Aplinkos veiksniai, atsakingi už lyties nustatymą augaluose ir gyvūnuose

Aplinkos veiksniai, atsakingi už lyties nustatymą augaluose ir gyvūnuose!

Kai kuriuose organizmuose aplinka lemia individų seksualinį fenotipą. Taigi, kai kurie aplinkos veiksniai, tėvų kūno ar kiaušinio dydis, tėvų amžius ir temperatūra nustato lytį tokiais atvejais:

a) Kai kurių roplių lytis gali priklausyti nuo temperatūros, kuria individas vystosi. Pavyzdžiui, daugelyje vėžlių tik moterys gaminamos aukštoje temperatūroje (30–35 ° C), o tik mažai temperatūrai (23–28 ° C) gaminami tik vyrai. Priešingai - krokodilai, aligatoriai ir kai kurios driežai, kuriuose vyrams gaminama aukštoje temperatūroje, o moterys gaminamos žemoje temperatūroje.

(b) Jūrų angelas „Ophryotrocha“ išskiria spermatozoidą, kuris gamina vyrą kaip jauną gyvūną, ir tada, kai jis tampa vyresnis, keičiasi į kiaušinių dėjimo moterį. Jei vyresnio amžiaus moterų dalys yra amputuotos, anelidas grįžta į vyrų formą, nurodant, kad dydis, o ne amžius, yra svarbus veiksnys, kontroliuojantis asmens lytį.

Lyties nustatymas augaluose:

Daugumoje augalų vyriškos ir moteriškos lyties organai randami toje pačioje gėlėje (biseksualūs ar hermafroditai) arba skirtingose ​​tos pačios augalo gėlės (vienviečiai augalai, pvz., Kukurūzai, ratukai, kokosai ir tt). Tačiau kai kuriuose augaluose (pvz., Papajos, šparaguose ir kt.) Ir keliose kitose augalų rūšyse vyriškos ir moteriškos gėlės gaminamos skirtinguose augaluose (dviviečiai augalai).

Lyties nustatymo mechanizmai augaluose iš esmės yra panašūs į gyvūnams nustatytus mechanizmus. Vienas iš plačiai ištirtų chromosomų seksualumo atvejų yra augalai, ty Caryophyllaceae šeimos genties Melandrium gentis. Čia Y chromosoma lemia polinkį į blogumą, kaip ir žmonėms. Vyriški augalai yra heterogemetiški (XY), kur moteriški augalai yra homogemetiški (XX). Ši sistema yra dažniausia augaluose.

Lyties nustatymas kai kuriose augalų rūšyse, pvz., Papajos (Carica papaya), špinatuose (Spinacea oleracea) Vitis cinerea, šparaguose ir tt, yra teigiamas, kad jį reguliuoja vienas genas. Papajos paplitusi geno, turinčio tris alelius (m, M ₁ ir M ₂ ), kontroliuoja lyties diferenciaciją. Moteriniai augalai yra homozigotiniai mm, o vyriški augalai yra heterozigotiniai M ₂ m; heterozigotas M ₂ m gamina hermafrodito būklę. M ₁ M ₁, M ₁ M ₂ ir M ₁ M ₂ genotipai yra nepastebimi, ty M ₁ ir M ₂ aleliai yra recesyviniai letalai.

Kukurūzų augalai paprastai yra vienagijai, ty tiek pat, tiek ir vyriškos gėlės gaminamos toje pačioje įmonėje. Vienintelis recesyvinis genas, ba (nevaisingas kiaušinis), trikdo kiaušidžių (moterų žiedyno) vystymąsi, kai šis genas yra homozigotinėje būsenoje.

Burbuliukai išliko neišsivysčiusiuose augaluose, todėl šie augalai yra funkcionalūs. Kitas recesyvinis genas, ts konvertuoja vyriškus žiedus į ts ts augalų puokštes į moterų žiedus. Dėl šios priežasties „ts ts augalų“ puokštės negamina žiedadulkių, bet sėklų; tokie augalai yra funkcionaliai moterys. Augalams, homozigotiniams tiek ba, tiek ts (baby tsts), lukštai yra neišvystyti ir nevaisingi, tačiau daugeliui sėklų yra auginami puokštėje; tokie augalai yra funkcionaliai moterys.

Taigi du recesyviniai genai (ba ir ts) natūraliai vienalytę kukurūzų augalą pavertė dviaukščiu. Kukurūzai yra žinomi kiti recesyviniai genai, turintys įtakos vyriškos lyties lytinių lytinių lytinių ląstelių vystymuisi, pvz., Ms (vyriškos sterilumo genai), vyriškos sterilios citoplazmos (Cms) ir sk (silkulinis genas, sukeliantis ovuliaciją) ir daugelyje kitų kultūrų.

Dozės kompensavimas:

Seksualiai susieti (X susieti) genai, kurie nėra susiję su lyties nustatymu, yra dviejų dozių žinduolių ir Drosophila patelėms (XX), o jų patinai (XY) turi vieną dozę. Tačiau fenotipų intensyvumas, atitinkamų fermentų kiekis ir netgi RNR kiekis, pagamintas X-susietų genų patelėse, yra lygus vyrams.

Šis reiškinys yra žinomas kaip dozės kompensavimas (Muller, 1932) ir reguliuoja X-susietų genų funkciją taip, kad jų išraiška yra panaši tiek moterims, tiek vyrams, nors jie turi skirtingą šių genų dozę (kopijų skaičių). .

Dozavimas gali būti kompensuojamas dviem skirtingais mechanizmais:

(1) pirmasis mechanizmas susijęs su hipoprodukcija dėl vienos X-chromosomos inaktyvacijos homogetinės lyties, kaip nustatyta žinduoliuose, ir

(2) antrasis mechanizmas susijęs su hiperprodukcija dėl X-chromosomos hiperaktyvumo heterogametinėje lytyje, kaip nustatyta Drosophila

(1) X-chromosomų inaktyvavimas žinduoliuose:

Buvo įrodyta, kad homogeetiškose XX moterims vienas X-chromosomas yra būdingas kondensuotas ir inaktyvuotas. Tokios chromatino medžiagos taip pat buvo apibūdintos kaip fakultatyvinė heterochromatininė medžiaga, nes tam tikroje gyvenimo ciklo dalyje ji tampa neaktyvi ir pradeda veikti prieš patekdamas į gemalo liniją.

X-chromosomos inaktyvacijos reiškinys patvirtintas stebint a. Barr kūno Barr kūnas. Pirmą kartą Banr ir Bertram 1949 m. Užfiksavo kūno kūną ir vėliau Ohno et al (1959) nustatė X-chromosomą. Vėliau Lionas (1972 m.) Patvirtino Barr kūno egzistavimą įprastose moteryse, superfemose ir Klinefelter vyruose.

Toks Barr kūnas taip pat pastebėtas daugeliui žmogaus ir kitų žinduolių kūno ląstelių (pvz., Odos, burnos epitelio ir kraujo ląstelių). Žmogaus patelės turi savo kūno ląstelių branduolių Barr kūną didesnėmis proporcijomis nei vyrai ir todėl vadinamos lytiniu chromatinu.

Kadangi buvo nustatyta, kad kai X-chromosomų skaičius buvo du ar daugiau nei du, Barr kūnų skaičius buvo vienas mažesnis nei X-chromosomų skaičius (pvz., Vienas Barr kūnas XX moterų ir XXY vyrų; du Barr kūnai) XXXY vyrams ir XXX metafemalėms), nustatyta, kad normalioje moteryje yra tik viena aktyvi X-chromosoma. Kartais tai vadinama Lyono hipoteze.

Kuris iš dviejų X-chromosomų išlieka aktyvus moterims, nustatomas ankstyvosiose vystymosi stadijose. Lionas (1961) pastebėjo, kad kiekviena tėvo (P) ir motinos (M) X-chromosoma turi galimybę tapti neaktyvia (ty Barr kūnu).

Kitaip tariant, daugumos rūšių X-chromosomų inaktyvacija yra atsitiktinis reiškinys. Tačiau kai kuriose rūšyse X-chromosomų inaktyvacija gali būti atsitiktinė, pvz., Moterų kengūrų somatiniuose audiniuose inaktyvuojamos tik tėvų X-chromosomos.

Žinduoliams inaktyvacija paprastai vyksta ankstyvoje embriono formoje. Žmogaus embrione X-chromosomų inaktyvacija prasideda vėlyvajame blastociste apie 16-ąją gyvenimo dieną. Nustačius inaktyvaciją, somatinėse ląstelėse jis negrįžtamai palaikomas, tačiau gemalo ląstelių linijos reaktyvacija vyksta tam tikrame lytinių ląstelių vystymosi etape (ty patenka į meiotinę prophazę, Martin, 1982). Žinduoliuose taip pat pastebėta, kad somatinėms ląstelėms būdingas kondensuotasis „Barr“ kūnas nėra moteriškų pre-mitozinių ląstelių.

(2) X chromosomos hiperaktyvumas vyriškame Drosophila:

Drosophila dozės kompensavimo reiškinys pasireiškė dėl vieno X-chromosomos hiperaktyvumo vyrų Drosophila. Šį faktą atrado Kalkutos universiteto dr. AS Mukherjee. Mozaikos individuose su XX ir XO ląstelėmis galima parodyti, kad X-chromosoma XO ląstelėse visada buvo hiperaktyvi.

Dėl šios priežasties mutantų ir laukinių rūšių museliai turėjo vienodą akių spalvos intensyvumą vyriškos ir moteriškos muses. Taip pat nustatyta, kad daugelio fermentų, įskaitant 6 fosfoglukonato dehidrogenazę (6 PGD), gliukozės - 6 fosfato dehidrogenazę (G6PD), triptofano pirrolazę ir fumarazę fermentų lygiai yra panašūs moterų ir vyrų muses.

Dozės kompensavimo organizmams su heterogeninėmis moterimis trūkumas:

Pirmiau minėtoje diskusijoje pastebėjome, kad kai vyriškoji lytis yra heterogametinė (XXO, XYO arba XXO, XOO), X-susieti genai yra kompensuojami dozėmis. Skirtingai nuo to, kai moteriškoji lytis yra heterogametinė (ZZD, ZWO), kaip ir paukščiams, kandims ir drugeliams, Z-susieti genai akivaizdžiai nėra kompensuojami. Panaši situacija egzistuoja kai kuriuose ropliai ir varliagyviai, kuriuose vyrauja heterogamitija. Šių heterogametinių moterų dozės kompensavimo nebuvimo tyrimas lėmė šias išvadas:

1. Genai, kuriems reikia dozės kompensavimo, pirmiausia yra tie, kurie kontroliuoja morfogenezę ir būsimą kūno planą.

2. Šių genų produktas reikalingas disominėms dozėms, ypač oogenezės ir ankstyvo embriono vystymosi metu.

3. Heterogametinės patelės sintezuoja ir saugo morfogenetiniu požiūriu svarbius genų produktus, įskaitant tuos, kuriuos koduoja Z-susiję genai, oogenezės metu.

4. Šių genų produktų gausumas kiaušiniuose ir jų išlikimas santykinai vėlai embriogenezėje leidžia heterogametinėms moterims įveikti Z-chromosomos monosominę būklę ZW embrionuose.