Definição de cromossomos sexuais
Os cromossomos sexuais são cromossomos que determinam se o indivíduo é masculino ou feminino. Embora esses dois cromossomos se combinam durante a meiose, geralmente há homologia ou recombinação muito mínima entre eles, principalmente por causa de uma grande diferença no conteúdo e tamanho genéticos. Freqüentemente, um cromossomo é menor e parece reter apenas os genes necessários para a determinação do sexo.
Nas escalas de tempo evolutivas, o aparecimento de cromossomos sexuais distintamente diferentes, ou cromossomos sexuais heteromórficos, é um evento relativamente recente. Pensa-se que os primeiros casos de dimorfismo sexual, onde pensa-se que os órgãos reprodutivos masculinos e femininos surgiram por determinação sexual dependente da temperatura, onde alguns genes são ativados ou desligados, dependendo da temperatura ambiente. Esses genes dão origem às características masculinas ou femininas externas e algumas espécies de lagartos continuam a usar esse método. Com o tempo, isso deve ter evoluído para o sistema de diferentes cromossomos sexuais.
Outros métodos de determinação do sexo incluem haplodiploidia – onde os homens se desenvolvem a partir de ovos não fertilizados e, portanto, têm apenas um conjunto de cromossomos, e as fêmeas são diplóides. Abelhas, formigas e vespas são exemplos comuns em que os drones masculinos são haplóides e as abelhas trabalhadoras são diplóides. Os dragões de Komodo podem até produzir preferencialmente machos através da partenogênese.
Tipos de cromossomos sexuais
Há uma grande variedade de formas que os cromossomos sexuais podem tomar e várias maneiras pelas quais a determinação sexual pode ocorrer. As duas maneiras principais pelas quais os cromossomos sexuais heteromórficos podem determinar o sexo são conhecidos como sistemas XY e ZW.
X e Y cromossomos
No sistema XY, os machos contêm um cromossomo X e um Y, enquanto as fêmeas contêm dois cromossomos x. Assim, os machos são considerados heterogaméticos – eles podem produzir dois tipos diferentes de gametas, dependendo se o esperma carrega um cromossomo X ou Y. As fêmeas são homogaméticas – todos os seus ovos carregam um cromossomo x. Muitos primatas, incluindo seres humanos, usam o sistema de determinação sexual XY.
Uma variante disso é o método usado por alguns gafanhotos. Aqui, os homens têm apenas um cromossomo X e nenhum cromossomo Y. Em tais sistemas, acredita -se que um homem ou mulher se desenvolva com base na proporção entre os cromossomos X e o número de conjuntos de autossomos. Por exemplo, se um indivíduo diplóide tem dois cromossomos X, ele se desenvolve em uma mulher, enquanto os homens surgem de diplóides que têm um cromossomo X. O impacto das proporções é particularmente importante na determinação sexual em moscas da fruta Drosophila melanogaster e redondos C. elegans, onde indivíduos xxy ou xxyy são fêmeas e indivíduos XO são homens. Isso contrasta com o caso em humanos, onde a mera presença de um cromossomo Y confere masculinidade, independentemente do número de cromossomos x ou da razão entre cromossomos sexuais e autossomos.
Até recentemente, havia uma crença generalizada de que o cromossomo Y em primatas está passando por uma rápida perda de genes e que o cromossomo desapareceria completamente em cerca de dez milhões de anos, levando os primatas a um sistema XX/XO de determinação sexual. Agora isso está sendo contestado e a pesquisa sobre a evolução dos cromossomos sexuais está levando a novas descobertas.
W e Z cromossomos
Aves, alguns peixes, répteis e até alguns invertebrados passam por determinação sexual pelo método ZW. Aqui, os machos são homogaméticos (ZZ) e as fêmeas carregam dois cromossomos sexuais diferentes (ZW). Ocasionalmente, o cromossomo W pode estar completamente ausente, como em algumas espécies de borboletas, e Zo se desenvolve em mulheres. Em outros, a presença de um cromossomo W não é necessária para o desenvolvimento em mulheres.
Cromossomos sexuais em plantas com flores
Para a maioria das plantas com flores, ou angiospermas, os órgãos sexuais masculinos e femininos estão presentes na mesma flor. Ocasionalmente, uma única planta pode produzir flores masculinas e femininas separadas para melhorar a fertilização cruzada ou os órgãos sexuais masculinos e femininos podem amadurecer em momentos diferentes. No entanto, a presença de plantas masculinas distintas e fêmeas é relativamente rara e apenas seis por cento das angiospermas mostram essa característica, chamada Dioecy. Mesmo aqueles que têm esse tipo de dimorfismo sexual aumentam devido a mutações estéreis ou femininas machos e, portanto, cromossomos sexuais distintos são conhecidos apenas em quatro famílias de plantas.
Parece que as plantas estão nos estágios iniciais da evolução dos cromossomos sexuais heteromórficos. Portanto, eles podem ser usados como modelos para estudar os eventos que levam à determinação do sexo cromossômico.
Acumulação de mutações nocivas no cromossomo Y
Pensa -se que a evolução dos cromossomos sexuais surgem através da mutação de autossomos que carregam genes de determinação sexual. Em algum momento, quando há agrupamento de genes para determinação sexual em um dos dois autossomos, há uma supressão de recombinação para garantir que o agrupamento de genes seja herdado em um bloco. Uma vez que isso ocorre, no entanto, um cromossomo Y incipiente começa a se formar, acumulando elementos transponíveis, rearranjos cromossômicos e outras mutações prejudiciais, que carona com genes favoráveis à determinação sexual. Diz -se que isso leva a cromossomos sexuais totalmente heteromórficos e determinação sexual.
A incapacidade do cromossomo Y de mutações corrigidas por automaticamente através da recombinação durante a meiose torna particularmente propenso a acumular erros. Além disso, os espermatozóides são formados em grande número, envolvendo muitos eventos de divisão celular, os quais aumentam as chances de acúmulo de erros. O esperma também é armazenado em um ambiente altamente oxidativo nos testículos, aumentando novamente a possibilidade de mutação genética. Uma hipótese afirma que esses fatores contribuíram para uma situação em que o cromossomo Y perdeu a maioria de seus genes, exceto aqueles que são cruciais para a determinação sexual e a sobrevivência do feto. Isso leva a fêmeas homogaméticas tendo quase o dobro do número de genes em seus cromossomos sexuais em comparação com seus parceiros heterogaméticos. Em alguns animais, onde os machos são XY, a expressão gênica em um dos cromossomos X nas fêmeas é silenciada através da formação de heterocromatina. Como alternativa, alguns insetos optam por expressar demais os genes em seu cromossomo X nos indivíduos heterogaméticos. Essa modificação da expressão gênica é chamada de compensação de dosagem. Recentemente, a compensação de dosagem também foi observada pela primeira vez na planta dióica s.latifolia, ou durante Campion.
Distúrbios genéticos em cromossomos sexuais
Indivíduos heterogaméticos são mais suscetíveis a distúrbios genéticos que envolvem o cromossomo sexual porque recebem apenas uma cópia de cada gene. Por exemplo, se a mãe é transportadora para um distúrbio genético recessivo, ela tem uma chance de cinquenta por cento de transmitir a doença para seu filho masculino, dependendo do qual o alelo é retido no ovo. Por outro lado, nenhuma de suas filhas provavelmente será afetada, porque herdariam outro cromossomo X do pai que teria o alelo normal.
Um grande evento histórico foi precipitado por um distúrbio genético ligado ao X. A hemofilia de Alexis Nikolaevich, filho do último czar da Rússia, foi herdada de sua mãe. A mutação inicial se originou na rainha Victoria e, através de suas filhas, se espalhou para muitas famílias reais na Europa. Acredita -se que a doença de Alexis tenha contribuído para a queda da monarquia russa.
Nesta imagem, os transportadores são coloridos rosa e os hemofílicos são coloridos em vermelho. Ele mostra a transferência do alelo de hemofilia da rainha Victoria para um filho e duas filhas. Depois disso, três netos e quatro netas herdaram o alelo. Através do casamento, o alelo doente foi repassado a famílias reais na Alemanha, Espanha e Rússia.
Outros distúrbios ligados ao X incluem daltonismo, que é visto com muito mais frequência nos homens. Além disso, quaisquer mutações no cromossomo Y também são herdadas por progênie masculina sem nenhuma chance de recombinação ou mudança. A herança ligada a Y está associada a redução da fertilidade e calvície.
Por outro lado, os distúrbios dominantes ligados ao X afetam a progênie masculina e feminina. Uma mãe que carrega um distúrbio dominante ligado ao X pode transmitir sua doença a cinquenta por cento de suas filhas e cinquenta por cento de seus filhos. Um pai passará sua condição a todas as suas filhas e nenhum de seus filhos. No entanto, esses são eventos raros, porque a presença de anomalias genéticas dominantes reduz severamente as oportunidades reprodutivas.
Ocasionalmente, um evento de não -função durante a meiose leva à aneuploidia – o ovo fertilizado tem um conjunto irregular de cromossomos, com alguns presentes em várias cópias ou estão ausentes. Quando isso acontece com os cromossomos sexuais, pode levar a indivíduos que têm um conjunto incomum de cromossomos X e Y. Por exemplo, algumas fêmeas têm três cromossomos X e essa condição geralmente é descoberta quando há outros sintomas, como tônus muscular fraco ou dificuldades de aprendizado. Por outro lado, as fêmeas com apenas um cromossomo X têm a síndrome de Turner e sofrem de várias deficiências físicas, reprodutivas e neurológicas. Os machos de Klinefelter são pessoas com dois x e um cromossomo Y. Isso está entre as aneuploidias cromossômicas sexuais mais comuns em humanos com vários sintomas sutis e brutos. Os homens são frequentemente estéreis, são mais altos que a média, mas têm tônus muscular e coordenação ruim. Por outro lado, os homens que têm um cromossomo Y extra mostram maior altura, mas nenhum outro sintoma.
A maioria dos casos de aneuploidia do cromossomo sexual é descoberta quando os indivíduos apresentam sintomas neurológicos, dificuldades de aprendizado ou infertilidade.
Termos de biologia relacionados
- Autossomos – cromossomos que não estão envolvidos na determinação do sexo.
- Dióico – contendo os órgãos sexuais masculinos e femininos em diferentes indivíduos; normalmente usado para se referir a plantas e alguns animais de invertebrados.
- Não -função – O fracasso de um ou mais pares de cromossomos homólogos ou cromátides irmãs em separar durante a meiose que levam à aneuploidia.
- Partenogênese – Processo de reprodução assexual em algumas plantas, invertebrados e répteis, onde o ovo pode produzir filhos sem fertilização.
- Poliploidia – a presença de mais de dois conjuntos completos de cromossomos em uma célula.
Questionário
1. Como os cromossomos sexuais estão presentes em um pássaro masculino representado? A. XY B. XX C. ZW D. ZZ
Resposta à pergunta nº 1
D está correto. Os pássaros machos contêm dois cromossomos semelhantes e são homogaméticos.
2. Qual dessas razões contribui para uma alta taxa de mutação nos cromossomos Y? A. ambiente altamente oxidativo nos testículos B. A recombinação durante a meiose é suprimida C. espermato
Resposta à pergunta nº 2
D está correto. Acredita -se que esses fatores contribuíram para a perda de muitos genes do cromossomo Y.
3. Qual desses distúrbios é mais comum em homens humanos em comparação com as mulheres? A. Hemofilia B. malária C. fibrose cística D. todas as opções acima
Resposta à pergunta nº 3
A está correto. O gene está presente no cromossomo X. Como os homens apenas herdam um cromossomo X, eles são mais vulneráveis ao sofrimento da doença.
Última atualização em 19 de agosto de 2022