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家系からの遺伝子型の推定と確率

家系の人物の表現型から両親の遺伝子型(またはその確率)を推定し、独立に遺伝する 2 つの形質(例: ABO 式血液型と伴性遺伝の形質)について、子が指定された表現型・性別になる確率を積で求められる

前提

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説明

家系の中の人物の表現型(血液型や、ある形質が現れているかどうか)を手がかりに、両親の遺伝子型を推定し、次に生まれる子がある表現型・性別になる確率を求めます。とくに、ABO 式血液型と X 染色体上の遺伝子による形質のように、独立に遺伝する 2 つの形質を同時に問われたときは、それぞれの確率を別々に求めて掛け合わせます。

なぜそうしてよいのか

表現型だけでは遺伝子型が 1 つに決まらないことがあります。たとえば A 型の人は AA か AO です。しかし、その人の子に O 型(OO)がいれば、子は両親から O を 1 つずつ受け取っているので、A 型の親は O をもつ、つまり AO と決まります。X 染色体上の遺伝子なら、息子の X 染色体は必ず母親から来るので、息子に潜性の形質が現れていれば、母親は潜性の遺伝子を 1 つはもっていると決まります。このように「子がもつ遺伝子は、両親のどちらから来たのか」を考えると、親の遺伝子型をしぼりこめます。

親の遺伝子型が決まれば、それぞれの形質について、子の遺伝子型の確率は分離の法則(伴性遺伝では性別ごと)から求められます。2 つの遺伝子が別々の染色体にあり独立に遺伝するとき、一方の形質がどうなるかは他方の形質に影響しません。そのため「O 型で、かつ血友病の男の子」のように両方の条件を満たす確率は、積の法則により、それぞれの確率の積になります。

なお、伴性遺伝の形質では性別と形質が結びついています。「男の子であって、かつ血友病」の確率は、子全体に対する の割合として求めます。

手順

  1. 両親それぞれについて、表現型から考えられる遺伝子型を書き出す(例:A 型 → AA または AO、正常な男性 → )

  2. 子や親(祖父母)の表現型から、どの遺伝子がどちらの親から来たかを考え、両親の遺伝子型をしぼりこむ(例:O 型の子がいれば両親とも O をもつ、潜性の形質の息子がいれば母親は潜性の遺伝子をもつ)

  3. 1 つ目の形質(例:血液型)について、両親の配偶子の組み合わせから、子が指定の表現型になる確率を求める

  4. 2 つ目の形質(例:伴性遺伝の形質と性別)について、子全体のうち指定の性別・表現型になる確率を求める

  5. 2 つの形質が独立に遺伝することを使い、手順 3 と手順 4 の確率を掛け合わせる

例題

血友病は、X 染色体上の潜性の遺伝子 h によって現れ、その対立遺伝子 H は顕性である。ABO 式血液型の遺伝子と血友病の遺伝子は独立に遺伝する。ある夫婦は、夫が A 型で血友病ではなく、妻が B 型で血友病ではない。この夫婦の最初の子は、O 型で血友病の男の子であった。この夫婦の次の子が、O 型で血友病の男の子である確率を分数で求めよ。

例題の解答

手順 1:夫は A 型なので AA または AO、血友病ではない男性なので 。妻は B 型なので BB または BO、血友病ではない女性なので または 。

手順 2:最初の子が O 型(OO)なので、夫・妻とも O をもつ。よって夫は AO、妻は BO。また、血友病の男の子 の X 染色体は母親から来たので、妻は h をもち 。

手順 3:AO × BO では、子は AB:AO:BO:OO なので、O 型(OO)になる確率は 。

手順 4: では、子は なので、血友病の男の子()になる確率は 。

手順 5:2 つの形質は独立に遺伝するので、求める確率は

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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