Sexbestemmelse: 3 Grundtyper af sexbestemmelsesprocesser

Læs denne artikel for at lære om de vigtige former for sexbestemmelse i arv:

Homologe kromosomer:

Homologe kromosomer er par af identiske kromosomer med lignende gen loci, der bærer ens eller forskellige alleler.

Image Courtesy: microbix.com/wp-content/uploads/2011/07/Sex-Determination.jpg

De forekommer i somatiske celler af dyr og vaskulære planter, som har diploid antal kromosomer. Ud af de to homologe kromosomer, der er til stede i en individ, er en afledt fra farforældre og den anden fra moderforældre. De to homologe kromosomer af hver type forekommer ikke knyttet til hinanden i kernen i cellen. De kommer kun sammen under profase og metafase af meiose I.

Genomer (Gk. Genos-afkom):

Genomet er det komplette, men enkelte sæt kromosomer, som findes i gameter eller gametofytceller, hvor hvert kromosom (såvel som hvert gen) er repræsenteret enkeltvis. Betingelsen om at have et enkelt genom eller sæt af kromosomer hedder monoploid (Gk. Monos-single, aplos-one fold, eidos-form). Det er kort skrevet som In. De somatiske eller kroppens celler af dyr og højere planter har generelt to genomer eller to sæt kromosomer.

Tilstanden hedder diploid (2n). Flere moderne afgrødeplanter har mere end to sæt kromosomer i deres somatiske celler, nemlig. triploid (3n, f.eks. banan), tetraploid (4n, f.eks. ris), hexaploid (6n, f.eks. hvede). Betingelsen om at have mere end to genomer eller sæt af kromosomer er kendt som polyploidi. Det er ret almindeligt i bregner og moser. Polyploidi ser ud til at være forårsagende middel til mange kromosomer, der findes i nogle organismer, f.eks. Amoeba proteus (250), Ophioglossum (Adder's Tongue Fern, 1262), Geometrid Moth (224).

Gameter har halvdelen af ​​antallet af kromosomer, der findes i zygote, og cellerne stammer fra det. Forudsætningen om at have halvdelen af ​​kromosomer kaldes haploid (Gk. Haplos-simple, eidos-form). Det gametiske antal kromosomer er typisk monoploid (In), men i polyploide former er det mere end monoploid, fx 2n, 3n. For at undgå forvirring i denne henseende er de gametiske og zygotiske betingelser forsynet med separate symboler på x og 2x.

De somatiske celler i flere protister, alger og svampe har haploid antal kromosomer. Fordobling af kromosomer forekommer i zygote, men meiosis forekommer i det for at genoprette haploid tilstand. Mandlig honningbi er også haploid, fordi den udvikler parthenogenetisk fra et ubefrugtet æg. Den kvindelige bi er diploid.

Seks kromosomer og autosomer:

Seks kromosomer er de kromosomer, der hver for sig eller i par bestemmer individets køn i dioekiske eller unisexale organismer. De kaldes allosomer (Gk. Alios-andre, soma- krop) eller idiochromosomer (Gk. Idios-distinkte, kromatiske farver, soma- krop). Et sexkromosom, der bestemmer hankøn, betegnes androsom (Gk. Andre- male, somatom), fx Y-kromosom hos mennesker.

De normale kromosomer, bortset fra køn kromosomer, hvis de er til stede, er kendt som autosomer. Seks kromosomer kan være ens i et køn og forskelligt i den anden. De to betingelser kaldes henholdsvis homomorphic (= lignende, f.eks. XX, ZZ) og heteromorphic (= forskellige, fx XY, ZW).

Personer, der har homomorfe sexkromosomer, producerer kun en type gameter. De kaldes derfor homogametiske (f.eks. Menneskelig kvinde). Personer, der har heteromorfe sexchromosomer, producerer to typer gameter (fx X og Y indeholdende). De betegnes som heterogametiske (f.eks. Menneske mand).

Grundlag for sexbestemmelse:

Etablering af mandlige og kvindelige individer eller mandlige og kvindelige organer af et individ kaldes sexbestemmelse. Det er af tre typer - miljømæssige, geniske og kromosomale.

A. Miljø eller ikke-genetisk bestemmelse af køn:

1. Marinbløddyr Crepidula bliver kvindelig, hvis den opdrættes alene. I selskab med en kvinde udvikler den sig til mandlige (Coe, 1943).

2. Marinorm Bonellia udvikler sig til 3 cm lang hun, hvis larven slår sig ned på et isoleret sted. Den vokser ind i en lille (0, 3 cm lang) parasitisk mand, hvis den kommer tættere på en allerede etableret kvinde (Baltzer, 1935). Manden går ind i kvindens krop og forbliver der som en parasit.

3. Ophryortocha er mandlig i den unge stat og kvinden senere.

4. I krokodiller og nogle firbener fremkalder høj temperatur maleness og lav temperatur femalenhed. I skildpadder er mænd overvejende under 28 ° C, hunner over 33 ° C og lige antal af de to køn mellem 28-33 ° C.

B. Nonallosomic Genic Bestemmelse af Sex:

I bakterier bestemmer fertilitetsfaktoren i et plasmid køn. Chlamydomonas besidder kønsbestemmende gener. Majs har separate gener til udvikling af kvast (mandlige blomsterstand) og cob (kvindelig blomsterstand).

C. Kromosomal bestemmelse af køn:

Henking (1891) opdagede en X-body i 50% af fireflys sædceller. Y-krop blev opdaget af Stevens (1902). McClung (1902) observerede 24 kromosomer i kvindelig Sprinkhoppe og 23 kromosomer i Mand Grasshopper. Wilson og Stevens (1905) fremsatte kromosomteori om sex og navngav X- og Y-legeme som sexchromosomer, X og Y.

Kromosomal eller allosomisk bestemmelse af køn er baseret på heterogamesis eller forekomst af to typer gameter i et af de to køn. Mandlig heterogamety eller digamety findes i allosom-komplementer XX-XY og XX-X0. Kvinde heterogamety eller digamety forekommer i allosome komplementer ZW-ZZ og Z0-ZZ. Køn bestemmes af antallet af genomer i haplodiploidi. Kromosomal bestemmelse af køn er af følgende typer:

1. XX-XY Type:

I de fleste insekter, herunder frugtfly Drosophila og pattedyr, herunder mennesker, har hunnerne to homomorfe (= isomorfe) sexchromosomer, der hedder XX. Hannerne indeholder to heteromorfe sexkromosomer, dvs. XY. Y-kromosomet er ofte kortere og heterochromatisk (lavet af heterochromatin). Det kan være tilsluttet (f.eks. Drosophila). På trods af forskelle i morfologi synkroniseres XY-kromosomerne under zygotene. Det er fordi de har to dele, homologe og differentielle.

Homologe regioner af de to hjælper i parring. De bærer samme gener, som kan have forskellige alleler. Sådanne gener til stede på både X- og Y-kromosomer er XY-bundet gener. De er arvet som autosomale gener, fx xeroderma pigmentosum, epidermolysis bullosa. Differentieregionen af ​​Y-kromosom bærer kun Y-bundne eller holandriske gener, f.eks. Testis-bestemmelsesfaktor (TDF).

Det er måske det mindste gen optager kun 14 basepar. Andre holandric gener har hypertrichose (overdreven hårdhed) på pinna, porcupine hud, keratoderma dissipatum (fortykket hud af hænder og fødder) og webbed tæer. Holandric gener er direkte arvet af en søn fra sin far.

Gener, der er til stede på differentialregionen i X-kromosomet, finder også udtryk hos mænd, om de er dominerende eller recessive, fx rødgrøn farveblindhed, hæmofili. Det er fordi mændene er hemizygotiske for disse gener.

Mennesker har 22 par autosomer og et par kønkromosomer. Alle de æg, der er dannet af kvinden, er ens i deres kromosomtype (22 + X). Derfor er hunner homogamiske. De mandlige gameter eller sæd produceret af menneskelige mænd er af to typer, (22 + X) og (22 + Y). Menneskelige hanner er derfor heterogametiske (hanlig digamety eller manuel heterogamety).

Seks af afkom (Fig. 5.23):

Afkommens køn bestemmes på befrugtningstidspunktet. Det kan ikke ændres senere. Det er heller ikke afhængigt af nogen kvindelig forælder, fordi sidstnævnte er homogametisk og producerer kun en type æg (22 + X), hanenaveterne er af to typer, androspermer (22 + Y) og gynospermer (22 + X) ). De produceres i lige stor grad.

Gødning af ægget (22 + X) med gynosperm (22 + X) vil producere et kvindelig barn (44 + XX), mens befrugtning med en androsperm (22 + Y) giver anledning til mandlige barn (44 + XY). Da de to typer sæd produceres i lige store mængder, er der lige store chancer for at få et mandligt eller kvindeligt barn i en bestemt parring. Da Y-kromosomet bestemmer individets mandlige køn, kaldes det også androsom.

Hos mennesker skaber TDF-genet for Y-kromosom differentiering af embryonale gonader i testikler. Testes producerer testosteron, der hjælper med udvikling af mandlige reproduktive kanaler. I fravær af TDF differentieres gonader i æggestokke efter sjette uge med embryonisk udvikling. Det efterfølges af dannelse af kvindelig reproduktive kanal. Kvinde sex er derfor et standardkøn.

2. XX-X0 Typer:

I rundeorm og nogle insekter (ægte bugs, græshopper, kakerlakker) har hunnerne to sexkromosomer, XX, mens mændene kun har et køn kromosom, X. Der er ikke noget andet køn kromosom. Derfor er mændene betegnet som X0. Hunnerne er homogamiske, fordi de kun producerer en type æg (A + X).

Hannerne er heterogamiske med halvdelen af ​​mænds gameter (gynospermer), der bærer X-kromatiske (A + X), mens den anden halvdel (androspermer) er blottet for det (A + 0). Kønforholdet produceret i afkom er 1: 1 (figur 5.24).

3. ZW-ZZ Type (= WZ-WW Type).

Hos fugle og nogle krybdyr har begge køn to sexkromosomer, men i modsætning til mennesker indeholder hunnerne heteromorfe sexkromosomer (AA + ZW), mens mændene har homomorfe sexkromosomer (AA + ZZ). På grund af at være heteromorfe sexchromosomer er hunnerne heterogamiske (feminin heterogamety) og producerer to typer æg, (A + Z) og (A + W). De mandlige gameter eller sæd er af en type (A + Z). 1: 1 kønforhold er produceret i afkom (fig. 5.25).

4. ZO - ZZ Type:

Denne type sexbestemmelse forekommer i nogle sommerfugle og møller. Det er ligefrem modsat tilstanden i kakerlakker og græshopper. Her har kvindelige oddsekromosom (AA + Z), mens mændene har to homomorfe sexchromosomer (AA + ZZ). Hunnerne er heterogamiske.

De producerer to typer æg, hanformning med et kønskromosom (A + Z) og hundannelse uden kønkromosomet (A + 0). Hannerne er homogamiske, der danner lignende typer sædceller (A + Z). De to køn er opnået i afkom i 50: 50 forhold (figur 5.26), da begge ægtyper fremstilles i lige forhold.

5. Haplodiploidy:

Det er en slags sexbestemmelse, hvor hanen er haploid, mens kvinden er diploid. Haplodiploidi forekommer hos nogle insekter som bier, myrer og hveps. Mandlige insekter er haploide, fordi de udvikler partheno-genetisk fra ubefrugtede æg. Fænomenet hedder arrhenotoki eller arrhenotokous parthenogenese. Meiosis forekommer ikke under dannelsen af ​​sædceller.

Kvinder vokser fra befrugtede æg og er derfor diploide. Queen Bee henter alle sædcellerne fra drone under nuptial flyvning og opbevarer det samme i sin sædvanlige vesikel. Dannelse af arbejderbier (diploide kvinder) og droner (haploide hanner) afhænger af de brødceller, der er besøgt af dronningen. Mens du besøger de mindre stamceller, udsender dronningen sæd fra sin sædvanlige beholder, efter at have lagt æggene.

Da den besøger de større stamceller, lægger den æggene, men de sædvanlige beholdere undlader at udsende sædene på grund af en form for pres på kanalerne der kommer ud af dem. Når en dronning skal dannes, forstørrer arbejderne en af ​​en lille kødcelle med befrugtet æg og fodrer den nye larve på en rig kost.

Mænd er normalt frugtbare haploider på grund af udvikling fra ufrugtede æg. Af og til produceres diploide infertile mænd også fra heterozygote kvinder gennem befrugtning.