Wyznaczanie płci między dwoma osobnikami tego samego gatunku
Wyznaczanie płci między dwiema osobami tego samego gatunku!
Ta płeć jest dziedziczną różnicą między dwoma osobnikami tego samego gatunku. Seks jest jednym z najbardziej rzucających się w oczy i interesujących rodzajów dziedzicznych różnic obserwowanych u osobników tego samego gatunku.
Określenie płci określa się w momencie zapłodnienia, gdy gamet płci męskiej i żeńskiej łączą się ze sobą.
A. Męski heterogamia:
Mężczyźni tworzą dwa rodzaje gamet. Jedna gameta posiada chromosom X, a innym brakuje go. W niektórych przypadkach mężczyzna może posiadać chromosom Y. Takie samce są znane jako heterogamiczne. Kobiety w takich przypadkach tworzą tylko jeden typ gamet, który zawiera chromosom X.
Męska heterogamia ma dwa typy:
1. Typ "XX - XY":
Do 1900 roku, kiedy techniki mikroskopowe stały się dość dobrze rozwinięte i zrozumiano zachowanie chromosomów, zauważono, że istnieje jedna para chromosomów różniących się od innych. U kobiet osoby z tej pary były podobne, ale różniły się wyglądem w innej płci (mężczyźni).
Dwa chromosomy, które były podobne (u kobiet) były takie same, jak jeden z członków niepodobnej pary u mężczyzn. Chromosom, który był obecny w parach u kobiet i u mężczyzn, został zidentyfikowany jako chromosom X. U mężczyzn drugi chromosom nazwano Y. Tak więc dwie płcie można scharakteryzować jako pod (ryc. 5.32).
Kobieta = XX
Mężczyzna = XY
Chromosomy X zostały po raz pierwszy zidentyfikowane przez Wilsona i Stevensa w 1905 r. Tak zwany system XY występuje u wielu różnych zwierząt, w tym u Drosophila i ssaków, a także u niektórych roślin (np. Lychnis - okrytonasienne).
Chromosomy X i Y nazywane są chromosomami płciowymi (allosomy), pozostałe z danego dopełnienia, które są takie same u obu płci nazywane są autosomami. Typ systemu omówiony powyżej nazywany jest systemem XX-XY.
2. Typ "XX-XO":
Innym zgłoszonym systemem jest XX-XO. W 1902 roku amerykański McClung poinformował, że komórki somatyczne samiczego konika polnego ma 24 chromosomy, podczas gdy samce miały tylko 23. Tak więc u wielu owadów występuje chromosomalna różnica między płciami, przy czym samica jest określana jako XX z dwoma chromosomami X i samcami jako XO ("X - Oh" z jednym chromosomem X).
W wyniku mejozy wszystkie jaja tego gatunku przenoszą chromosom X, podczas gdy tylko połowa plemników ma jeden, a druga połowa nie ma. Ponieważ samce wytwarzają dwa typy gamet X lub O w typie XO oraz X i Y w typie XY, nazywa się je heterogametrami. Samice są homogeniczne wytwarzając tylko jeden typ gamet z chromosomem X.
B. Kobieca heterogamia:
W takich przypadkach samice produkują dwa rodzaje gamet. Jedno jajo zawiera X, a inne go nie zawierają (X) lub zawierają chromosom Y. Tak więc samiec jest AAXX, a kobieta jest AAXO lub AAXY. Dla wygody i dla uniknięcia pomyłki standardową praktyką jest to, że w tych organizmach X jest oznaczane jako Z i Y jako W.
Kobieca heterogamia ma również dwa typy.
1. Typ ZZ-ZW:
Inny ciekawy system ZZ-ZW stwierdzono u niektórych ptaków, w tym ptaków domowych, motyli i niektórych ryb. W tym przypadku samice są heterogamiczne, a samce są homogamiczne. Chromosomy płciowe tutaj zostały oznaczone jako Z i W, aby uniknąć pomyłki z przypadkami, w których kobieta jest homogamiczna. Kobiety to ZW i mężczyźni ZZ (ryc. 5.34).
2. ZO-ZZ 'typ:
W ZO-ZZ determinacja płci, która występuje u niektórych motyli i ciem. Jest to przeciwieństwo tego znalezionego w Karaluchach i Pasikonikach. Tutaj kobiety mają dziwny chromosom płciowy (AA + Z), podczas gdy mężczyźni mają dwa homomorficzne chromosomy płci (AA + ZZ).
Samice są heterogamezy. Produkują dwa rodzaje jaj, samce tworzące się z jednym chromosomem płci (A + Z) i żeńskie tworzące bez chromosomu płciowego (A + O). Samce są homograficzne, tworząc podobne typy plemników (A + Z). Dwie płcie uzyskuje się w potomstwie w równym stosunku (ryc. 5.35), ponieważ oba typy jaj są produkowane w równych proporcjach.
Determinacja płci w człowieku:
Ludzki samiec ma chromosom X i chromosom Y oraz 22 pary autosomów, co daje w sumie 46. Samice mają parę chromosomów X i 22 pary autosomów, co daje w sumie 46. Chromosomy płci segregują podczas mejozy podobnie jak inne chromosomy, s6 oznacza to, że każda plemnik otrzyma tylko jeden chromosom płci.
Zatem w czasie spermatogenezy będą produkowane dwa typy plemników w równych ilościach, te zawierające chromosom X i chromosomy Y. Każde z jaj produkowanych przez samicę zawiera jeden chromosom X. Dlatego płeć potomstwa określa się w momencie zapłodnienia jaja.
Jeśli jajo jest zapłodnione plemnikiem z chromosomem Y (wraz z 22 zwykłymi chromosomami u człowieka), zygota będzie miała X i Y i rozwinie się samca. Jeśli jajo zostanie zapłodnione przez plemniki X, zygota będzie miała dwa chromosomy X i rozwinie się w żeńską (ryc. 5.36).
Gynandromorfy:
Niewiele osób z Drosophila miało połowę ciała jako mężczyzna, a drugą połowę jako kobiety. Nazywa się je gynandromorfami.
Można wyróżnić trzy typy gynanderów lub gynandromorfów:
1. Obustronne gynandry:
Tutaj połowa boczna jest męska, a druga połowa żeńska.
2. Przedni-gynandy:
Tutaj przedni koniec zwierzęcia ma jedną płeć, a tylną drugą.
3. Sex piebalds:
W tym przypadku samice latają nieregularnie rozrzucone plamy męskiej tkanki. Morgan i Bridges (1919) wyjaśnili, że u Drosophila zygota rozwijająca się w samicę ma dwa chromosomy X. Z powodu utraty lub zniknięcia jednego chromosomu X podczas rozszczepiania zapłodnionego jaja, powstaje gynandromorf.
Determinacja płci w roślinach:
Allen (1940) podał listę gatunków roślin, w których odnotowano chromosomy płci. Wastergard (1950) przygotował listę gatunków roślin, w których obecność pary heteromorficznych chromosomów płciowych była dobrze ustalona, a także tych, w których nie została ustalona.
Jedną z metod określania płci heterogamicznej u roślin badano w roślinach takich jak Cannabis i Melandrium. Jeżeli proporcje płci w potomstwie od rzadkich lub nadmiarowych pyłków różnią się, sugeruje to, że płeć męska jest heterogamiczna.
Na przykład, w konopiach (Cannabis), rzadkie zapylenie dało nadmiar samców, podczas gdy w Melandrium, rzadkie zapylenie dało nadmiar samic, co sugeruje, że płeć męska jest heterogamiczna w obu przypadkach. Jeśli samica jest niejednorodnym rzadkim zapyleniem, powinna dawać samce i samice w równych proporcjach.
W albumie Melandrium diploidy, triploidy i tetraploidy o różnych dawkach chromosomów X i Y zostały zauważone przez Warmeke (1946). Stwierdzono, że roślina jest mężczyzną, gdy występuje jeden lub więcej chromosomów Y, a u kobiet chromosom Y jest nieobecny.
Liczba autosomów nie miała widocznego wpływu na ekspresję płciową. W Melandrium, chromosom Y jest dłuższy niż chromosom X i tworzą heteromorficzne małże w mejozie.
Teoria równowagi genetycznej determinacji płci:
Teoria równowagi płci Genie została zaproponowana przez Bridgesa (1923), który uważał, że "interakcja genów obecnych w chromosomie płci i autosomach, które regulują odpowiednio moce żeńską i męską, determinuje płeć potomstwa. W teorii Drosophila Genie działa równowaga (Y-nie ma żadnej roli)
tj. X / A = 1 = Kobieta
X / A = 0, 5 = męski
X / A = od 0, 5 do 1 = płeć interna
Więcej niż 1 = Super kobieta
Mniej niż 0, 5 = Super męski
Mechanizmy determinacji płci u roślin są podobne do mechanizmów występujących u zwierząt. Głównie rośliny są hermafrodytą i tylko w roślinach dwupiennnych osobne rośliny płci męskiej i żeńskiej znajdują się w papai, szpinaku, Vitis, szparagach itp. Jest on zarządzany przez pojedynczy gen.
W papai sugeruje się pojedynczy, gen z allelami Bire (m, M 1 i M 2 ) do kontrolowania różnicowania płci. Rośliny żeńskie są homozygotyczne (mm.) Samce są heterozygotyczne (M 1 m), a heterozygotyczne (M 2 m) wytwarzają hermafrodytę. U roślin płeć determinowana jest przez chromosom Y. Jeśli obecny jest chromosom Y, roślina jest płci męskiej, inaczej żeńska.
Morgan i Drosophila:
Drosophila melanogaster (muszka owocowa), czyli "czarnowłosy miłośnik rosy", po raz pierwszy intensywnie badano w laboratoriach Columbia University w Nowym Jorku, gdzie wcześniej Walter Sutton był studentem studiów podyplomowych. Tutaj Thomas Hunt Morgan w 1910 roku odkrył muszkę owocową o białych oczach w fiolce much o normalnych czerwonych oczach.
Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Odkrycie przez Morgana cech związanych z płcią w Drosophila doprowadziło do eksperymentów, które łącznie dały chromosomowe "mapy" - identyfikację genów przenoszonych przez każdy chromosom i przybliżoną lokalizację każdego genu na chromosomie.
Podnosił tysiące czerwonych much w butelkach, dostarczając przetarte banany jako pożywienie. Jaka była podstawa tej zmiany? Gen dla białych oczu powstał jako mutacja genu znajdującego się na chromosomie X, który bierze udział w wytwarzaniu pigmentu oka.
Zgromadzenie dowodów na chromosomową teorię dziedziczności pochodziło głównie z badania Drosophila. Mutacje powinny obejmować zmiany w strukturze chromosomu, ponieważ geny występowały na chromosomie, jak to omówiono w chromosomalnej teorii dziedziczności.
TH Morgan badał przede wszystkim dziedziczenie zmutowanych cech u Drosophila, ponieważ dla niego były one tańsze niż inne zwierzęta, takie jak myszy i króliki. Jednak jego praca nad Drosophila okazała się najbardziej satysfakcjonująca dla badań genetycznych.
Drosophila jest odpowiednim materiałem do eksperymentów genetycznych z następujących powodów:
(za) Jego czas generowania wynosi 12-14 dni, co jest pomocne w szybkim badaniu i analizie wyników w laboratorium.
(b) Może być mnożony w dużej liczbie w warunkach laboratoryjnych.
(do) W każdym potomstwie wytwarzana jest duża liczba much. Para much w małym mleku jest w stanie wyprodukować setki potomstwa w jednym kryciu.
(re) Hodowla much może być wykonana przez cały rok w laboratorium z niedrogim materiałem.
(mi) Każda komórka Drosophila melanogaster ma cztery pary chromosomów. Z czego trzy pary chromosomów są podobne u mężczyzn i kobiet i nazywane są autosomami. Mężczyźni posiadają jeden chromosom X i jeden chromosom Y wytwarzający dwa rodzaje plemników; połowa z chromosomem X i połowa z chromosomem Y.
Chromosom Y jest zazwyczaj w kształcie litery J. Kobieta posiada dwa homomorficzne chromosomy X w swoich komórkach ciała, stąd określane jako XX. Jako że są homogeniczne, samice wytwarzają tylko jeden rodzaj jaj, każdy z jednym chromosomem X.
Morgan w swoich eksperymentach hodowlanych na Drosophila (później rozszerzony przez AH Sturtevant, CB Bridges i HJ Muller) doszedł do wniosku, że geny (jednostki dziedziczności) są zlokalizowane na chromosomie w sposób liniowy.
Niektóre z nich leżą blisko siebie i mają tendencję do łączenia się ze sobą. CB Bridges (1916), jeden z absolwentów Morgana na Columbia University opublikował artykuł zatytułowany "Niedyspozycyjność jako dowód chromosomowej teorii dziedziczności" i podał szczegółowe dowody, które pozwoliły ustalić, że geny są fizycznie związane z chromosomami.
Odkrycie przez Morgana cech związanych z seksem w Drosophila doprowadziło do eksperymentów, które łącznie dały mapy chromosomowe, tj. Identyfikację genów przenoszonych przez każdy chromosom i przybliżoną lokalizację każdego genu na chromosomie. Morgan został nagrodzony Nagrodą Nobla (za fizjologię lub medycynę) w 1933 r. Za pionierską pracę w dziedzinie genetyki.
