Miljøfaktorer ansvarlig for bestemmelse af køn i planter og dyr

Miljøfaktorer ansvarlig for bestemmelse af køn i planter og dyr!

I nogle organismer bestemmer miljøet individets seksuelle fænotype. Således findes nogle miljøfaktorer, moderkroppens eller ægets størrelse, moderens og temperaturens alder, til at bestemme kødet i følgende tilfælde:

(a) Køn af nogle krybdyr kan afhænge af den temperatur, som individet udvikler sig på. For eksempel produceres kun kvinder i høj temperatur (30-35 ° C) i de fleste skildpadder, og kun mænd fremstilles ved lav temperatur (23-28 ° C). Det omvendte er tilfældet i krokodiller, alligatorer og nogle firben, hvor mænd produceres ved høj temperatur og hunner produceres ved lav temperatur.

(b) Den marine annelid Ophryotrocha differentieres i en sædproducerende mand som et ungt dyr og ændrer sig derefter til en æglægningskvinde, når den bliver ældre. Hvis dele af en ældre kvinde amputeres, vender anneliden tilbage til mandformen, hvilket indikerer at størrelse i stedet for alder er den vigtige faktor, der styrer individets køn.

Sexbestemmelse i planter:

I de fleste planter findes reproduktive organer hos mænd og kvinder i samme blomst (biseksuelle eller hermafrodite planter) eller i forskellige blomster af samme plante (ensomme planter, fx majs, ricinus, kokosnød osv.). Men i nogle afgrøder (f.eks. Papaya, asparges osv.) Og flere andre plantearter produceres han- og hunblomster på forskellige planter (to gange).

Mekanismerne til sexbestemmelse i planter er i det væsentlige ligner dem, der findes hos dyr. Et omfattende undersøgt tilfælde af kromosomal seksualitet er kendt, er planter, dvs. i slægten Melandrium af familien Caryophyllaceae. Her bestemmer Y-kromosomet en tendens til maleness ligesom det gør hos mennesker. Mandplanter er heterogemiske (XY), hvor som kvindelige planter er homogemiske (XX). Dette system er det mest almindelige i planter.

Sexbestemmelse hos nogle plantearter, f.eks. Papaya (Carica Papaya), Spinat (Spinacea Oleracea) Vitis cinerea, Asparges osv., Postuleres til at blive styret af et enkelt gen. I papaya foreslås et enkelt gen med tre alleler (m, M ₁ og M ₂ ) til at kontrollere kønsdifferentieringen. Kvindelige planter er homozygote mm, mens hanplanter er heterozygote M ₂ m; heterozygot M ₂ m producerer hermafrodit tilstand. Genotyper M ₁ M ₁, M ₁ M ₂ og M ₁ M ₂ er invigible, dvs. M ₁ og M ₂ alleler er recessive dødsarter.

Majsplanter er generelt monoecious, dvs. både mandlige og kvindelige blomster produceres på samme plante. Et enkelt recessivt gen, ba (barren cob), interfererer med udviklingen af ​​cobs (den kvindelige blomsterstand), når dette gen er i den homozygote tilstand.

Cobs forbliver uudviklet i ba ba planter, hvilket gør disse planter funktionelt mandlige. Et andet recessivt gen, ts omdanner de mandlige blomster i kvaster af ts ts planter i kvindelige blomster. Som følge heraf producerer kvasterne af ts ts planter ikke pollen, men de sætter frø; Sådanne planter er derfor funktionelt kvindelige. I planter homozygote for både ba og ts (baba tsts) er cobs uudviklede og ufrugtbare, men mange frø produceres i kvastet; Sådanne planter er således funktionelt kvindelige.

Således har to recessive gener (ba og ts) omdannet en naturligt monecious majsplantage til en dioecious. Andre recessive gener, der påvirker udviklingen af ​​mandlige og kvindelige gameter, er kendt i majs, f.eks. Ms (hansterilitetsgener), hansteril cytoplasma (Cms) og sk (silkless gen, der forårsager ovuleabort) osv. Og i mange andre afgrøder.

Doseringskompensation:

Seks-linkede (X-linkede) gener, der ikke beskæftiger sig med sexbestemmelse, er til stede i to doser hos pattedyr og Drosophila kvinder (XX), mens deres mænd (XY) indeholder en enkeltdosis. Imidlertid er intensiteten af ​​fænotyper, mængderne af de pågældende enzymer og endog mængden af ​​RNA produceret af de X-bundne gener hos kvinderne lig med dem hos hannerne.

Dette fænomen er kendt som doseringskompensation (Muller, 1932) og regulerer funktionen af ​​X-bundne gener på en sådan måde, at deres ekspression er sammenlignelig hos både kvinder og mænd, selv om de har forskellig dosering (antal kopier) af disse gener .

Doseringskompensation kan ske ved to forskellige mekanismer:

(1) den første mekanisme involverer hypoproduktion på grund af inaktivering af et X-kromosom i homogametisk køn, som observeret hos pattedyr, og

(2) den anden mekanisme involverer hyperproduktion på grund af hyperaktiviteten af ​​X-kromosomet i det heterogamiske køn som observeret i Drosophila

(1) X-kromosom inaktivering i pattedyr:

Det er blevet påvist, at hos homogamiske XX kvindelige individer bliver et X-kromosom karakteristisk kondenseret og inaktiveret. Sådanne chromatinmaterialer er også blevet beskrevet som fakultativ heterochromatin, da det bliver inaktivt i en vis del af livscyklusen og genoptager aktivitet, før den kommer ind i kimlinien.

Fænomenet inaktivering af X-kromosom blev bekræftet ved observation af a. Barr krop Barr krop. Bankrop blev først observeret af Barr og Bertram i 1949 i kvindelig kat og senere identificeret som X-kromosom af Ohno et al, (1959). Senere Lyon (1972) bekræftede eksistensen af ​​Barr krop i normale kvinder, superfemaler og i Klinefelter mænd.

En sådan Barr-krop er også blevet observeret i de fleste af kroppens celler (fx hud, mundtlig epithel og blodceller) hos mennesker og andre pattedyr. Menneskehunner har Barr-kropen i deres kropscelles kerner i højere proportioner end mænd og betegnes derfor som sexchromatin-positive.

Da det blev konstateret, at når antallet af x-kromosomer var to eller flere end to, var antallet af Barr-kroppe en mindre end antallet af x-kromosomer (f.eks. En Barr-krop i XX-hunner og XXY-mænd, to Barr-kroppe i XXXY mænd og XXX metafemales) blev det konstateret, at kun en aktiv X-kromosom er til stede i den normale kvinde. Dette kaldes også nogle gange som Lyons hypotese.

Hvilke af de to X-kromosomer forbliver aktive hos kvindelige individer bestemmes i de tidlige udviklingsstadier. Det blev i Lyon (1961) observeret, at hver af de paternale (P) og moderlige (M) X-kromosomer har en chance for at blive inaktive (dvs. Barr-legeme).

Med andre ord er inaktivering af X-kromosomer et tilfældigt fænomen hos de fleste arter. I nogle arter kan X-kromosom-inaktivering dog ikke være tilfældig, fx i pattedyrs-chromosomer somatiske væv af kun kænguruer, inaktiveres fader-X-kromosomer.

I pattedyr finder inaktiveringen sædvanligvis sted i tidlig embryogenese. I det humane embryo starter X-kromosom inaktivering i den sene blastocyst omkring den 16. livsdag. Når inaktivering er etableret, opretholdes den irreversibelt i somatiske celler, men i kimcellelinie sker reaktivering på et bestemt stadium af kimcelleudvikling (dvs. indgang i meiotisk profase, Martin, 1982). I pattedyr er det også blevet observeret, at den kondenserede "Barr-krop", som er karakteristisk for somatisk celle, er fraværende fra de kvindelige præmittotiske celler.

(2) Hyperaktivitet af X-kromosom i Male Drosophila:

Fænomenet doseringskompensation i Drosophila har vist sig at skyldes hyperaktivitet af et X-kromosom hos han Drosophila. Denne kendsgerning blev opdaget af Dr. AS Mukherjee fra Calcutta University. I mosaikpersoner med XX og XO-celler kunne det påvises, at X-kromosom i XO-celler altid var hyperaktiv.

På grund af dette viste mutant- og vildtype fluer samme intensitet af øjenfarve i han- og hunvliever. På lignende måde viste enzymniveauer for flere enzymer, herunder 6 phosphogluconatdehydrogenase (6 PGD), glucose-6-phosphatdehydrogenase (G6PD), tryptophanpyrrolase og fumarase, at være ens i kvindelige og mandlige fluer.

Mangel på dosis kompensation i organismer med heterogenamiske kvinder:

Vi bemærkede i ovenstående diskussion, at når mænd er heterogametiske (XXO, XYO eller XXO, XOO), er X-bundne gener udsat for doseringskompensation. I modsætning til dette, når kvindesynet heterogametisk (ZZD, ZWO), som hos fugle, møller og sommerfugle, er Z-bundne gener tilsyneladende ikke doseringskompenseret. Lignende situationer findes i nogle krybdyr og amfibier, hvor kvindelig heterogamety er dominerende. En undersøgelse af fraværet af doseringskompensation i disse heterogamiske kvinder førte til følgende konklusioner:

1. Gener, der kræver doseringskompensation, er primært de, der styrer morfogenese og den fremtidige kropsplan.

2. Produktet af disse gener kræves i disomiske doser, især under oogenese og tidlig embryonisk udvikling.

3. Heterogametiske kvinder syntetiserer og opbevarer morfogenetisk essentielle genprodukter, herunder dem, der er kodet af Z-bundne gener, under selve oogenese.

4. Overflod af disse genprodukter i ægget og deres persistens relativt sent i embryogenese gør det muligt for heterogamiske kvinder at overvinde den monosomiske tilstand af Z-kromosomet i ZW-embryoner.