Botičky

Jak studovat pohlavní chromozomy

Ukázalo se, že pohlavní chromozomy jsou dvou typů: dlouhé tyčovité, které se nazývaly chromozomy X, a zakřivené, které se nazývaly chromozomy Y. Jejich kombinace určila pohlaví mouchy. Pokud zygota obsahuje dva chromozomy X, pak taková zygota produkuje ženu. Pokud zygota obsahovala chromozom X a chromozom Y, vyvinul se samec ( obr. 108 ). Vejce měla vždy chromozom X a spermie byly dvou typů: ty s chromozomem X a ty s chromozomem Y. Pokud jsou spermie obou typů stejně účinné (stejně často splynou s vajíčky a produkují stejně životaschopné zygoty), pak je počet samců a samic v potomstvu stejný.

Určení chromozomálního pohlaví

Většina zvířat jsou dvoudomé organismy. Pohlaví lze považovat za soubor vlastností a struktur, které zajišťují způsob rozmnožování potomků a přenos dědičných informací. Pohlaví se nejčastěji určuje v době oplodnění, to znamená, že hlavní roli při určování pohlaví hraje karyotyp zygoty. Karyotyp každého organismu obsahuje chromozomy, které jsou u obou pohlaví stejné — autozomy, a chromozomy, na kterých se od sebe liší ženské a mužské pohlaví — pohlavní chromozomy. U lidí existují dva „ženské“ pohlavní chromozomy Х— chromozomy. Když se tvoří gamety, každé vajíčko obdrží jednu z Х— chromozomy. Pohlaví, které produkuje gamety stejného typu, ložisko Х-chromozom se nazývá homogametický. U lidí je ženské pohlaví homogametické. «Mužské» pohlavní chromozomy u lidí — Х— chromozom a Y-chromozóm. Když se tvoří gamety, přijímá polovina spermií Х-chromozom, druhá polovina — Y-chromozóm. Pohlaví, které produkuje různé typy gamet, se nazývá heterogametické. U lidí je mužské pohlaví heterogametické. Pokud se vytvoří zygota nesoucí dva Х-chromozom, pak se z něj vytvoří ženské tělo pokud Х— chromozom a Y-chromozom — mužský.

Odkaz na předmět:
Co je to nízkokalorická dieta.

Charakteristika pohlavních chromozomů

první léta 1902. století Někteří histologové, kteří studovali počet chromozomů u různých živočišných druhů, zjistili, že u některých druhů existují dva typy spermií s různým počtem chromozomů. V roce XNUMX americký biolog K. McClung byl první, kdo vyslovil hypotézu, že pohlaví organismu lze určit podle jeho chromozomálního složení. Tato hypotéza byla vyvinuta a testována americkým cytologem Wilson . V pracích 1905-1906. ukázal, že muži a ženy mohou mít různý počet chromozomů nebo že mají pár chromozomů různých tvarů. Tato otázka byla podrobně studována na ovocné mušce. ovocný let , oblíbený předmět výzkumu genetiků. V roce 1910 američtí genetici T.G.Morgan a jeho zaměstnanci A. Sturtevant , K.Bridges и G.Mellernainstalovaná role chromozomy při určování pohlaví této mouchy. Ukázalo se, že u Drosophila tři páry chromozomů nesouvisí s určením pohlaví. Takové chromozomy se nazývají somatické chromozomy nebo autozomy . A čtvrtý pár chromozomů úzce souvisí s určením pohlaví a říká se jim pohlavních chromozomů .

Ukázalo se, že pohlavní chromozomy jsou dvou typů: dlouhé tyčovité, které se nazývaly chromozomy X, a zakřivené, které se nazývaly chromozomy Y. Jejich kombinace určila pohlaví mouchy. Pokud zygota obsahuje dva chromozomy X, pak taková zygota produkuje ženu. Pokud zygota obsahovala chromozom X a chromozom Y, vyvinul se samec ( obr. 108 ). Vejce měla vždy chromozom X a spermie byly dvou typů: ty s chromozomem X a ty s chromozomem Y. Pokud jsou spermie obou typů stejně účinné (stejně často splynou s vajíčky a produkují stejně životaschopné zygoty), pak je počet samců a samic v potomstvu stejný.

Před prací na genetice sexu neexistoval jediný důkaz, že by nějaká vlastnost organismu byla spojena s určitým chromozomem. Během této práce bylo zjištěno, že tak důležitý znak jako pohlaví je určován pohlavními chromozomy. Tento výsledek byl sám o sobě důležitým důkazem role chromozomů v dědičnosti. Ale Morgan a jeho kolegové také zjistili, že jeden z genů, který určuje barvu očí Drosophila, leží na pohlavním X chromozomu. (Říká se, že rysy, jejichž geny leží na pohlavních chromozomech, jsou spojený s podlahou . Studie dědičnosti genu pro barvu očí poskytla další důkaz, že geny jsou umístěny na chromozomech.

Odkaz na předmět:
Zvyšuje sex imunitu.

U ovocných mušek tvoří samičky identické gamety , z nichž každý má pohlavní X chromozom. U ovocných mušek se říká, že ženské pohlaví je homogametické. Naopak samci produkují různé gamety: některé obsahují chromozom X, zatímco jiné obsahují chromozom Y. Toto pohlaví se nazývá heterogametické. Pokud kreslíte Punnettova mřížka , pak také ukazuje, že v potomstvu by měl být stejný počet samců a samic.

Podstata chromozomální teorie určování pohlaví. Již velmi dávno si lidé všimli, že poměr pohlaví u dvoudomých organismů se blíží 1:1, tedy samci a samice se vyskytují stejně často. Níže je procento samců v různých organismech. Mendel si také všiml, že stejné rozdělení 1:1 je charakteristické pro analýzu křížení: AaHaa. Bylo navrženo, že jedno z pohlaví musí být homozygotní a druhé heterozygotní. První experimentální důkaz ve prospěch této hypotézy získal K. Correns. Mezi rodem Bryonia (step) jsou druhy dvoudomé (B. dioica) a jednodomé (B. alba). Aby se zjistilo, jak samčí a samičí rostliny dvoudomého druhu dědí pohlaví, byly zkříženy s jednodomým. Ukázalo se, že potomstvo samičích rostlin obsahovalo pouze samičí rostliny a potomstvo samčích rostlin obsahovalo polovinu samičích a polovinu samčích rostlin. Z toho bylo vyvozeno, že samičí rostliny Bryonia jsou homozygotní a samčí rostliny jsou heterozygotní. Pohlaví, které produkuje gamety, které jsou identické z hlediska určení pohlaví, se nazývá homogametické a pohlaví, které produkuje různé gamety, se nazývá heterogametické. Rozhodující důkazy ve prospěch takového závěru, jak již bylo zmíněno (viz kapitola 8), získali cytologové. Ještě na konci minulého století byly při studiu spermatogeneze u ploštice Lygaeus popsány haploidní spermatocyty typu II ve dvou variantách: chromozom cX a chromozom Y, na rozdíl od samic, které ve svých vajíčkách navíc do 6 autozomů identických s muži, nutně měly chromozom X (obr. 120). U další chyby, Protenor, se ukázalo, že heterogametické pohlaví je také mužské. Ale u tohoto druhu polovina spermatocytů, kromě 6 autozomů, měla chromozom X a polovina jej neměla (obr. 120). Bylo navrženo, že chromozomy Xi Y souvisejí s určením pohlaví a nazývají se pohlavní chromozomy. Experimentální důkazy o tom získal T. Morgan a jeho kolegové při studiu dědičnosti znaků vázaných na pohlaví (viz kapitola 8). Takto byla poprvé formulována chromozomální teorie určování pohlaví. Pohlavní chromozomy a jejich role při určování pohlaví. Tento objev podnítil další cytologické studie. Pohlavní chromozomy byly nalezeny v mnoha organismech. Mezi rostlinami byly pohlavní chromozomy poprvé popsány v jaterním mechu Sphaerocarpus. Jsou známy z vyšších rostlin: melandrium, šťovík, elodea, chmel a další. U zvířat jsou popsány pro mnoho hmyzu, ptáků a savců. Byly popsány i u lidí. Studium pohlavních chromozomů ukázalo, že se liší od autozomů nejen geneticky (viz kapitola 8), ale také cytologicky. Pohlavní chromozomy jsou bohaté na heterochromatin (viz kapitola 2). K jejich reduplikaci dochází asynchronně s autozomy a u homogametického pohlaví se jeden z chromozomů X reprodukuje později zbytek. V meióze jsou často vysoce stočené (heteropyknóza). SexKaryotypy C£ШЦ0В a ženské chromozomy u heterogametického pohlaví a chromozomové sady hapol (heterOMORFNÍ páry) se s heterogametickým pohlavím NESPOJUJÍ, jugují nebo konjugují pouze částečně, což svědčí o homologii pouze jednotlivých úseků. Jak již bylo zmíněno (viz kapitola 8), když se chromozomy Xi U při redukčním dělení rozcházejí, vznikají 2 různé buňky: jedna s chromozomem X, druhá s chromozomem Y, proto vznikl poměr gamet s chromozomem Xi U u heterogametického pohlaví se to děje přesně 1:1. Podobně se vytvoří dvě varianty gamet, pokud buňka obsahuje jeden chromozom A, přičemž 50 % gamet má chromozom X a 50 % jej nemá. Gamety produkované homogametickým pohlavím jsou všechny stejné a obsahují chromozom X (označuje to název homogametický). Výsledkem oplodnění je stejný počet samců a samic. Jinými slovy, chromozomální mechanismus určování pohlaví je ideálním samoregulačním mechanismem. Analýza pohlavních chromozomů v různých organismech ukázala, že existují různé typy chromozomálního určení pohlaví (tabulka 14). Nazývají se typ XO a typ XY. Heterogamní pohlaví může být mužské nebo ženské. Nyní byly popsány složitější komplexy pohlavních chromozomů, které se však od těch právě jmenovaných zásadně neliší. Gynandromorfismus. Někdy existují jevy, které se zdají být speciálně vytvořeny přírodou, aby otestovaly správnost teorie. Ve vztahu k chromozomové teorii je příkladem fenomén gynandromorfismu. Organismy, které kombinují části těla různých pohlaví – mužské a ženské – se nazývají gynandromorfy (gyn-9, andr-d). Gynandromorfové existují u těch druhů, u kterých je jasně vyjádřen sexuální dimorfismus (hmyz, ptáci, lidé), ale jsou vzácní. U laterálního gynandromorfismu, například u Drosophila, má jedna polovina těla ženské vlastnosti a druhá mužské (viz. rýže na str. 288). Jak mohl takový organismus vzniknout? Cytologické studie ukazují, že tkáně gynandromorfa jsou chimérické: ženská polovina nese dva chromozomy X a mužská polovina jeden. Výše uvedený obrázek ukazuje případ, kdy se u gynandromorfa recesivní bílý gen vázaný na pohlaví objevil na mužské straně těla a neobjevil se na samici. proč tomu tak je? U gynandromorfa, který vzniká ze zygoty w+w, se během prvního štěpení vlivem některých neobvyklých podmínek jeden z chromozomů X nesoucí gen w+ ztratí v jedné z dceřiných buněk (blastomer). Pak se ukáže, že dvě dceřiné buňky jsou odlišné, pokud jde o Z-chromozomy: jedna je r a druhá je w. Polovina těla mouchy, vyvinutá z první buňky, bude samičí a s červeným okem, a z druhé se polovina těla vyvine s mužskými vlastnostmi a bílým okem, protože recesivní gen w, obsažený v jediném X chromozom, bude v hemizygotním stavu. Cytologická i genetická analýza tedy ukazuje, že v tomto případě může být příčinou gynandromorfismu eliminace jednoho z X chromozomů. Kromě tohoto typu gynandromorfismu, který lze nazvat monozygotním, je znám i dizygotický gynandromorfismus. Vyskytuje se u motýlů — Abraxas, bource morušového a Drosophila. Například někdy ve vajíčku bource morušového (samička je heterogametická) se vytvoří dvě samičí pronuklea, z nichž jedno kromě autozomů (označme je A) obsahuje chromozom X (X+A) a tzv. ostatní obsahuje Y+A. S polyspermií budou obě pronuklea oplodněna různými spermiemi, pak v jedné z blastomer bude XX + AA a ve druhé — XY + AA. To povede k vývoji dizygotního gynandromorfa. Podobně může vzniknout gynandromorf u Drosophila, jen zde se rozdíly mezi blastomerami získají kvůli různým spermiím (samci jsou heterogametičtí). Výjimky z chromozomální teorie určování pohlaví. Jak se fakta shromažďovala, chromozomální teorie určování pohlaví nejen našla potvrzení, ale narazila také na určité potíže. Zůstala otevřená otázka, zda jsou pohlavní chromozomy indikátory pohlaví, sekundární pohlavní znaky? Analýza výjimečných jedinců u Drosophila, které byly získány v Bridgesových experimentech jako výsledek nondisjunkce pohlavních chromozomů (viz. Ch. 8) ukázal, že jedinci mající kromě autozomů XXY chromozomy (XXY + AA) jsou ženy a jedinci s XO + AA jsou muži. Tyto skutečnosti přesvědčivě naznačovaly, že pohlavní chromozomy nejsou v žádném případě indikátory pohlaví. Jak ale určují pohlaví, jsou-li jedinci XY + AA a XO + AA muži a XX + AA a XXY + AA ženy?

Odkaz na předmět:
Jaký je rozdíl mezi pohlavím a sexualitou.

V důsledku nesprávné segregace chromozomů v redukční dělení buněk někdy vzniknou gamety s neobvyklým počtem pohlavních chromozomů. Například při tvorbě gamet samičkou Drosophila může jedna z gamet obsahovat oba chromozomy X, ale ne jeden ve druhém. Takové samice při křížení s obyčejnými samci produkují potomky s neobvyklými genotypy XXX a XXY. Jaké pohlaví mají tyto mouchy a mouchy s jinými neobvyklými genotypy? Při studiu této otázky, K.Bridges v roce 1921 ukázal, že jedinci s genotypem XXY jsou ženy a jedinci s genotypem XXX jsou „supersamice“ s neobvykle vysoce vyvinutými vaječníky. Bridges navrhl, že u Drosophila je pohlaví určeno poměrem (rovnováhou; proto se tato teorie nazývá rovnovážná teorie určení pohlaví) počtu pohlavních chromozomů a autozomy . Podle Bridgese nehraje chromozom Y u Drosophila ve skutečnosti žádnou roli při určování pohlaví. Pokud například mouchy mají genotyp 2A+2X (diploidní sada autozomů a dva chromozomy X), takže na haploidní sadu autozomů připadá jeden chromozom X, pak je to samice. Jiné vztahy jsou viditelné z tab. jeden : Bridges získal i mouchy s genotypem 1A+X, u kterých je poměr počtu pohlavních chromozomů k počtu autozomů 3/XNUMX, tzn. ještě méně než u normálních mužů. Z takových zygot se vyvinuli supersamci.

Ve skutečnosti se tedy ukázalo, že vývoj pohlaví u Drosophila závisí na poměru proteinů kódovaných autozomy a X chromozomy. Geny kódující tyto proteiny určující pohlaví byly nalezeny na autosomech a chromozomu X. Jak je známo, pohlaví jak u lidí, tak u ovocných mušek je určeno pohlavními chromozomy (žena má genotyp XX, muž genotyp XY). Srovnání lidí a octomilek s neobvyklým počtem pohlavních chromozomů však ukázalo, že ve skutečnosti je mechanismus určování pohlaví mezi nimi odlišný ( tab. jeden ).

U lidí je hlavním faktorem ovlivňujícím určení pohlaví přítomnost chromozomu Y. Pokud je přítomen, organismus je mužský. I když jsou v genomu tři nebo čtyři chromozomy X, ale také alespoň jeden chromozom Y, pak se z takové zygoty vyvine člověk. Proč hraje chromozom Y tak odlišné role u ovocných mušek a u lidí? Faktem je, že Drosophila má jen velmi málo genů na chromozomu Y, a to jsou geny, které jsou zodpovědné za vývoj spermií u dospělého muže. Naopak u lidí leží v krátkém rameni chromozomu Y S gen , který hraje důležitou roli při určování pohlaví. Kóduje protein, který přepíná tělo z ženské na mužskou cestu vývoje. Tento gen také hraje určující roli u jiných savců. Když byl pomocí genetického inženýrství zaveden gen S do myší buňky se samičím genotypem XX, vyvinula se z takové buňky myš nejen s vnějšími znaky samce, ale také s odpovídajícím chováním.

Odkaz na předmět:
Kdy sakra kabát vyrazí na velké turné.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»