性染色体上的基因-----同源区段上遗传

性染色体上的基因都是伴性遗传吗

【摘要】性染色体上的基因的遗传,往往和性别相关联。这一点，对位于X染色体和Y染色体的非同源区段上的基因，大家都很熟悉；而X、Y虽是一对同源染色体，但是其形状、大小却不相同，可分为同源区段和非同源区段，非同源区段又分为X特有区段和Y特有区段，同源区段和非同源区段都含有基因，这些基因的遗传都是一样的吗？笔者按照基因的位置对X染色体和Y染色体的基因作分类分析。

【关键词】 性染色体  基因  伴性遗传

 

人类是雌雄异体的生物，在雌雄异体生物的体细胞中，有两类染色体，即常染色体和性染色体，不管是哪类染色体，在其上面都分布有许多基因。下面以人体为例，着重阐述一下性染色体上基因的分布及遗传情况。

人类的性别决定属于XY型性别决定，在男性体细胞中，XY这一对性染色体的大小、形态不同。X染色体稍大，Y染色体稍小，它们的不同区段（见图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区段）分布有不同的基因，不同区段基因的遗传情况又不尽相同，现归纳总结如下：

 

 

一、X染色体和Y染色体的同源区段上的基因的遗传

位于X染色体Ⅰ区段上的基因，在Y染色体Ⅱ区段上可以找到对应的等位基因或相同基因，这部分区段Ⅰ和Ⅱ就是X和Y的同源区段，减数分裂时可以联会。位于这一区段上的基因的遗传，看起来和常染色体上基因的遗传好像是一回事，实际上到底是怎么回事？下面我们一起来分析一下：

 

第一、基因型的种类不同

表一 常染色体上的一对等位基因的基因型和表现型（A为正常基因，a为致病基因）

基因型	AA	Aa	Aa
表现型	正常	正常（携带者）	患病

 

 

基因型	AA	Aa	Aa
表现型	正常	正常（携带者）	患病

 

 

 

 

表二 X染色体Ⅰ区段上、Y染色体Ⅱ区段上的基因型和表现型（A为正常基因，a为致病基因）

	女   性			男   性
基因型	XAXA	XAXa	XaXa	XAYA	XAYa	XaYA	XaYa
表现型	正常	正常（携带者）	患病	正常	正常（携带者）	正常（携带者）	患病

 

 

 

女   性			男   性
基因型	XAXA	XAXa	XaXa	XAYA	XAYa	XaYA	XaYa
表现型	正常	正常（携带者）	患病	正常	正常（携带者）	正常（携带者）	患病

 

 

 

从以上两个表可以看出：常染色体上的基因相关的基因型，不管男性还是女性都只有三种，并且男女没有区别，都是AA、Aa、Aa；而X染色体和Y染色体的同源区段上的基因有关的基因型男女却不同，女性有三种基因型X^AX^A、 X^AX^a 、X^aX^a，男性却有四种基因型X^AY^A 、X^AY^a 、X^aY^A、X^aY^a。

第二、不同婚配组合的遗传情况不同

位于常染色体上的基因有关的遗传情况一共有9种婚配组合，子代的基因型和表现型与性别无关，其遗传情况我们都很熟悉，就不再赘述了。

位于X染色体和Y染色体的同源区段上的基因有关的遗传情况一共有12种婚配组合，其中男性为X^AY^A或X^aY^a参与的婚配情况：X^AX^A与X^AY^A、X^AX^A与X^aY^a、X^AX^a与X^AY^A、X^AX^a与X^aY^a、X^aX^a与X^AY^A、X^aX^a与X^aY^a，这六种情况的遗传和常染色体上的遗传情况基本一样，子代的基因型和表现型均与性别无关，就不再叙述。下面我们来重点分析剩下的六种情况，即男性基因型为X^AY^a或X^aY^A的六种情况：

①X^AX^A × X^AY^a        1 X^AX^A ：1 X^AY^a  女儿一定完全正常，儿子为携带者；

②X^AX^A × X^aY^A        1 X^AX^a ：1 X^AY^A  女儿一定是携带者，儿子完全正常；

③X^AX^a × X^AY^a        1 X^AX^A ：1 X^AX^a ：1 X^AY^a ：1 X^aY^a 女儿都正常，其中一半为携带者；儿子一半是携带者，一半是患者；

④X^AX^a × X^aY^A        1 X^AX^a ：1 X^aX^a ：1 X^AY^A ：1 X^aY^A 女儿一半是携带者，一半是患者；儿子全部正常，其中一半为携带者；

⑤X^aX^a × X^AY^a        1 X^AX^a ：1 X^aY^a 女儿全部是携带者，儿子全部是患者；

⑥X^aX^a × X^aY^A        1 X^aX^a ：1 X^aY^A 女儿全部是患者，儿子全部是携带者。

从以上这六种婚配情况看，X染色体和Y染色体的同源区段上的基因的遗传并不像常染色体上的基因那样和性别无关，而是和性别密切相关。

二、X染色体和Y染色体的非同源区段上的基因的遗传

1．X染色体 Ⅲ 区段上的基因的遗传

Ⅲ 区段是X染色体的特有区段，也就是伴X遗传，Y染色体上没有对应的等位基因或相同基因。

位于X染色体 Ⅲ 区段上的基因在Y 染色体上找不到对应的等位基因或相同基因，该区段属于X染色体和Y染色体的非同源区段。人类的色盲基因、血友病基因就位于X染色体的非同源区段。关于该区段上基因的遗传有两种情况：

(1) 如果该区段上的基因为隐性致病基因，如人类的红绿色盲：

人类的正常色觉与红绿色盲的基因型和表现型

	女   性			男   性
基因型	XBXB	XBXb	XbXb	XBY	XbY
表现型	正常	正常（携带者）	色盲	正常	色盲

这类基因的遗传特点是：

第一、男性中患者的比例多于女性中患者的比例，因为男性只有一个X染色体，只要这个X染色体上带有隐性致病基因，那么这个男性就患病，而女性有两个X染色体，只有这两个X染色体上都带有隐性致病基因，她才会患病；若男性的患病概率为Q，那么女性的患病概率为Q²。

第二、交叉遗传，男性的X染色体上的致病基因只能通过女儿传给外孙，而不会通过儿子传给孙子。

第三、隔代遗传，男性患者的X染色体上的致病基因传给女儿，女儿可能是携带者而不患病，当这个基因传给他外孙的时候，这个外孙就患病了。

第四、如果一个女性患病，那么她的父亲和她的儿子一定是患者；如果一个男性正常，那么他的母亲和他的女儿一定正常。

 (2) 如果该区段上的基因为显性致病基因，如人类的抗维生素D佝偻病

人的正常与抗维生素D佝偻病患者的基因型和表现型

	女    性			男   性
基因型	XDXD	XDXd	XdXd	XDY	XdY
表现型	患病	患病	正常	患病	正常

	女   性			男   性
基因型	XBXB	XBXb	XbXb	XBY	XbY
表现型	正常	正常（携带者）	色盲	正常	色盲

 

 

 

这类基因的遗传特点是：

第一、男性中患者的比例少于女性中患者的比例   因为男性只有一个X染色体，而女性有两个X染色体，只有一条X染色体上带有显性致病基因，她就会患病；若男性的患病概率为P，那么女性的患病概率为2P-P²。

第二、交叉遗传   男性的X染色体上的致病基因只能通过女儿传给外孙，而不会通过儿子传给孙子。

第三、连续遗传   因为致病基因是显性基因，所以只要子代有患者，那么亲代一定有患者，也就是说连续遗传。

第四、如果一个女性正常，那么她的父亲和她的儿子一定正常；如果一个男性患病，那么他的母亲和他的女儿一定患病。

2．Y染色体 Ⅳ区段上的基因的遗传

Ⅳ区段是Y染色体的特有区段， X染色体上没有对应的等位基因或相同基因，基因控制的性状只在男性个体中出现，也就是伴Y遗传，也称限雄遗传。如印第安人中发现的外耳道多毛的性状，控制这性状基因位于此区段。它的遗传特点是：
   （1）由于只有男性才有Y染色体，所以这性状只发生于男性。家庭中的所有男性都会有，具有世代连续性，即“父传子，子传孙，男子之间代代传。
   （2）由于Y染色体只有1个，所以其上的基因没有等位基因，也就不存在显隐性关系。

综上所述，性染色体X、Y上均有基因分布，不管是非同源区段的基因还是同源区段的基因的遗传都与性别密切相关，因为男性的X染色体只传给雌性个体，男性的Y染色体只传给雄性个体。