Prima Pagina » Corpul Uman » Genetica » Tipuri de Determinism Cromozomal al Sexelor

Tipuri de Determinism Cromozomal al Sexelor

La plante si la animale s-au pus in evidenta mai multe tipuri de determinism cromozomal al sexelor, tipul Drosophila, cu subtipul Lygaeussi Protenor, tipul Abraxas cu subtipurile fluture si pasare si tipul cu haploidie mascula.

  • Tipul Drosophila, se caracterizeaza prin masculi heterogametici si femele homogametice si au fost identificate la insecte, mamifere, inclusiv la om, precum si la plante.

Sexul femel, prezinta o pereche de cromozomi ai sexului (heterozomi) identici (XX), astfel ca toti gametii femeli produsi de astfel de organisme vor poseda cate un cromozom X, fiind  deci un sex homogametic. Sexul mascul poseda doi cromozomi sexuali diferiti (XY), astfel ca jumatate din gameti vor poseda cromozomul X si jumatate cromozomul Y. Este deci un sex heterogametic. Din unirea in procesul fecundarii a unui gamet femel ce poseda cromozomul X, cu unul mascul ce poseda cromozomul X, va rezulta o femela (XX). Din contra, prin unirea unui gamet femel cu cromozomul X, cu unul mascul ce poseda cromozomul Y, va rezulta un mascul (YX).

De obicei, cromozomul Y este mai mic ca dimensiune decat cel X si poseda mai putine gene. In unele cazuri cromozomul Y a disparut complet. Este vorba de subtipul Protenor de determinare a sexelor la care femela este XX iar masculul X0, avand deci un cromozom mai putin (se intalneste la lacuste si la nevertebrate).

In general, la tipul Drosophila, cu subtipurile Lygaeus si Protenor, raportul numarului de masculi si femele numit sex-ratio este egal (1:1) si a fost verificat la numeroase specii de plante si animale (Melandrium, Brygonia, Canabis s.a).

Sex-ratio desi, in general constant, poate suferi modificari conditionate de factorii de mediu, cum ar fi termo- si fotoperioada.

In cazul tipului de determinism sexual de tip Drosophila, ca de altfel si a altor tipuri, sexul se hotareste in momentul fecundarii – tipul singamic – in functiede natura cromozomilor sexului din gameti. De asemenea, din cele de mai sus rezulta ca genele care determina sexul se transmit de la o generatie la alta prin acelasi mecanism ca si genele ce specifica alte caractere – raportul genotipic si fenotipic sex-ratio 1:1 fiind de factura mendeliana.

Sexul mascul (XY) se comporta ca heterozigot dominant, iar sexul femel (XX) ca homozigot recesiv.

In ceea ce priveste determinismul sexual genetic, la Drosophila doar cromozomul X contine gene ale sexului, respectiv ale feminitatii, in timp ce cromozomul Y, este heterogametic si practic lipsit de gene ale formarii sexului mascul. Incrucisarile dintre musculite cu numar variabil de cromozomi X (diploizi si poliploizi) si seturi de autozomi au dovedit ca genele determinarii sexului se gasesc atat in heterozomi, cat si in autozomi, iar sexualizarea depinde de balanta dintre genele feminitatii din cromozomul X si genele masculinitatii din autozomi. Aceasta teorie a echilibrului genelor in determinarea sexului, este valabila in cazul Drosophilei, la o serie de animale si probabil, la arborii dioici.

  • Tipul Abraxas. In comparatie cu tipul Drosophila, tipul Abraxas de determinism cromozomal al sexelor se caracterizeaza prin sex femel heterogametic si sex mascul homogametic. Astfel, femelele poseda doi cromozomi ai sexului diferiti (ZW sau XY) fiind deci heterogametici. Masculii sunt homogametici avand doi cromozomi ai sexului identici (ZZ sau XX). Prin fecundarea gametilor femeli cu cromozomul Z sau Y, cu gametii masculi Z sau X, vor rezulta descendenti masculi (ZZ sau XX). Daca insa fecundarea se realizeaza intre femele ce poseda cromozomul W sau Y,cu gameti masculi cu cromozomul Z sau X, vor rezulta in descendenta femele. Acest tip de determinare a sexelor este intalnit la pasari, la unele specii de amfibieni si reptile, precum si la unele nevertebrate. 

Adesea cromozomul W sau Y este mai mic ca dimensiuni decat perechea lui (Z sau X), iar in unele cazuri el a disparut complet. Este vorba de subtipul fluture, la care femela este Z0 sau X0, iar masculii ZZ sau XX.

Cele doua tipuri de determinism cromozomal al sexelor asigura totodata un raport constant si egal intre sexe (sex-ratio) de 1:1.

  • Tipul de determinism al sexelor cu haploidie masculina (femel 2n si mascul n). Se intalneste la diferite specii de himenoptere, ca de exemplu albina (Apis mellifera). Femelele provin din ovule fecundate si sunt diploide (2n=32), iar masculii din ovule nefecundate pe cale partenogenetica si sunt haploizi. Masculul genereaza insa spermatozoizi normali cu 16 cromozomi, datorita formarii nucleilor de restitutie,prin care toti cromozomii dintr-o celula se dirijeaza catre un singur pol. In determinismul genetic al sexelor la albine intervin mai multe gene alele, iar femelele diploide sunt heterozigote pentru aceste alele, in timp ce masculii, haploizi, sunt hemizigoti, incluzand o alta alela decat femela. Incrucisarea dintre o femela diploida cu un mascul haploid heteroalelic, duce la aparitia de femele diplogenotipice, mostenind atat caracterul mamei cat si al tatalui, in timp ce trantorii sunt haplogenotipici, mostenind numai caracterul mamei. 

Determinismul genetic al sexelor si functionarea sau nefunctuinarea genelor pentru masculinitate sau feminitate sunt influentate de o seama de factori dintre care mentionam: cantitatea de citoplasma, modul de viata, conditiile de mediu (temperatura, lumina, umiditatea), hormonii sexuali etc.

Cantitatea de citoplasma. La viermele marin Dinophilus, femele depun doua tipuri de oua: cu multa citoplasma, din care apar femelele si altele mai mici, cu citoplasma mai putina, din care apar masculii.

La omida paroasa a stejarului (Lymantria dispar), GOLDSCHMIDT a semnalat existenta unor factori genetici nucleari si citoplasmatici ai sexualizarii. Insecta manifesta un puternic dimorfism sexual, masculii fiind homogametici (ZZ), iar femelele heterogametice (ZW) (determinism sexual tip Abraxas).

Prin incrucisarea unor indivizi masculi si femeli din rasa europeana, cu femele si masculi din rasa japoneza, GOLDSCHMIDT, a obtinut in afara de descendenti de un anumit sex si descendenti intersexuati. Pentru a explica fenomenul el presupune ca sexul este determinat de interactiunea dintre factorii masculinizati (M), localizati in cromozomul Z si factorii feminizati (F), localizati in citoplasma.

Modul de viata. Deosebit de interesanta este determinarea sexelor la viermele nematod Mermis subnigrescens. Acesta isi depune ouale pe frunze care fiind mancate de lacuste ajung in intestinul acestora unde are loc ecloziunea. Larvele patrund apoi in corpul lacustei unde isi completeaza dezvoltarea, ducand o viata parazitara, viermii parasind la maturitate gazda pentru a trai liber pe sol.

Sexul viermilor depinde de numarul parazitilor care infecteaza o aceiasi lacusta: daca numarul este de 1-3 indivizi ei devin femele care se reproduc prin partenogeneza, daca numarul parazitilor este de 4-23 ei se transforma o parte in masculi, o parte in femele si o parte sunt intersexuati. In fine, cand numarul parazitilor depaseste 24 ei devin toti masculi. Exemplul de mai sus evidentiaza importanta modului de viata a unor organisme, in procesul de sexualizare.

Conditiile de mediu

La plante s-a remarcat faptul ca sub influenta conditiilor modificate de mediu (lungimea zilei, temperatura, umiditatea etc.), au loc schimbari importante privind raportul dintre sexe si modificari profunde ale inflorescentelor. Astfel, la canepa (Cannabis sativa), planta dioica, prin cultivarea sa iarna in sera, sub influenta zilelor scurte se mareste proportia de plante femele de la 50%, la 80-90%.

Mutatiile suferite de genele care controleaza organele sexuale, sau anumite conditii de mediu, pot sa conduca la aparitia de rudimente ale florii femele in floarea mascula sau invers, ajungandu-se uneori sa se formeze gameti masculi in inflorescenta femela sau ovule si stigmate in inflorescenta mascula (ex. porumb).

Un arbore monoic cum este molidul dezvolta flori femele numai in varful ramurilor, in timp ce florile mascule sunt plasate lateral pe lugeri. Aceasta diferentiere stricta a unor celule identice ca potential sexual genetic se gasesc sub control fiziologic programat, conditionat de nivelul sintezei auxinelor. S-a constatat ca auxinele in concentratie de 0,1% administrate pe cale artificiala altereaza expresia sexului, in sensul feminizarii, in timp ce giberelinele induc o puternica tendinta de masculinizare. Detasarea frunzelor tinere dinspre partea superioara a ramurilor, cauzand reducerea cantitatii de auxine in zonele apicale, conduce la o masculinizare evidenta a florilor.

Influenta conditiilor de mediu asupra formarii mugurilor florali nu poate fi contestata la arborii monoici, care ajung sa infloreasca si sa fructifice la varste inaintate (in masivele paduri, la fag, stejari, brad, molid, chiar la 60-70 de ani) si la care inflorirea este periodica.

Hormonii sexuali. Determinismul genetic al sexelor la animalele vertebrate are un caracter complex, in sensul ca diferentierea cromozomala a sexelor este completata cu un mecanism care desavarseste sexualizarea in cursul dezvoltarii ontogenetice. La mamifere, de pilda, zigotul are o structura cromozomiala bine determinata, fiind genetic mascul sau femel. Aceasta este etapa genetica a procesului de sexualizare. La om, aceasta etapa tine de la fecundare si formarea zigotului, pana ce embrionul atinge varsta de 35 de zile. Cu toate acestea embrionul isi incepe dezvoltarea ca organism hermafrodit si numai ulterior din progonada hermafrodita, in functie de informatia genetica a autozomilor si heterozomilor, se dezvolta gonadele unisexuate (ovarele si testicolele). Se poate deci conchide ca informatia genetica mai ales a heterozomilor determina formarea de gonade unisexuate. Aceasta este etapa gonadica a procesului de sexualizare care la om tine pana in a 60-a zi de dezvoltare embrionara. Procesul de sexualizare masculina este continuat apoi cu ajutorul hormonilor androgeni elaborati de testicolul embrionar, in timp ce procesul de sexualizare feminina se continua “pasiv” fara a necesita astfel de hormoni. Un argument in acest sens, il constituie castrarea embrionilor in perioada in care organele genitale sunt nediferentiate sexual si care – indiferent de sexul genetic – duce la sexualizarea sa feminina.

Aparitia organelor genitale mascule si femele constituie astfel o noua etapa in procesul de sexualizare a organismelor, etapa hormonala. In etapa pubertatii are loc desavarsirea diferentierii sexuale a organismelor sub influenta hormonilor secretati de ovar (foliculina si progesteronul) si de testicole (testosteronul) (RAICU, 1980).

Punerea in evidenta a rolului hormonilor sexuali la vertebrate s-a realizat cu ajutorul unor experiente de castrare, transplantare a gonadelor, parabioza, tratamente cu hormoni etc.

Articole Similare:

Ultima actualizare: vineri, 21 decembrie, 2012, 12:48

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *