-хромосома встречается у особей только одного пола и несет очень ограниченное число генов, характерных только для соответствующего пола. Наличие или отсутствие ее может привести лишь к изменению развития половых признаков или несущественных признаков.
Основные признаки, сосредоточенные в половой паре, организм наследует по Х-хромосоме. У гомогаметных особей (XX) хромосомы парные, поэтому могут нести признаки как доминантные, так и рецессивные. Но у гетерогаметных особей (XY) хромосомы непарные, и важные гены несет только Х-хромосома. Признаки, расположенные в половых хромосомах, сцеплены с полом особи и проявляются по-разному у различных полов.
Рассмотрим на примерах сцепленное с полом наследование. У кошек ген окраски шерсти находится в Х-хромосоме. Черная окраска определяется доминантным геном В, а рыжая окраска – рецессивным геном b. При генотипе ВВ развивается черная окраска шерсти, а при генотипе bb образуется рыжая окраска. У гетерозигот Вb имеет место неполное доминирование, и развивается черепаховая окраска. Рассмотрим наследование окраски шерсти у разных полов.
Рис. Схема скрещивания
Как видно из схемы скрещивания, черепаховая окраска встречается только у кошек, а черепаховых котов в норме не бывает, так как две Х-хромосомы у самцов не встречаются.
У человека также известны признаки, сцепленные с полом. К ним относится, например, очень тяжелое наследственное заболевание гемофилия, при котором кровь теряет способность свертываться. У гемофиликов даже небольшие царапины и ссадины вызывают тяжелые кровотечения. Это заболевание встречается, за редчайшими исключениями, только у мужчин. Рецессивный и нормальный гены находятся в гомологичных Х-хромосомах. Гетерозиготные по данному гену женщины обладают обычной свертываемостью крови. У мужчин рецессивный ген, расположенный в Х-хромосоме, проявляется всегда, так как альтернативного аллельного гена нет, Х-хромосома одна. А у женщин рецессивный ген проявляется только при условии, что во второй Х-хромосоме тоже представлен рецессивный ген. Аномальный ген X* может быть и у мужчин, и у женщин. К дочерям переходит одна Х-хромосома от отца, другая – от матери, но признак проявляется очень редко, так как встреча двух Х*-хромосом маловероятна. При наличии одной X*-хромосомы женщина не заболевает, но оказывается носителем рецессивного гена. К сыновьям от матери передается Х-хромосома, а от отца – У-хромосома.
При получении мальчиком X*-хромосомы аномальный рецессивный признак у него обязательно фенотипически проявляется. Этим объясняется то, что гемофилией и дальтонизмом (ген, вызывающий дальтонизм – неспособность различать красный и зеленый цвет, также сцеплен с Х-хромосомой) страдают почти исключительно мужчины.
К сцепленным с полом доминантным признакам относятся темная эмаль зубов, витаминоустойчивый рахит и другие.
Изучением наследования сцепленных генов занимался Т. Морган, который обнаружил, что такие гены не подчиняются закону независимого наследования. Сцепление генов в хромосомах может быть полным и неполным. Степень сцепления зависит от расстояния между генами и от вероятности кроссинговера между гомологичными хромосомами во время первого деления мейоза.