Geschlechtsbestimmung: 3 grundlegende Arten von Geschlechtsbestimmungsprozessen

Lesen Sie diesen Artikel, um die wichtigsten Arten der Geschlechtsbestimmung durch Vererbung zu erfahren:

Homologe Chromosomen:

Homologe Chromosomen sind Paare identischer Chromosomen mit ähnlichen Genorten, die ähnliche oder verschiedene Allele tragen.

Bild mit freundlicher Genehmigung: microbix.com/wp-content/uploads/2011/07/Sex-Determination.jpg

Sie kommen in Körperzellen von Tieren und Gefäßpflanzen vor, die über eine diploide Chromosomenzahl verfügen. Von den zwei homologen Chromosomen, die in einem Individuum vorhanden sind, stammt das eine vom Vaterelternteil und das andere vom Mutterelternteil. Die zwei homologen Chromosomen jedes Typs treten nicht im Zellkern aneinander an. Sie kommen nur während der Prophase und Metaphase der Meiose I zusammen.

Genome (Gk. Genos-Nachwuchs):

Das Genom ist der vollständige, aber einzelne Satz von Chromosomen, wie er in Gameten oder Gametophyten-Zellen vorkommt, wobei jedes Chromosom (sowie jedes Gen) einzeln dargestellt wird. Die Bedingung, ein einzelnes Genom oder einen Satz von Chromosomen zu haben, wird als Monoploide bezeichnet (Gk. Monosomal, aplosomal, Eidosform). Es wird kurz als In geschrieben. Die Körper- und Körperzellen von Tieren und höheren Pflanzen besitzen im Allgemeinen zwei Genome oder zwei Sätze von Chromosomen.

Die Bedingung wird als diploid (2n) bezeichnet. Mehrere moderne Kulturpflanzen haben mehr als zwei Chromosomensätze in ihren Körperzellen, nämlich. Triploid (3n, z. B. Banane), Tetraploide (4n, z. B. Reis), Hexaploid (6n, z. B. Weizen). Die Bedingung, mehr als zwei Genome oder Sätze von Chromosomen zu haben, ist als Polyploidie bekannt. Es ist ziemlich üblich bei Farnen und Moose. Die Polyploidie scheint die Ursache für eine große Anzahl von Chromosomen zu sein, die in einigen Organismen vorhanden sind, z. B. Amoeba proteus (250), Ophioglossum (Adder's Tongue Fern, 1262), Geometrid Moth (224).

Gameten besitzen die Hälfte der Chromosomen in der Zygote und den davon abgeleiteten Zellen. Die Bedingung, dass die Hälfte der Chromosomen vorhanden ist, wird haploide (Gk. Haplos-simple, eidosform) genannt. Die gametische Anzahl von Chromosomen ist typischerweise monoploide (In), aber in polyploiden Formen ist sie mehr als monoploide, z. B. 2n, 3n. Um Verwirrung in dieser Hinsicht zu vermeiden, sind die gametischen und zygotischen Zustände mit getrennten Symbolen von x und 2x versehen.

Die somatischen Zellen mehrerer Protisten, Algen und Pilze haben eine haploide Anzahl von Chromosomen. In der Zygote kommt es zu einer Verdoppelung der Chromosomen, aber in dieser befindet sich eine Meiose, um den haploiden Zustand wiederherzustellen. Die männliche Honigbiene ist auch haploide, weil sie sich parthenogenetisch aus einem unbefruchteten Ei entwickelt. Die weibliche Biene ist diploid.

Sex Chromosomen und Autosomes:

Geschlechtschromosomen sind solche Chromosomen, die einzeln oder paarweise das Geschlecht des Individuums in diözischen oder unisexuellen Organismen bestimmen. Sie werden Allosomen (Gk. Alios-other, somakörper) oder Idiochromosomen (Gk. Idios- different, chroma-color, somakörper) genannt. Ein Geschlechtschromosom, das das männliche Geschlecht bestimmt, wird Androsom (Gk. Ander-male, somakörper) genannt, z. B. Y-Chromosom beim Menschen.

Die normalen Chromosomen eines Individuums, die keine Geschlechtschromosomen sind, werden als Autosomen bezeichnet. Geschlechtschromosomen können bei einem Geschlecht ähnlich und beim anderen unterschiedlich sein. Die beiden Bedingungen werden jeweils als homomorph (= ähnlich, z. B. XX, ZZ) und heteromorph (= ungleich, z. B. XY, ZW) bezeichnet.

Personen mit homomorphen Geschlechtschromosomen produzieren nur einen Typ von Gameten. Sie werden daher als homogametisch (z. B. menschliche Frau) bezeichnet. Personen mit heteromorphen Geschlechtschromosomen produzieren zwei Arten von Gameten (z. B. X und Y enthaltend). Sie werden als heterogametisch (z. B. menschlicher Mann) bezeichnet.

Grundlage der Geschlechtsbestimmung:

Die Errichtung von männlichen und weiblichen Individuen oder männlichen und weiblichen Organen eines Individuums wird Geschlechtsbestimmung genannt. Es gibt drei Arten - Umwelt, Genie und Chromosom.

A. Umwelt- oder nicht-genetische Bestimmung des Geschlechts:

1. Meeresschnecke-Crepidula wird weiblich, wenn sie alleine aufgezogen wird. In Gesellschaft eines Weibchens entwickelt es sich zu einem Mann (Coe, 1943).

2. Meeresschnecke Bonellia entwickelt sich zu einer 3 cm langen Frau, wenn sich ihre Larve an einem abgelegenen Ort ansiedelt. Es wächst zu einem kleinen (0, 3 cm langen) parasitären Männchen heran, wenn es einer bereits etablierten Frau näher kommt (Baltzer, 1935). Das Männchen dringt in den Körper des Weibchens ein und bleibt dort als Parasit.

3. Ophryortocha ist männlich und später weiblich.

4. Bei Krokodilen und einigen Eidechsen führt eine hohe Temperatur zu Männlichkeit und Niedertemperatur-Weiblichkeit. Bei Schildkröten überwiegen die Männchen unter 28 ° C, die Weibchen über 33 ° C und die gleiche Anzahl der Geschlechter zwischen 28 und 33 ° C.

B. Nichtallosomengene Bestimmung des Geschlechts:

In Bakterien bestimmt der in einem Plasmid vorhandene Fruchtbarkeitsfaktor das Geschlecht. Chlamydomonas besitzt geschlechtsbestimmende Gene. Mais besitzt getrennte Gene für die Entwicklung von Quasten (männlicher Blütenstand) und Kolben (weiblicher Blütenstand).

C. Chromosomenbestimmung des Geschlechts:

Henking (1891) entdeckte in 50% der Spermien von Firefly einen X-Body. Y-Body wurde von Stevens (1902) entdeckt. McClung (1902) beobachtete 24 Chromosomen in weiblichen Grasshopper und 23 Chromosomen in männlichen Grasshopper. Wilson und Stevens (1905) stellten die Chromosomentheorie des Geschlechtes vor und nannten die X- und Y-Körper als Geschlechtschromosomen X und Y.

Die chromosomale oder allosomische Bestimmung des Geschlechts beruht auf der Heterogamese oder dem Auftreten von zwei Arten von Gameten bei einem der beiden Geschlechter. Männliche Heterogametie oder Digametie wird in den Allosomenkomplementen XX-XY und XX-X0 gefunden. Weibliche Heterogametie oder Digametie tritt in den Allosomenkomplementen ZW-ZZ und Z0-ZZ auf. Das Geschlecht wird durch die Anzahl der Genome in der Haplodiploidie bestimmt. Die chromosomale Bestimmung des Geschlechts ist von folgenden Typen:

1. XX-XY-Typ:

Bei den meisten Insekten, einschließlich Fruchtfliege Drosophila und Säugetieren einschließlich Menschen, besitzen die Weibchen zwei homomorphe (= isomorphe) Geschlechtschromosomen, die als XX bezeichnet werden. Die Männchen enthalten zwei heteromorphe Geschlechtschromosomen, nämlich XY. Das Y-Chromosom ist oft kürzer und heterochromatisch (hergestellt aus Heterochromatin). Es kann ein Haken sein (z. B. Drosophila). Trotz Unterschieden in der Morphologie synapse XY-Chromosomen während Zygotene. Es ist, weil sie zwei Teile haben, homolog und differentiell.

Homologe Regionen der beiden helfen bei der Paarung. Sie tragen die gleichen Gene, die unterschiedliche Allele haben können. Solche Gene, die sowohl auf X- als auch Y-Chromosomen vorliegen, sind XY-verknüpfte Gene. Sie werden wie autosomale Gene vererbt, z. B. Xeroderma pigmentosum, Epidermolysis bullosa. Die differentielle Region des Y-Chromosoms trägt nur Y-verknüpfte oder holandrische Gene, z. B. Testis Determing Factor (TDF).

Es ist vielleicht das kleinste Gen, das nur 14 Basenpaare besetzt. Andere holandrische Gene sind Hypertrichose (exzessive Behaarung) an Ohrmuscheln, Stachelschweinhaut, Keratoderma dissipatum (verdickte Haut von Händen und Füßen) und Netzhaut. Holandrische Gene werden direkt von einem Sohn von seinem Vater geerbt.

Gene, die im differenziellen Bereich des X-Chromosoms vorhanden sind, finden auch bei Männern Ausdruck, ob sie dominant oder rezessiv sind, z. B. Rot-Grün-Blindheit, Hämophilie. Dies liegt daran, dass die Männer für diese Gene hemizygot sind.

Der Mensch hat 22 Paare von Autosomen und ein Paar von Geschlechtschromosomen. Alle von Frauen gebildeten Eizellen sind in ihrem Chromosomentyp (22 + X) ähnlich. Daher sind Frauen homogametisch. Die männlichen Gameten oder Spermien, die von männlichen Männern produziert werden, sind zwei Typen (22 + X) und (22 + Y). Männliche Männer sind daher heterogametisch (männliche Digametie oder männliche Heterogametie).

Geschlecht des Nachwuchses (Abb. 5.23):

Das Geschlecht der Nachkommen wird zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt. Sie kann später nicht mehr geändert werden. Es ist auch nicht von irgendwelchen Merkmalen des weiblichen Elternteils abhängig, da dieser homogametisch ist und nur eine Art von Eiern produziert (22 + X), die männlichen Gameten zwei Arten sind: Androsperms (22 + Y) und Gynosperms (22 + X) ). Sie werden zu gleichen Teilen hergestellt.

Die Befruchtung des Eies (22 + X) mit einem Gynosperm (22 + X) führt zu einem weiblichen Kind (44 + XX), während die Befruchtung mit einem Androsperm (22 + Y) zu einem männlichen Kind (44 + XY) führt. Da die beiden Spermatypen zu gleichen Anteilen produziert werden, besteht die gleiche Chance, dass ein männliches oder weibliches Kind in einer bestimmten Paarung erhalten wird. Da das Y-Chromosom das männliche Geschlecht des Individuums bestimmt, wird es auch als Androsom bezeichnet.

Beim Menschen bewirkt das TDF-Gen des Y-Chromosoms die Differenzierung der embryonalen Gonaden in die Hoden. Hoden produzieren Testosteron, das bei der Entwicklung des männlichen Fortpflanzungsapparates hilft. In Abwesenheit von TDF differenzieren sich die Gonaden nach der sechsten Embryonalwoche in die Eierstöcke. Es folgt die Bildung des weiblichen Fortpflanzungsapparates. Das weibliche Geschlecht ist daher ein Standardgeschlecht.

2. XX-X0-Typen:

Bei Rundwürmern und einigen Insekten (echte Käfer, Heuschrecken, Kakerlaken) haben die Weibchen zwei Geschlechtschromosomen, XX, während die Männchen nur ein Geschlechtschromosom, X, aufweisen. Es gibt kein zweites Geschlechtschromosom. Daher werden die Männchen als X0 bezeichnet. Die Weibchen sind homogametisch, weil sie nur eine Art von Eiern (A + X) produzieren.

Die Männchen sind heterogametisch, wobei die Hälfte der männlichen Gameten (Gynosperms) X-Chromosom (A + X) trägt, während die andere Hälfte (Androsperms) davon frei ist (A + 0). Das in den Nachkommen erzeugte Geschlechterverhältnis beträgt 1: 1 (Abb. 5.24).

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

Bei Vögeln und einigen Reptilien besitzen beide Geschlechter zwei Geschlechtschromosomen, aber im Gegensatz zu Menschen enthalten die Weibchen heteromorphe Geschlechtschromosomen (AA + ZW), während die Männer homomorphe Geschlechtschromosomen (AA + ZZ) besitzen. Aufgrund der heteromorphen Geschlechtschromosomen sind die Weibchen heterogametisch (weibliche Heterogamie) und produzieren zwei Arten von Eiern (A + Z) und (A + W). Die männlichen Gameten oder Spermien sind von einem Typ (A + Z). Bei den Nachkommen wird ein Geschlechterverhältnis von 1: 1 erzeugt (Abb. 5.25).

4. ZO - ZZ-Typ:

Diese Art der Geschlechtsbestimmung tritt bei einigen Schmetterlingen und Motten auf. Es ist genau das Gegenteil von der Situation bei Kakerlaken und Heuschrecken. Hier haben die Frauen ungerade Geschlechtschromosomen (AA + Z), während die Männer zwei homomorphe Geschlechtschromosomen (AA + ZZ) haben. Die Frauen sind heterogametisch.

Sie produzieren zwei Arten von Eiern: männliche Formation mit einem Geschlechtschromosom (A + Z) und weibliche Formung ohne Geschlechtschromosom (A + 0). Die Männchen sind homogametisch und bilden ähnliche Arten von Spermien (A + Z). Die beiden Geschlechter werden bei den Nachkommen im Verhältnis 50: 50 erhalten (Abb. 5.26), da beide Arten von Eiern im gleichen Verhältnis hergestellt werden.

5. Haplodiploidie:

Es ist eine Art der Geschlechtsbestimmung, bei der der Mann haploid ist, während die Frau diploid ist. Haplodiploidie tritt bei einigen Insekten wie Bienen, Ameisen und Wespen auf. Männliche Insekten sind haploide, weil sie partheno-genetisch aus unbefruchteten Eiern entstehen. Das Phänomen wird als arrhenotoky oder arrhenotokous Parthenogenese bezeichnet. Bei der Spermienbildung tritt keine Meiose auf.

Frauen wachsen aus befruchteten Eiern und sind daher diploid. Queen Bee nimmt während des Hochzeitsfluges alle Spermien von der Drohne auf und lagert diese in ihrem Samenbläschen. Die Bildung von Arbeiterinnen (diploiden Weibchen) und Drohnen (haploiden Männchen) hängt von den Brutzellen ab, die von der Königin besucht werden. Beim Besuch der kleineren Brutzellen stößt die Königin nach dem Ablegen der Eier Spermien aus ihrem Samenbehälter aus.

Während es die größeren Brutzellen besucht, legt es die Eier ab, aber die Samenbehälter geben die Spermien nicht ab, aufgrund eines Drucks auf die Kanäle, die aus ihnen herauskommen. Wenn eine Königin gebildet werden soll, vergrößern die Arbeiter eine kleine Brutzelle mit befruchtetem Ei und ernähren die aufstrebende Larve mit einer reichhaltigen Ernährung.

Männer sind normalerweise fruchtbare Haploiden, da sie sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln. Gelegentlich werden auch diploide infertile Männer durch Befruchtung von heterozygoten Frauen produziert.