Geslachtsbepaling tussen twee individuen van dezelfde soort

Geslachtsbepaling tussen twee individuen van dezelfde soort!

Het geslacht is erfelijk verschil tussen twee individuen van dezelfde soort. Seks is een van de meest opvallende en interessante soorten erfelijke verschillen die worden waargenomen bij individuen van dezelfde soort.

Bepaling van het geslacht wordt bepaald op het moment van bevruchting, wanneer de mannelijke en vrouwelijke gameten samensmelten.

A. Mannelijke heterogamie:

Mannetjes vormen twee soorten gameten. Eén gamete bezit X-chromosoom en andere mist het. In sommige gevallen kan een man een Y-chromosoom hebben. Zulke mannen staan ​​bekend als heterogametic. Vrouwtjes vormen in dergelijke gevallen slechts één type gameet die X-chromosoom bevatten.

Mannelijke heterogamie is van twee soorten:

1. 'XX - XY' type:

Tegen 1900, toen de microscopietechnieken behoorlijk goed ontwikkeld waren en chromosoomgedrag werd begrepen, werd opgemerkt dat er één paar chromosomen was die verschilden van andere chromosomen. Bij vrouwen waren de leden van dit paar vergelijkbaar, maar verschillen in uiterlijk in andere geslachten (mannen).

De twee chromosomen, die gelijk waren (bij vrouwen) waren dezelfde als een van de leden van het ongelijke paar bij mannen. Het chromosoom dat in het paar aanwezig was in de vrouw en de één in de man, werd geïdentificeerd als X-chromosoom. Bij mannen werd het andere chromosoom als Y genoemd. Dus, de twee geslachten kunnen worden gekarakteriseerd als onder (Fig. 5.32).

Vrouw = XX

Man = XY

X-chromosomen werden voor het eerst geïdentificeerd door Wilson en Stevens in 1905. Het zogenaamde XY-systeem komt voor in een grote verscheidenheid aan dieren, waaronder Drosophila en zoogdieren, maar ook in sommige planten (bijv. Lychnis - een angiosperm).

X- en Y-chromosomen worden geslachtschromosomen (allosomen) genoemd, de overige van een bepaald complement, die bij beide geslachten gelijk zijn, worden autosomen genoemd. Het type systeem dat hierboven is besproken, wordt het XX-XY-systeem genoemd.

2. Type 'XX-XO':

Een ander gemeld systeem is XX-XO. In 1902 rapporteerde een Amerikaanse McClung dat de somatische cellen van vrouwelijke sprinkhaan 24 chromosomen dragen, terwijl die van mannetjes slechts 23 hadden. Dus in veel insecten is er een chromosomaal verschil tussen de geslachten, waarbij vrouwelijk wordt aangeduid als XX met twee X-chromosomen en mannetjes als XO ("X - Oh" met één X-chromosoom).

Als gevolg van meiose dragen alle eitjes van dergelijke soorten X-chromosomen aan, terwijl slechts de helft van de spermacellen één heeft, de andere helft geen. Omdat de mannetjes twee soorten gameten produceren: X of O in XO-type en X en Y in XY-type, worden ze heterogametic genoemd. Vrouwtjes zijn homogametisch en produceren slechts één type gameet met X-chromosoom.

B. Vrouwelijke heterogamie:

In dergelijke gevallen produceren vrouwtjes twee soorten gameten. Eén ei bevat X en andere bevatten het (X) of bevatten Y-chromosomen. Het mannetje is dus AAXX en het vrouwtje is AAXO of AAXY. Voor het gemak en om verwarring te voorkomen is de standaardpraktijk dat in deze organismen X wordt aangeduid als Z en Y als W.

Vrouwelijke heterogamie is ook van twee soorten.

1. ZZ-ZW type:

Een ander interessant ZZ-ZW-systeem is gevonden bij sommige vogels, waaronder tamme kippen, vlinders en sommige vissen. In dit geval zijn vrouwtjes heterogametisch en zijn mannen homogametisch. Geslachtschromosomen zijn hier aangeduid als Z en W om verwarring te voorkomen met gevallen waarin vrouwen homogamisch zijn. De vrouwtjes hier zijn ZW en mannetjes ZZ (Fig. 5.34).

2. ZO-ZZ 'type:

Bij ZO-ZZ soort geslachtsbepaling die voorkomt bij sommige vlinders en motten. Het is tegengesteld aan dat gevonden in kakkerlakken en sprinkhanen. Hier hebben vrouwtjes een vreemd geslachtschromosoom (AA + Z) terwijl de mannetjes twee homomorfe geslachtschromosomen (AA + ZZ) hebben.

De vrouwtjes zijn heterogametisch. Ze produceren twee soorten eieren, mannelijke vormen met een geslachtschromosoom (A + Z) en vrouwelijke vormen zonder het geslachtschromosoom (A + O). De mannen zijn homografisch en vormen vergelijkbare soorten sperma (A + Z). De twee geslachten worden in het nageslacht in gelijke verhouding verkregen (Figuur 5.35), omdat beide soorten eieren in gelijke verhouding worden geproduceerd.

Geslachtsbepaling bij de mens:

Een menselijk mannetje heeft een X-chromosoom en een Y-chromosoom en 22 paar autosomen, wat een totaal van 46 maakt. De vrouwtjes hebben een paar X-chromosomen en 22 paar autosomen, opnieuw een totaal van 46. De geslachtschromosomen scheiden bij meiose net zoals de andere chromosomen dat doen, betekent dit dat elke spermacel slechts één geslachtschromosoom zal ontvangen.

Vandaar dat er op het moment van spermatogenese twee soorten spermacellen worden geproduceerd in gelijke aantallen, die een X-chromosoom bevatten en die een Y-chromosoom bevatten. Elk van de eieren geproduceerd door een vrouw zal een X-chromosoom bevatten. Daarom wordt het geslacht van het nageslacht bepaald op het moment van bevruchting van het ei.

Als het ei wordt bevrucht door een sperma dat een Y-chromosoom draagt ​​(samen met 22 gewone chromosomen in de mens), heeft de zygoot een X en Y en zal hij een mannetje ontwikkelen. Als het ei wordt bevrucht door een X-sperma, heeft de zygoot twee X-chromosomen en zal deze zich ontwikkelen tot een vrouwtje (Fig. 5.36).

Gynandromorphs:

Weinig individuen van de Drosophila bleken de helft van het lichaam als mannelijk en de andere helft als vrouw te hebben. Ze worden geroepen als gynandromorphs.

Drie soorten gynanders of gynandromorphs kunnen worden onderscheiden:

1. Bilaterale gynanders:

Hier is de halve zijkant mannelijk en de andere helft vrouwelijk.

2. Antero-posterior gynanders:

Hier is het voorste uiteinde van het dier van het ene geslacht en van het andere geslacht.

3. Sexbekkens:

In dit geval draagt ​​de vrouwelijke vlieg onregelmatig verspreide vlekken van mannelijk weefsel. Morgan en Bridges (1919) legden uit dat in Drosophila de ontwikkeling van zygote in vrouw twee X-chromosomen heeft. Door verlies of verdwijning van één X-chromosoom tijdens splitsing van bevruchte eicellen, wordt een gynandromorph gevormd.

Geslachtsbepaling in planten:

Allen (1940) gaf een lijst van plantensoorten waar geslachtschromosomen waren gemeld. Wastergard (1950) bereidde een lijst voor van plantensoorten waarbij de aanwezigheid van een paar heteromorfe geslachtschromosomen goed ingeburgerd was en ook van die waar het niet was vastgesteld.

Een van de methoden voor het bepalen van heterogametische seks in planten is bestudeerd in planten zoals Cannabis en Melandrium. Als geslachtsratio's in het nageslacht van dun versus teveel stuifmeel verschillen, suggereert dit dat mannelijk geslacht heterogamisch is.

In hennep (cannabis) bijvoorbeeld, gaf schaarse bestuiving overmatige mannetjes in Melandrium, schaarse bestuiving gaf overtollige vrouwen, wat suggereert dat het mannelijke geslacht in beide gevallen heterogamisch is. Als het vrouwtje heterogametisch is, moeten schaarse bestuiving man en vrouw in gelijke verhouding geven.

In Melandrium werden album, diploïden, triploïden en tetraploïden met verschillende doses X- en Y-chromosomen opgemerkt door Warmeke (1946). Er werd gevonden dat de plant mannelijk is wanneer een of meer Y-chromosomen aanwezig zijn en bij vrouwen is Y-chromosoom afwezig.

Het aantal autosomen beïnvloedde de seksuele expressie niet zichtbaar. In Melandrium is het Y-chromosoom langer dan X-chromosoom en vormen ze bij meiose een heteromorfe tweekleppige vorm.

Genetisch evenwichtstheorie van geslachtsbepaling:

Geniebalanstheorie van geslachtsbepaling werd voorgesteld door Bridges (1923) die geloofde dat "interactie van genen aanwezig in het geslachtschromosoom en autosomen, die respectievelijk de vrouwelijke en mannelijke potentie bepalen, het geslacht van een nakomeling bepaalt. In Drosophila werkt Genie Balance Theory (Y-heeft geen rol)

dwz X / A = 1 = Vrouw

X / A = 0, 5 = mannelijk

X / A = tussen 0, 5 tot 1 = interseks

Meer dan 1 = Super vrouwelijk

Minder dan 0, 5 = Super mannelijk

De mechanismen van geslachtsbepaling bij planten komen overeen met die bij dieren. Meestal zijn planten hermafrodiet en het is alleen in tweehuizige planten gescheiden mannelijke en vrouwelijke planten worden gevonden in papaja, spinazie, Vitis, asperges etc. Het wordt bestuurd door een enkel gen.

In papaja wordt een enkel gen met Bires-allelen (m, M ₁ en M ₂ ) gesuggereerd om de geslachtsdifferentiatie te beheersen. Vrouwelijke planten zijn homozygoot (mm.) De mannetjes zijn heterozygoot (M ₁ m) en heterozygoot (M ₂ m) produceert hermafrodiet. In planten wordt het geslacht bepaald door het Y-chromosoom. Als Y-chromosoom aanwezig is, is de plant mannelijk, anders vrouw.

Morgan en Drosophila:

Drosophila melanogaster (fruitvlieg), wat "zwartbuikige dauwliefhebber" betekent, werd voor het eerst intensief onderzocht in de laboratoria van Columbia University in New York City, waar Walter Sutton eerder een afgestudeerde student was geweest. Hier ontdekte Thomas Hunt Morgan in 1910 een fruitvlieg met witte ogen in een flesje vliegen met normale rode ogen.

Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Morgan's ontdekking van geslachtsgebonden kenmerken in Drosophila leidde tot experimenten die samen chromosoom-'kaarten 'opleverden -identificatie van de genen die door elk chromosoom worden gedragen, en de geschatte locatie van elk gen op een chromosoom.

Hij haalde duizenden roodogige vliegen in flessen en leverde gepureerde bananen als voedsel. Wat was de basis voor deze variatie? Het gen voor witte ogen ontstond als een mutatie van een gen dat zich op het X-chromosoom bevindt en dat betrokken is bij de productie van oogpigment.

Het verzamelen van bewijs voor de chromosoomtheorie van erfelijkheid kwam vooral uit de studie van Drosophila. Mutaties moeten veranderingen in de chromosoomstructuur met zich meebrengen, omdat genen aanwezig waren op chromosomen zoals besproken in de chromosomale theorie van erfelijkheid.

TH Morgan bestudeerde voornamelijk de overerving van mutante eigenschappen in Drosophila omdat ze voor hem minder duur waren om achter te houden dan andere dieren zoals muizen en konijnen. Zijn studie om aan Drosophila te werken bleek echter het meest lonend voor de onderzoeken in de genetica.

Drosophila is een geschikt materiaal voor de genetische experimenten om de volgende redenen:

(een) De generatietijd is 12-14 dagen, wat nuttig is bij snelle studie en analyse van resultaten in laboratoria.

(B) Het kan onder laboratoriumomstandigheden in groot aantal worden vermenigvuldigd.

(C) Een groot aantal vliegen wordt geproduceerd in elk nageslacht. Een paar vliegen in een kleine melk is in staat om honderden nakomelingen te produceren in een enkele paring.

(D) Vliegfokkerij kan het hele jaar door worden uitgevoerd in een laboratorium met goedkoop materiaal.

(E) Elke cel van Drosophila melanogaster heeft vier paren chromosomen. Waarvan drie paren chromosomen vergelijkbaar zijn bij mannen en vrouwen en autosomen worden genoemd. De mannetjes bezitten één X-chromosoom en één Y-chromosoom dat twee soorten sperma produceert; de helft met X-chromosoom en de andere helft met Y-chromosoom.

Het Y-chromosoom is meestal J-vormig. Vrouw bezit twee homomorfe X-chromosomen in hun lichaamscellen, daarom aangeduid als XX. Omdat ze homogeen zijn, produceren vrouwen slechts één soort eieren, elk met één X-chromosoom.

Morgan concludeerde met zijn kweekexperimenten op Drosophila (later uitgebreid door AH Sturtevant, CB Bridges en HJ Muller) dat genen (eenheden van erfelijkheid) zich lineair op chromosomen bevinden.

Sommigen van hen liggen dicht bij elkaar en hebben de neiging om met elkaar verbonden te zijn. CB Bridges (1916), een van de afgestudeerde studenten van de Morgan aan de Columbia University, publiceerde een paper getiteld "Non-disjunction as proof of chromosome theory of heredity" en gaf gedetailleerd bewijs dat zonder twijfel de conclusie was dat de genen fysiek geassocieerd zijn met chromosomen.

Morgan's ontdekking van geslachtsgebonden kenmerken in Drosophila leidde tot experimenten die gezamenlijk chromosoommappen opleverden, dwz identificatie van de genen die door elk chromosoom worden gedragen en de geschatte locatie van elk gen op een chromosoom. Morgan kreeg in 1933 de Nobelprijs (voor fysiologie of medicijnen) voor zijn baanbrekende werk in de genetica.