Beszéljünk a nemi nemi meghatározásról emlősökben

# Maradj otthon ! Megosztjuk veletek az összes számot

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.