Heterogametic Male and Heterogametic Females

Krótkie notatki na temat samców heterogamicznych i samic heterogenicznych - biologia komórki!

(A) Samiec heterogeniczny:

Samica płeć ma 2 chromosomy "X" (XX), podczas gdy samiec ma tylko jeden chromosom X, a w czasie gametogenezy wytwarza dwa rodzaje gamet. 50% z chromosomem "X", podczas gdy inne 50% bez chromosomu "X".

Zdjęcie dzięki uprzejmości: friendshipcircle.org/blog/wp-content/uploads/2012/05/Chromosomes.jpg

Ze względu na 2 rodzaje gamet wytwarzanych przez samce, nazywany jest heterogelmą (męską). Podczas gdy samice są homogameiczne.

Heterogametic mężczyźni są dwojakiego rodzaju:

(i) Typ XX-XY:

U ludzi, innych ssaków, roślin i wielu owadów, takich jak Drosophila itp., Samica ma homogamiczny typ XX, podczas gdy samiec ma chromosomy X i Y. Samica produkuje tylko jeden typ gamet, podczas gdy samiec wytwarza dwa rodzaje gamet "X" i "Y". Płeć embrionu zależy od rodzaju plemników lub męskiej gamet (typu X lub Y). Jeśli zapłodniona gameta zostanie zapłodniona plemnikiem "X", zarodek będzie nosił płeć żeńską, a jeśli zostanie zapłodniony plemnikiem "Y", zarodek będzie mężczyzną (ryc. 46.2).

(ii) Typ XX-XO:

U niektórych owadów, takich jak konik polny, robaki itp., Samice są homogamiczne typu XX, ale samiec ma tylko jeden chromosom płci, tj. Tylko "X", nie ma chromosomu Y; stąd numer chromosomu mężczyzny i kobiety będzie inny. Samiec ma chromosom numer jeden mniej niż samica. Samica produkuje tylko jeden rodzaj jaj ("X"), ale samce produkują 50% nasienia z "X" i innymi 50% bez "X". Płeć potomstwa zależy od plemników, które zapładniają jajo (ryc. 46.3).

(B) Samice heterogeniczne:

U większości gatunków, takich jak ptaki, ćmy i niektóre ryby, występuje mechanizm chromosomalny determinacji płci, który jest zasadniczo identyczny z mechanizmem XX-XY. Ponieważ samice są heterogarniczne, oznaczane są jako ZW. Samce homogametic są oznaczone jako ZZ. Nazywa się to typem ZZ-ZW zamiast XX-XY.

(i) Typ ZO-ZZ:

Samica posiada pojedynczy chromosom Z w molu, motylach i kurczakach domowych. Kobieta wytwarza dwa rodzaje jaj, jeden z chromosomami "Z" innych bez "Z". Jednakże samce produkują tylko jeden typ plemników niosący tylko "Z". Płeć jest określana na podstawie zapłodnienia rodzaju jaj przez plemniki, jeśli zawiera Z, zarodek będzie płci męskiej, jeśli nie embrion będzie płci żeńskiej.

(ii) Typ ZW-ZZ:

Występuje powszechnie u owadów, kręgowców, takich jak gady ryb, ptaki itp. Samice są heterogamiczne z ZW, a samce są homogamiczne z ZZ. Samica wytwarza dwa rodzaje jaj, tj. 50% z "Z" lub 50% z "W", podczas gdy samiec produkuje tylko jeden typ plemników, tj. Z "Z". Płeć potomstwa zależy od rodzaju zapłodnionego jaja.

Chromosom "Y" w określaniu płci:

Zarówno u Drosophila jak i u człowieka normalne samice mają chromosomy XX, a u mężczyzn chromosomy XY. Chromosomy "X" mają geny kobiecości, ale chromosom "Y" niesie geny męskości. U ssaków obecność chromosomu Y jest niezbędna do rozwoju męskiego fenotypu płci. W Drosophila chromosom Y nie odgrywa żadnej roli w determinacji płci.

Nieregularna liczba chromosomów płci jest dość powszechna u ludzi. Jeśli chromosomy płci "X" są obecne w dowolnej liczbie, np. XXX lub XXXX itd., W przypadku braku chromosomu "Y" dochodzi do fenotypu płci żeńskiej. Chromosom "Y" jest konieczny dla męskości, np. XXXXY. Chromosom Y powoduje rozwój niezróżnicowanych rdzeni gonad w jądrach, podczas gdy chromosomalny składnik XX indukuje niezróżnicowaną korę gonad w jajnikach.

Gen odpowiedzialny za chromosom "Y" u człowieka jest odpowiedzialny za rozwój jąder nazywany "TDF" (czynnik determinujący jądra). W przypadku braku genu TDF eksprymowany byłby żeński fenotyp płci. Nawet w obecności trzech lub więcej chromosomów "X" pojedynczy chromosom "Y" zwykle wystarcza do wytworzenia jąder i cech męskich.

W albumie Melandrium (typ XY) Warmke i Westergaard i inni wykazali, że płeć determinowana jest przez równowagę między genami determinującymi samców na chromosomie "Y" i genami determinującymi samicę w "X" i autosomach. W tej roślinie, która jest dwupienne "XY" osobniki są staminate, a rośliny "XX" mają słupki. Chromosom "Y" jest największym i najbardziej rzucającym się w oczy (Ryc. 46. IB). Trzy wyraźne regiony tego chromosomu wpływają na determinację płci i męską płodność.

Region I tłumi kobiecość, pod nieobecność rośliny są biseksualne, tj. Wyrażają zarówno męską, jak i kobiecą.

Region II promuje rozwój męski, gdy brakuje tego regionu z lub bez regionu I wytwarzana jest roślina żeńska.

Region III niesie geny męskiej niepłodności, utrata tego regionu powoduje męską bezpłodność. Tylko część chromosomu "Y" (region IV) jest homologiczna do "X", ale większa część "X" jest zróżnicowana bez żadnego strukturalnego odpowiednika na "Y \ Westergaard, który stwierdził, że autosomy były również zaangażowane w określenie żeńskie.

Koncepcja równowagi płci Genie w Drosophila:

CB Bridges wykazało, że żeńskie determinanty były zlokalizowane na chromosomach "X", a męskie determinanty były na autosomach. W tym czasie nie zidentyfikowano żadnych konkretnych loci. Jednak najnowsze dowody wskazują, że wiele segmentów chromosomu jest zaangażowanych w swoisty sposób, że wykazano, że geny determinujące żeńkę są przenoszone na chromosomach X, a geny determinujące męskie są zlokalizowane na trzech autosomalnych chromosomach Drosophila. Teoria płciowej determinacji płci została opracowana w celu wyjaśnienia mechaniki determinacji płci w D. melanogaster. (Ryc. 46.4)

Tabela: 46.1. Stosunek XA do oznaczania płci w Drosophila:

Mosty eksperymentalnie wytworzyły różne kombinacje chromosomów X i autosomów (A) u Drosophila i wywnioskowały z porównań, że jeden chromosom X i dwa zestawy autosomów (A) produkują normalnego samca. Normalne samce miały stosunek chromosomów "X" do zestawów autosomów wynoszący 0, 5 (tabela 46.1) (ryc. 46.5).

Pierwszy nieregularny układ chromosomów z eksperymentu Bridges'a wynikał z niedopasowania, niepowodzenia sparowanych chromosomów w anafazie. Chromosomy X, które zwykle łączą się w pary podczas mejotycznej profazy oogenezy i oddzielają się od przeciwnych biegunów podczas anafazy, pozostają razem i migrują do tego samego bieguna.

W rezultacie niektóre gamet płci żeńskiej otrzymują chromosomy 2X, a inne nie mają chromosomu X (ryc. 46.6). Po zapłodnieniu przez plemniki od samców typu dzikiego (2A + XY), wszystkie zygoty miały 2 zestawy autosomów (2A), ale niektóre otrzymywały 2X (XX) od matki i jedno X od ojca i stały się 3X (XXX). Stosunek chromosomu A / X wynosił 3: 2, a muchy były metafemale. Samce XO były sterylne, a te z chromosomami Y i bez chromosomu X nie przetrwały (ryc. 46.7).

Obecność triploidalnych interseksów w eksperymencie przeprowadzonym przez Bridges (ryc. 46.8) jest zdecydowanym dowodem na czynniki determinujące seks przez autosomy. Zgodnie z nią (teoria równowagi dżinów) stosunek liczby chromosomu "X" i liczby kompletnych zestawów autosomów określa płeć.

Kobiece determinanty były zlokalizowane na chromosomie X i męskich determinantach na autosomach. Najnowsze dowody wykazały, że wiele segmentów chromosomu bierze udział w tym procesie. Geny determinujące samice są przenoszone na "X", a geny determinujące męskie zostały zlokalizowane na trzech autosomach Drosophila.

Haploidiploidia i determinacja płci w Hymenoptera:

Do członków Hymenoptera należą mrówki, pszczoły, osy, błonki, itp. U wielu gatunków samce rozwijają się partenogenetycznie (z niezapłodnionego jaja) z liczbą haploidalnych chromosomów (16 w drone pszczoła miodna Apis mellifera). Królowa pszczoła miodna i robotnicy powstają z zapłodnionego jaja o diploidalnym numerze chromosomu (32). Ponieważ normalny samiec jest haploidem, a samica diploidem, mechanizm określania płci nazywa się haplodiploidią (ryc. 46.9).

Wyniki eksperymentów przeprowadzonych przez Whitinga pokazały, że status homozygotycznego, heterozygotycznego lub hemizygotycznego (gen w pojedynczej dawce) pewnych segmentów chromosomowych kontroluje determinację płci. Samica determinacja zależy od heterozygotyczności części chromosomu. Gdyby tworzyły się hemizygotyczne, byłyby męskie.

Teoria Genie Balance do określania płci w roślinach:

M. Westergaard po raz pierwszy wykazał determinację płci w roślinach z uwzględnieniem stosunku X / A. RP Roy również szczegółowo zbadał determinację płci w Coccinia i Melandrium (roślina jednopłciowa). W tych roślinach bardzo ważny jest chromosom "Y". Tylko obecność chromosomu "Y" czyni go męskim. Stosunek X / A nie ma w tym nic wspólnego, jeśli nawet jeden chromosom Y jest obecny w diploidalnym lub poliploidalnym stanie, roślina będzie pokazywać męskie postacie.

Tabela 46.2. Determinacja płci w Coccinia i Melandrium:

W przypadku monofloidalnych mszaków, np. Spaerocarpos, zaobserwowano również mechanizm chromosomalnego określania płci. Allen (1919) stwierdził, że sporofit z Spaerocarpos zawiera dwa chromosomy płci (XY) i produkuje dwa rodzaje mejospor (typ X i Y) "Meiospory" X kiełkują do żeńskiego gametofitu, a Meiospory "Y" kiełkują do męskiego gametofitu.

Mozaika i Gynandromorfy:

Nieprawidłowe zachowanie chromosomów u owadów może skutkować powstaniem "gynandromorfu" lub mozaiki płciowej, w której połowa zwierzęcia jest płci męskiej, a druga połowa to samica. Gynandromorfy w Drosophila (ryc. 46.10) są obustronnymi interseksami, z męską kolorystyką, kształtem ciała i sexcombem na jednej połowie ciała i żeńskimi postaciami na drugiej połowie. Obecne są zarówno męskie, jak i żeńskie gonady i genitalia.

Takie gynandromorfy są wynikiem nieregularności mitozy przy pierwszym rozszczepieniu zygoty. Chromosom pozostaje w podziale i nie dociera do bieguna w czasie, aby mógł zostać włączony do zrekonstruowanego jądra. Kiedy jeden z chromosomów "X" XX zarodni (żeńskich) opóźnia się we wrzecionie, jedno jądro potomne otrzymuje tylko jeden chromosom "X".

Powstaje mozaikowy wzór ciała, jedno jądro w stadium dwóch jąder powinno być XX (kobiece), a drugie - XO (męskie). Rozwija się w połowie jako żeńska, a druga jako męska. W Br aeon bebetor, gynandromorfy mogą występować w przednim płacie tylnym, co prowadzi do osy o tak szczególnym układzie, jak głowa męska z żeńską brzuchem lub żeńska głowa z męskim odwłokiem.

Czynnik środowiskowy i określanie płci:

U niektórych niższych zwierząt determinacja płci nie jest genetyczna i zależy od czynników w środowisku zewnętrznym. Genotyp mężczyzny i kobiety jest taki sam. Bodźce ze środowiska pomagają zapoczątkować rozwój jednej płci lub drugiej, np. Samca robaka morskiego Bonellia jest mała i zdegenerowana i żyje w obrębie linii rozrodczej większej samicy (Ryc. 46.11).

Wszystkie narządy jego ciała ulegają degeneracji, z wyjątkiem układu rozrodczego. F Baitzer stwierdził, że młody robak wychowany z pojedynczego izolowanego jajka stał się kobietą. Nowo wyklute robaki w wodzie zawierające dojrzałe samice łączą się z samicą trąbicy, przekształcając się w samce i ostatecznie wędrują do żeńskich dróg rozrodczych jako pasożyty. Pokazuje, że wyciąg z żeńskiej trąby wpływa na młodego robaka, aby stać się mężczyzną.

U niektórych gadów, temperatura w czasie inkubacji przed wylęganiem odgrywa ważną rolę w określaniu płci potomstwa. Jaja wylęgnięte w temperaturze 26-27 ° C rozwinęły się w żeńskie i w 29 ° C stały się płci męskiej. W żółwiach (Chrysema picta) podczas inkubacji w wysokiej temperaturze (ponad 30 ° C) wytwarzano samicę iw niskiej temperaturze jako samca. W jaszczurze (Agama agama) wysoka temperatura inkubacji powodowała samce.

Chociaż segregacja określonego genu determinującego płeć i chromosomu jest odpowiedzialna za fenotyp płodowy w większości gatunków, potencjał genetyczny zarówno męskości, jak i kobiecości jest obecny w każdej zygotach, ale jakiś specyficzny czynnik w środowisku wyzwala ekspresję genów wytwarzających męski fenotyp lub fenotyp kobiecy.