# Maradj otthon ! Megosztjuk veletek az összes számot

nemi

További cikkek a köteten kívül Megjelent online

Beszéljünk a szexről: A szex meghatározása emlősöknél

Evolúciós szempontból a szaporodás az élet alapvető célja; ebben az értelemben az evolúció valóban kreatív volt. A szervezeteknek két nagy csoportja van, a nemi szaporodás és az ivartalanok. Az elsőn belül a legtöbb faj két nemre oszlik; vannak olyan fajok, amelyeknek kettőnél több van.

Egy szervezet nemének meghatározásához sokféle mechanizmus és stratégia létezik. Ezek között van az ivar meghatározása az embrió fejlődési hőmérséklete, a közelben lévő hímek és nők közötti egyensúly, az egyén partnerre vetített mérete, egy vagy több gén jelenléte alapján, bizonyos gének mennyiségével másokhoz viszonyítva stb. Ebben az áttekintésben arra fogunk koncentrálni, ami ismert az emlősök reprodukciójáról és szexuális elhatározásáról.

Emberekben a gonadal primordia (a herék vagy petefészkeket előidéző ​​szövetek) szerkezetileg azonos a hímeknél és a nőknél a terhesség hetedik hetéig.

A reproduktív traktus fejlődése emlősökben

A hímek és a nők közötti alapvető különbség az, hogy az előbbieknél herék vannak, az utóbbinál petefészkek. Ez a különbség azonban a megtermékenyítés pillanatától nem létezik, hanem a fejlettebb fejlődési szakaszokban keletkezik (1. ábra). Emberekben a gonadal primordia (a herék vagy petefészkeket előidéző ​​szövetek) szerkezetileg azonos a hímeknél és a nőknél egészen a terhesség hetedik hetéig (ami az egérben 11,5 terhességi napnak felel meg). Napokkal később (egereknél, a terhesség 12,5 napján) a herék kezdenek megkülönböztetni az úgynevezett herezsinórok kialakulásával, amelyek később az úgynevezett szemcsés csöveket alkotják. A nőstényeknél az ivarmirigyek morfológiai változások nélkül maradnak hosszabb ideig: petefészkké történő átalakulásuk csak napokkal később észrevehető, amikor csírasejtjeik belépnek a meiózis néven ismert sejtosztódási folyamatba, amint később látni fogjuk.
Az ivarmirigyek három különböző sejttípusból állnak:

1) A "támasztó" sejtek, amelyeket a hím Sertoli sejtként, a nőstény granulosa sejtként ismer.

2) Szteroidtermelő sejtek, a hím Leydig sejteknek, a nőstények theca sejtjeinek.

3) A csírasejtek, amelyek a hímben a spermiumokat, a nőstényeknél pedig a petesejteket eredményezik.

Az ivarmirigyek mellett egyéb nemi különbségek is előfordulnak azokban a nemi csatornákban, amelyeken keresztül a ivarsejtek kilépnek az ivarmirigyekből. A hímek esetében ezek az efferens csatorna, az epididymis és a vas deferensek, amelyek a wolffi csatornából származnak. Nőknél a Müller-csatorna a petevezetékből (vagy petevezetékből) és a méhből származik.

Wolff és Müller csatornája mind férfi, mind női embriókban fejlődik; a képződő mirigy típusától függően azonban a két csatorna egyike eltűnik. Hímeknél a Sertoli-sejtek által a herében termelt anti-Müllerian hormon a Müller-csatornák degenerációját okozza. Másrészt a Leydig sejtek által termelt tesztoszteron elősegíti a Wolffian csatornák fejlődését és masculinizációját. Nőknél a Wolffianus csatornák a tesztoszteron hiánya miatt degenerálódnak, míg a Müller-csatornák megmaradnak, mivel nem termelődik anti-Müllerian hormon (1. ábra).

A nemek meghatározásának genetikai alapjai

Kicsit több mint száz évvel ezelőtt figyelték meg, hogy egyes rovarok nőstényeinek és hímjeinek kromoszómája eltérő volt. A nőstényeknek 24 volt, amelyek a meiózis során 12 párban párosodtak, a hímeknél pedig 23 volt, amelyek 11 párban párosodtak, így magányos kromoszóma maradt. Ezt a magányos kromoszómát kiegészítő kromoszómának vagy X kromoszómának hívták.1901-ben azt javasolták, hogy ez az X kromoszóma határozza meg a nemet; először javasolták a szexuális elhatározás genetikai alapjait.

Az emlősöknél az elsődleges nemi meghatározás szigorúan kromoszóma, és a legtöbb esetben egy két XX nemi kromoszómával rendelkező nő nő lesz, míg egy X és egy Y (XY) nemi kromoszóma férfi. 1947-ben Dr. Jost ivartalanította nyúl embrióit, amelyek még az anya méhében voltak, lehetővé téve fejlődésük születéséig. Megfigyelte, hogy mindannyian női nemi jellemzőkkel születtek, függetlenül attól, hogy kromoszómájuk XY vagy XX volt-e, ezért javasolta, hogy az egyén szexuális elhatározását a herék differenciálódása és jelenléte szabályozza. 1959-ben azonban megállapították, hogy emlősökben az Y kromoszóma volt a hím jellemzőinek (vagy hím fenotípusának) domináns induktora, mivel jelenlétében, függetlenül az X kromoszómák számától, a fejlődés hím volt. Mivel az Y kromoszóma a férfi fenotípus domináns induktora, arra a következtetésre jutottak, hogy a herének "meghatározó tényezőnek" kell lennie.

1959-ben megállapították, hogy emlősökben az Y kromoszóma volt a hím jellemzőinek domináns induktora, mivel jelenlétében, függetlenül az X kromoszómák számától, a fejlődés hím volt.

Így megkezdődött ennek a tényezőnek a hosszú keresése, amely 1991-ben a Sry gén azonosításával ért véget, amely az egyetlen az Y kromoszómán, amely a herék meghatározásához szükséges. Ezt egy Sfr-gént kizárólagosan tartalmazó DNS-fragmens bevezetésével mutatták be XX egér embrióba, ami az egyének hímként való fejlődését okozta (Koopman et al., 1991).

A nemek meghatározásában részt vevő gének kaszkádja

Miután megtalálta a herét meghatározó tényezőt, úgy gondolták, hogy könnyű lesz tisztázni a nemi meghatározási mechanizmus többi részét. 16 évvel a felfedezése után azonban még mindig nem világos, hogyan működik ez a gén. A Sry közvetlenül a herék differenciálódása előtt fejeződik ki, és expressziója átmeneti, körülbelül 24 óra alatt kikapcsol. A Sry fehérje képes kötődni a DNS-hez, ezért vélik úgy, hogy transzkripciós faktorként működik (vagyis más géneket szabályoz), így elindítva a jelek kaszkádját, amely a herék kialakulásával végződik. Azon kívül, hogy más gének expresszióját szabályozza, nemrégiben azt figyelték meg, hogy Sry részt vehet a messenger arnok - molekulák, amelyekből fehérjéket szintetizálnak - splicing mechanizmusában is (Ohe et al., 2002).

A splicing mechanizmus néhány RNS-fragmens eltávolításából áll (mivel eredetileg a DNS-ből másolják), így alternatív hírvivő arének kialakításával ugyanazon RNS-ből különböző fehérjék termelhetők. A Drosophila melanogaster gyümölcslégyben a nemi elhatározás kaszkádja éppen ezen mechanizmus révén történik.

Egy kis szegmenst leszámítva a különböző emlősök Sry fehérjéi nem nagyon hasonlítanak egymásra. Például egerekben a molekula egyik végén sokszor ismétlődnek a glutamin és hisztidin aminosavak, amelyek nem találhatók meg az emberi fehérjében. Meglepő módon az ismétlések száma eltér az egér különböző törzsei között; funkciója nem világos. A herék szerveződésével kapcsolatban azt tapasztaltuk, hogy a Sry expressziója előidézi a Sertoli sejtek szaporodását és az úgynevezett peritubuláris myoid sejtek vándorlását a here felé, amelyek gátat képeznek a stroma sejtek és a sejtek között. és Sertoli. Jelenleg ennek a vizsgálati területnek az egyik fő célkitűzése a Sry által közvetlenül szabályozott gének megkeresése és szerepük tisztázása a hírvivő csörgők érésében.

Sry mellett más gének is ismertek a nemek meghatározásában. Ezeket általában mutációkkal vagy változásokkal azonosítják, amelyek szexuális megfordulást okoznak, vagy azért, mert eltérő kifejeződéssel rendelkeznek hímeknél és nőknél. Ezen géneken belül található a Sox9. Ez a gén ugyanabból a családból származik, mint Sry, mivel az általa termelt fehérje DNS-kötő doménje nagyon hasonlít az utóbbihoz. Emberekben a Sox9 mutációi egy veleszületett campomelus dysplasia néven ismert állapotot okoznak, amelyet csontvázproblémák jellemeznek, a nőstényként fejlődő XY egyedek mellett. Ez arra utal, hogy a Sox9 komolyan részt vesz a férfi nem meghatározásában. Mind a gén megduplázódása (emberben), mind a mutációk (egerekben), amelyek növelik annak expresszióját, XX egyednek hímként való fejlődését okozzák.

Egerekben a Sox9-et nem sokkal a Sry gén kifejeződése után expresszálták a hím ivarmirigyben, ezért állították, hogy a Sox9 közvetlen célpontja lehet. Ennek alátámasztására azonban csak közvetett bizonyítékok vannak. Érdekes, hogy a Sox9 a madarak heréiből származó Sertoli-sejtekben (ahol a hím homogametikus, XX) és a hüllőkben is kifejeződik (ahol a nemet a peték inkubációs hőmérséklete határozza meg; Moreno-Mendoza et al., 1999). Másrészt vannak olyan bizonyítékok, amelyek arra utalnak, hogy a Sox9-re van szükség az anti-Müllerian hormon aktiválásához, amely összekapcsolja ezt a gént a szexuális differenciálódás kaszkádjának többi részével. Mindez arra utal, hogy Sry mellett a Sox9 kritikus és szükséges gén a here meghatározásához, nemcsak emlősöknél, hanem általában a gerinceseknél is.

Sry mellett a Sox9 kritikus és szükséges gén a here meghatározásához, nemcsak emlősöknél, hanem általában a gerinceseknél is.

A petefészek meghatározásával és fejlődésével kapcsolatban még nagyon keveset tudni. Egészen a közelmúltig úgy gondolták, hogy passzívan fejlődik, és nincs szükség jelre, hogy petefészké váljon, mivel ez az előre meghatározott fejlődési út

Összegzésképpen úgy tűnik, hogy a nem megfelelő megállapítása a különböző tényezők közötti nagyon finom egyensúly révén valósul meg. Megfigyelhetjük, hogy a szex létrehozásáért folytatott harc a már létező stratégiák egymásra helyezéséhez vezet, és egyre kifinomultabb genetikai szabályozási lépcsőket hoz létre. Nagyon érdekes, hogy minél lejjebb a nemi meghatározási kaszkádban találunk olyan géneket, amelyek konzerválódnak más szervezetek, például a Sox9 és a Dmrt1 nemi meghatározási kaszkádjaiban. Másrészt a kaszkád kezdeti lépései nagyon gyengén konzerváltak, és nagy eltérések vannak a szervezetek között, a nemet meghatározó tényező változásaitól az ugyanazon génen belüli nagy változatosságig, például a Sryig, amely még ugyanazon organizmuscsoporton belül nagyon változatos.

Csíravonal meghatározása és fejlődése: a csíravonal fontossága

A szomatikus sejteknek (a testet alkotó összes sejtnek, a petesejtek és a spermiumok kivételével) a genom két példánya van (ezek diploidak): az egyik anyai eredetű, a másik apai eredetű

A csíravonal létrehozása

Kétéltűeknél és halaknál a petesejt citoplazmatikus komponensei (az úgynevezett csíra plazma) meghatározzák a fejlődés korai szakaszában, hogyan és hol fognak kialakulni az őssejtek (egyes esetekben még a megtermékenyítés előtt). Ezzel szemben emlősökben nem látszanak olyan citoplazmatikus meghatározók, amelyek meghatározzák ezt a sejttípust, és meghatározásuk viszonylag későn történik a fejlődés során. Jelenleg tudjuk, hogy az egérben egy bizonyos mikrokörnyezet által nyújtott információk kombinációja határozza meg csíravonalát.

Hazajönni

Mint korábban említettük, az a sajátos mikrokörnyezet, amely meghatározza az őssejtek keletkezésének helyét és kezdeti számát, egy olyan struktúrában van, amely valójában az embrión kívül esik. A fejlődés előrehaladtával és új struktúrák kialakulásával azonban az őssejtek bejutnak a fejlődő bélbe. Ezt követően az őssejt sejtek aktívan mozognak, hogy elhagyják a belet, és az embrió differenciálatlan nemi nemi irányába haladjanak. Sorsuk felismerése érdekében az őssejtes sejtek olyan nyomokat használnak, amelyek tartalmazzák az extracelluláris terekben lerakódott fehérjéket, amelyek előre meghatározott utat jelölnek meg. Úgy tűnik, hogy ezek az események kombinálódnak a képződő ivarmirigy felé irányuló mozgással, mert ez valószínűleg olyan anyagokat hoz létre, amelyek vonzzák az őssejteket.

A közelmúltban leírt rendszerek egyike az SDF1 faktor és a CXCR4 receptor (Molyneaux et al., 2003). A fent leírt rendszerhez hasonlóan az SDF1 faktort a test falain és a nemi gerincen fejezik ki, míg az őssejtes sejtek a felületükön a CXCR4-et expresszálják. Hasonlóképpen, a két fehérje hiánya hatással van az őssejtek irányára és túlélésére. Ebben az esetben azonban úgy tűnik, hogy az irányítási hatás erősebb, mint a túlélésre gyakorolt ​​hatása. Nem lenne meglepő, ha a migráció irányát olyan rendszerek kombinációja vezérelné, amelyek biztosítják, hogy célba érjenek. Az egérben az őssejtek kezdeti sejtjeinek becslése szerint körülbelül 50 sejt volt 7,5 napos terhességnél. Becslések szerint mostanáig és egészen addig, amíg meg nem gyarmatosítják az ivarmirigyeket, körülbelül 23 000 csírasejttel növekednek egy 13 napos vemhességi embrióban.

Az őssejtek dimorf nemi fejlődése: oogenezis vs.
spermatogenezis

A szex vizsgálata Mexikóban

Az orvosbiológiai kutatóintézet Dr. Horacio Merchant Larios csoportja, amelynek pályája meghaladja a 25 évet, jelentős mértékben hozzájárult az ivarmirigy nemi meghatározásának sejtes és molekuláris bázisainak megismeréséhez különböző organizmuscsoportokban.

Vannak olyan organizmusok, mint a gyümölcslégy vagy a fonálférgek, amelyekben nagyon részletesen ismert, hogyan zajlik a nemi meghatározás és a csíravonal létrehozása. E tekintetben az emlősökkel kapcsolatos ismeretek kissé elmaradtak; az utóbbi években azonban nagy előrelépés történt az egerek nemi elhatározásának és csíravonalának megértésében az új kísérleti megközelítések kidolgozásának köszönhetően. Ezért rövid távon izgalmas jövőt várunk a globális tudás ezen területén.

Bibliográfia

Anderson, R., R. Fassler, E. Georges-Labouesse, RO Hynes, BL Bader, JA Kreidberg, K. Schaible, J. Heasman és C. Wylie (1999), „A béta1 integrint nem tartalmazó egér őssejtsejtek bejutnak a csíravonalba de nem sikerül normálisan áttérni az ivarmirigyekre ”, Fejlesztés 126., 1655–1664.
Kinashi, T. és T. A. Springer (1994): „Acélfaktor és c-kit szabályozza a sejt-mátrix adhéziót”, Blood 83, 1033-1038.

Koopman, P., J. Gubbay, N. Vivian, P. Goodfellow és R. Lovell-Badge (1991), "Sry számára transzgén kromoszómálisan nőstény egerek hím fejlődése", Nature 351, 117-121.

Meeks, J. J., J. Weiss és J. L. Jameson (2003): "A herék meghatározásához Dax1 szükséges", Nature Genetics 34, 32-33.

Molyneaux, KA, H. Zinszner, PS Kunwar, K. Schaible, J. Stebler, MJ Sunshine, W. O'Brien, E. Raz, D. Littman, C. Wylie és R. Lehmann (2003), „A kemokin Az SDF1/CXCL12 és CXCR4 receptora szabályozza az egér csírasejt-vándorlását és túlélését ”, 130. fejlesztés, 4279-4286.

Moreno-Mendoza, N., V. R. Harley és H. Merchant-Larios (1999), „A SOX9 differenciális expressziója a Lepidochelys olivacea tengeri teknős nemi mirigyében hím vagy nőstény elősegítő hőmérsékleten”, J Exp Zool 284, 705-710.

Ohe, K., E. Lalli és P. Sassone-Corsi (2002), „A Sry és Sox fehérjék közvetlen szerepe az mrna előtti splicingben”, PNAS USA 99, 1146-1151.

Raymond, CS, MW Murphy, MG O'Sullivan, VJ Bardwell és D. Zarkower (2000), „Az emlős herék differenciálódásához szükséges a Dmrt1, a féreg és a légy szexuális szabályozóival kapcsolatos gén”, Genes & Development 14, 2587 -2595.

Swain, A., V. Narváez, P. Burgoyne, G. Camerino és R. Lovell-Badge (1998), "Dax1 antagonizálja a Sry-hatást az emlős nemi meghatározásában", Nature 391, 761-767.

Ying, Y., X. Qi és G. Q. Zhao (2001), „Az őssejtek sejtjeinek indukálása egér epiblasztjaiból a BMP4 és BMP8B jelátviteli utak szinergikus hatásával”, PNAS USA 98, 7858-7862.

Diana Escalante-polgármester Doktori fokozattal rendelkezik az alapvető orvosbiológiai kutatások iránt, és a fejlődésbiológia és a genetikai manipuláció területére szakosodott, amelyen számos cikket publikált nemzetközi folyóiratokban. Jelenleg kutatóként dolgozik az unam Sejtfiziológiai Intézetében.
Ez az e-mail cím védve van a spam botoktól. A megtekintéshez engedélyeznie kell a JavaScript-et.

Verónica M. Narváez Padilla Fejlődésbiológiai doktori fokozattal rendelkezik, szakterülete a nemek meghatározása. Tanulmányozza a szexuális elhatározás molekuláris aspektusait, valamint a programozott sejthalál szerepét a fejlődésben. Jelenleg a Mexikói Állam Autonóm Egyetem Természettudományi Karának igazgatója.
Ez az e-mail cím védve van a spam botoktól. A megtekintéshez engedélyeznie kell a JavaScript-et.