Fatores Ambientais Responsáveis ​​pela Determinação do Sexo em Plantas e Animais

Fatores Ambientais Responsáveis ​​pela Determinação do Sexo em Plantas e Animais!

Em alguns organismos, o ambiente determina o fenótipo sexual dos indivíduos. Assim, alguns fatores ambientais, tamanho do corpo pai ou do ovo, idade do pai e temperatura são encontrados para determinar o sexo nos seguintes casos:

(a) O sexo de alguns répteis pode depender da temperatura em que o indivíduo se desenvolve. Por exemplo, na maioria das tartarugas, apenas as fêmeas são produzidas em alta temperatura (30-35 ° C) e somente machos são produzidos em baixa temperatura (23-28 ° C). O inverso é verdadeiro em crocodilos, jacarés e alguns lagartos, onde os machos são produzidos em alta temperatura e as fêmeas são produzidas em baixa temperatura.

(b) O anelídeo Ophryotrocha se diferencia em um macho produtor de espermatozoides como um animal jovem e depois se transforma em uma fêmea que põe ovos quando fica mais velha. Se partes de uma mulher mais velha são amputadas, o anelídeo reverte para a forma masculina, indicando que o tamanho, e não a idade, é o fator importante que controla o sexo do indivíduo.

Determinação do sexo em plantas:

Na maioria das plantas, órgãos reprodutivos masculinos e femininos são encontrados na mesma flor (plantas bissexuais ou hermafroditas), ou em diferentes flores da mesma planta (plantas monóicas, por exemplo, milho, mamona, coco etc.). Mas em algumas culturas (por exemplo, mamão, aspargos, etc) e várias outras espécies de plantas, flores masculinas e femininas são produzidas em plantas diferentes (plantas dióicas).

Os mecanismos de determinação do sexo nas plantas são essencialmente semelhantes aos encontrados em animais. Um caso extensamente investigado de sexualidade cromossômica é conhecido em plantas, isto é, no gênero Melandrium da família Caryophyllaceae. Aqui, o cromossomo Y determina uma tendência à masculinidade, assim como nos humanos, as plantas masculinas são heterogênticas (XY), onde as plantas femininas são homogênticas (XX). Este sistema é o mais comum em plantas.

Determinação do sexo em algumas espécies de plantas, por exemplo, mamão (Carica papaya), Espinafre (Spinacea oleracea), Vitis cinerea, Espargos etc, é postulado como sendo governado por um único gene. No mamão, um único gene com três alelos (m, M ₁ e M ₂ ) é sugerido para controlar a diferenciação sexual. Plantas femininas são homozigóticas mm, enquanto plantas masculinas são heterozigóticas M ₂ m; o heterozigoto M ₂ m produz condições hermafroditas. Os genótipos M ₁ M ₁, M ₁ M ₂ e M ₁ M ₂ são inviáveis, ou seja, os alelos M ₁ e M ₂ são letais recessivos.

As plantas de milho são geralmente monóicas, ou seja, as flores masculinas e femininas são produzidas na mesma planta. Um único gene recessivo, ba (cobra estéril), interfere no desenvolvimento de espigas (a inflorescência feminina) quando este gene está no estado homozigoto.

As espigas permanecem subdesenvolvidas em plantas de ba-ba, tornando estas plantas funcionalmente masculinas. Outro gene recessivo, st converte as flores masculinas em borlas de plantas ts em flores femininas. Como resultado, as borlas das plantas ts não produzem pólen, mas colocam sementes; tais plantas são, portanto, funcionalmente femininas. Em plantas homozigotas para ambos os ba e ts (baba tsts), as espigas são subdesenvolvidas e estéreis, mas muitas sementes são produzidas no pendão; tais plantas são assim funcionalmente femininas.

Assim, dois genes recessivos (ba e ts) converteram uma planta de milho naturalmente monóica em uma dióica. Outros genes recessivos que afectam o desenvolvimento de gâmetas masculinos e femininos são conhecidos em milho, eg, ms (genes de esterilidade masculina), citoplasma estéril masculino (Cms) e sk (gene sem seda causando aborto de óvulos) etc., e em muitas outras culturas.

Compensação de dosagem:

Os genes ligados ao sexo (ligados ao X) que não estão relacionados com a determinação do sexo estão presentes em duas doses nas fêmeas de mamíferos e de Drosophila (XX), enquanto os seus machos (XY) contêm uma dose única. No entanto, a intensidade dos fenótipos, as quantidades das enzimas em questão e até mesmo a quantidade de RNA produzido pelos genes ligados ao X nas fêmeas são iguais às dos machos.

Este fenômeno é conhecido como compensação de dosagem (Muller, 1932), e regula a função de genes ligados ao X de tal maneira que sua expressão é comparável tanto em fêmeas quanto em machos, embora tenham dosagem diferente (número de cópias) desses genes. .

A compensação de dosagem pode ser efetuada por dois mecanismos distintos:

(1) o primeiro mecanismo envolve a hipoprodução devido à inativação de um cromossomo X no sexo homogâmico, como observado em mamíferos, e

(2) o segundo mecanismo envolve hiperprodução devido à hiperatividade do cromossomo X no sexo heterogâmico, como observado em Drosophila

(1) inativação do cromossomo X em mamíferos:

Foi demonstrado que, em indivíduos homogaméticos XX femininos, um cromossomo X fica caracteristicamente condensado e inativado. Esses materiais de cromatina também foram descritos como heterocromatina facultativa, uma vez que ela se torna inativa em certa parte do ciclo de vida e retoma a atividade antes de entrar na linhagem germinativa.

O fenômeno da inativação do cromossomo X foi confirmado pela observação de a. Barr corpo Barr corpo. O corpo de Ban foi observado pela primeira vez por Barr e Bertram em 1949 em gatos fêmeas e posteriormente identificado como cromossomo X por Ohno et al, (1959). Mais tarde, Lyon (1972) confirmou a existência do corpo de Barr em mulheres normais, mulheres e homens de Klinefelter.

Esse corpo de Barr também foi observado na maioria das células do corpo (por exemplo, pele, epitélio oral e células sanguíneas) do homem e de outros mamíferos. As fêmeas humanas têm o corpo de Barr no núcleo das células do corpo em maior proporção que os machos e são, portanto, referidas como positivas para cromatina sexual.

Desde que se descobriu que sempre que o número de cromossomos X era dois ou mais de dois, o número de corpos de Barr era um a menos que o número de cromossomos X (por exemplo, um corpo de Barr em XX fêmeas e XXY machos; em XXXY machos e XXX metafamas), foi estabelecido que na fmea normal apenas estpresente um cromossoma X activo. Isso também é referido algumas vezes como a hipótese de Lyon.

Qual dos dois cromossomos X permanece ativo em indivíduos do sexo feminino é determinado nos estágios iniciais de desenvolvimento. Foi observado por Lyon (1961) que cada um dos cromossomos X paterno (P) e materno (M) tem a chance de se tornar inativo (ou seja, corpo de Barr).

Em outras palavras, a inativação dos cromossomos X é um fenômeno aleatório na maioria das espécies. Em algumas espécies, entretanto, a inativação do cromossomo X pode não ser aleatória, por exemplo, em tecidos somáticos de cangurus fêmeas, apenas os cromossomos X paternos são inativados.

Nos mamíferos, a inativação geralmente ocorre no início da embriogênese. No embrião humano, a inativação do cromossomo X inicia-se no blastocisto tardio, no 16º dia de vida. Uma vez que a inativação é estabelecida, ela é irreversivelmente mantida em células somáticas, no entanto, na reativação da linha germinal ocorre em um estágio específico de desenvolvimento de células germinativas (ie entrada em prófase meiótica, Martin, 1982). Em mamíferos, também foi observado que o condensado "corpo Barr", característico da célula somática, está ausente das células pré-mitóticas femininas.

(2) Hiperatividade do cromossomo X na Drosophila Masculina:

O fenômeno da compensação de dosagem em Drosophila tem se mostrado devido à hiperatividade de um cromossomo X em Drosophila masculina. Este fato foi descoberto pelo Dr. AS Mukherjee da Universidade de Calcutá. Em indivíduos em mosaico com células XX e XO, pode-se demonstrar que o cromossomo X nas células XO sempre foi hiperativo.

Devido a este fato, moscas mutantes e de tipo selvagem mostraram a mesma intensidade da cor dos olhos nas moscas macho e fêmea. Da mesma forma, os níveis de enzimas para várias enzimas, incluindo 6 desidrogenase fosfogluconato (6 PGD), desidrogenase glicose-6-fosfato (G6PD), triptofano pirrolase e fumarase foram encontrados para ser semelhante em moscas do sexo feminino e masculino.

Falta de compensação de dosagem em organismos com fêmeas heterogâmicas:

Observamos na discussão acima, que quando o sexo masculino é heterogâmico (XXO, XYO ou XXO, XOO) os genes ligados ao X são submetidos à compensação de dosagem. Em contraste com isso, quando o sexo feminino é heterogâmico (ZZD, ZWO), como em pássaros, traças e borboletas, os genes ligados a Z aparentemente não são compensados ​​em dose. Situação semelhante existe em alguns répteis e anfíbios, onde a heterogametia feminina é predominante. Um estudo da ausência de compensação de dosagem nessas fêmeas heterogâmicas levou às seguintes conclusões:

1. Genes que requerem compensação de dosagem são principalmente aqueles que controlam a morfogênese e o plano corporal em perspectiva.

2. O produto desses genes é necessário em doses disômicas, especialmente durante a oogênese e o desenvolvimento embrionário inicial.

3. As mulheres heterogaméticas sintetizam e armazenam produtos gênicos essenciais morfogeneticamente, incluindo aqueles codificados por genes ligados a Z, durante a própria oogênese.

4. A abundância desses produtos gênicos no ovo e sua persistência relativamente tardia na embriogênese permite que as fêmeas heterogâmicas superem o estado monossômico do cromossomo Z em embriões ZW.