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Determinação do sexo e ligação ao sexo
Filipe Brum Machado
Orientador: Enrique Medina-Acosta
Núcleo de Diagnóstico e Investigação Molecular – NUDIM Convênio UENF - Hospital Escola Álvaro Alvim
Determinação sexual pelas condições ambientais
Sexo determinado por temperaturaSensibilidade à temperatura se inicia antes e se estende após a diferenciação das gônadasModelo: enzimas que convertem formas de esteróides → atividade dos genes dependente de temperaturaTestosterona → 5α redutase →dihidrotestosteronaConseqüências ecológicas
Determinação sexual pelas condições ambientais
Sexo determinado por temperaturaPadrão Ia
Maiores temperaturas → fêmeasMaioria das tartarugas
Padrão IbMaiores temperaturas → machosAlguns lagartos
Padrão IITemperaturas intermediárias → machosAlgumas espécies de tartarugas, crocodilianos e lagartos
Determinação sexual pelas condições ambientais
Mecanismos de determinação sexual
AutossomosAlossomos
Existem vários sistemas
22 +XX
22 +X
76 +ZZ
76 +ZW
16(Haploid)
32(Diploid)
(b) The X–0 system
(c) The Z–W system
(d) The haplo-diploid system
Sistema XX – X0
Fêmeas: XXEx.: gafanhotos 2n = 24
Machos: X02n = 23
Ortópteros; hemípteros.
XX, XO
Sistema XX - XY
Fêmeas XXMachos XY
Mamíferos, algumas angiospermas.
46,XX = sexo homogamético46,XY = sexo heterogamético
XX, XY
Thomas Hunt Morgan Thomas Hunt Morgan Premio Nobel Medicina 1933Premio Nobel Medicina 193318661866--19451945CaliforniaCalifornia InstituteInstitute of of TechnologyTechnology, , PasadenaPasadena, CA, CA
1. Cruzamento de macho com cor de olho branco e fêmea com cor de olho vermelho.
2. Coletar dados da F1. Isto quer dizer anotar o sexo e a cor de olho de milhares de moscas.
3. Cruzar a F1 entre sí para obter a F2. Anotar sexo e cor de olho de toda a prole.
Xw Y x Xw+ Xw+
Machos Xw+ Y, e fêmeas: Xw+ Xw com olhos vermelhosXw+ Y x Xw+ Xw
1Xw+Y:1XwY:1Xw+XW+
:1Xw+XW
1 ver, macho: 1bran, macho : 2 ver, fêmea
4. Em experimento separado foi feito um cruzamento teste entre um macho de olho branco e uma fêmea de olho vermelho da F1. Resultados anotados
Xw Y x Xw+Xw
1 Xw+Y : 1 XwY : 1 Xw+Xw : 1XwXw
1 macho verm.1 macho branco1 fêmea verm.1 fêmea branco
Os dados
Cruzamento ResultadosMacho com olho branco inicial com fêmea de olhos vermelhos
Geração F1 Todos com olhos vermelhos
Macho da F1 com fêmea da F1
Geração F2 2459 fêmeas de olhos vermelhos1011 machos de olhos vermelhos0 fêmeas de olhos brancos782 machos de olhos brancos
Macho de olhos brancos com fêmea da F1(olhos vermelhos heterozigota)
Cruzamento teste
129 fêmeas de olhos vermelhos132 machos de olhos vermelhos88 fêmeas de olhos brancos86 machos de olhos brancos
Previsão: 3:11:1:1:1
(2459+1011): 782 = 4,4:1129:132:88:86 = 1,5:1,5:1:1
Cruzamento recCruzamento recííproco proco O padrão de heranO padrão de herançça não a não éé o mesmo num o mesmo num cruzamento reccruzamento recííprocoproco
O cruzamento recíproco é realizado para discernir se um gene determinado estálocalizado em um cromossomo autossômico ou num cromossomo sexual.
Sistema ZZ - ZW
Fêmeas: ZWMachos: ZZ
Aves (galinhas), borboletas, mariposas, traças, algumas espécies de peixes.
Velocidade de empenamento em aves de corte
ZkWZkZK
Zk W ZK Zk ZK ZKWZK Zk ZK ZKW
K:Empenamento LentoK:Empenamento Rápido
Expressão sexual em peixes do gênero sarotherodon
genótiposCromossomos sexuais
AA Aa aa
YY M M M
WY M M F
WW M M F
WX F F F
XX F F F
A:MasculinizanteA:Feminilizante
Masculinidade Y>X>W
Determinação do Sexo por Haplodiploidismo
Nas abelhas, vespas e formigas a determinação sexual não envolve cromossomos sexuais.A rainha é uma fêmea fértil, cujos óvulos fecundados produzem fêmeas diplóides, enquanto os óvulos não fecundados evoluem por partenogênese até machos haplóides.
Determinação do Sexo por Haplodiploidismo
O tipo de alimentação que as larvas recebem durante o seu desenvolvimento determinam se as fêmeas serão férteis (rainhas) ou estéreis (operárias).
Enquanto as larvas das futuras operárias recebem apenas mel e pólen, as larvas que evoluirão para rainhas recebem ainda a geléia real, uma secreção glandular das operárias adultas.
Herança ligada ao sexo
Genes localizados no cromossomo X (genes ligados ao sexo)
Herança ligada ao sexo dominante
Herança ligada ao sexo recessiva
Genes localizados nos cromossomos sexuais humanos Genes localizados nos cromossomos sexuais humanos podem ser transmitidos ligados ao cromossomos X, ligados podem ser transmitidos ligados ao cromossomos X, ligados ao cromossomo Y ou de maneira pseudoautossômica.ao cromossomo Y ou de maneira pseudoautossômica.
Organismo hemizigótico, descreve uma cópia simples de um gene ligado ao cromossomo X em machos.Já que os machos de mamíferos por exemplo possuem somente um único cromossomo X, eles são mais susceptíveis a expressar mutações recessivas.
O termo genes ligados ao sexo O termo genes ligados ao sexo ééusado para designar genes usado para designar genes localizados em um localizados em um úúnico cromossomo nico cromossomo sexual e não nos dois.sexual e não nos dois.
Devido a que existem centenas de genes exclusivos no cromossomo X é comum aceitar como sinônimos, genes ligados ao sexo e genes ligados ao X
Genes ligados ao XGenes ligados ao X
Genes ligados ao YGenes ligados ao Y Genes não ligados ao sexo ou ao XGenes não ligados ao sexo ou ao X
Herança ligada ao sexo recessiva
Daltonismo
Proteínas (cones da retina) –absorvem a luz
Tipo clássico: má percepção de verde e vermelho (genes localizados no X)
http://www.toledo-bend.com/colorblind/Ishihara.html
Xd daltonismo
XD visão normal
Homem: hemizigotoXDY visão normalXdY daltonismo
Mulheres:XDXD visão normalXDXd visão normalXdXd daltonismo
Hemofilia
X HemofiliaX Normal
h
H
Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.
Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.
Herança Influenciada pelo sexo
É a variação na expressão de determinados genes em machos e fêmeas.
Pode ser devido à influência dos hormônios sexuais.
Herança Influenciada pelo sexo
Exemplo: calvície, determinada por uma par de genes autossômicos, C e c.
Machos: comporta-se como dominanteFêmeas: comporta-se como recessivo
Genes limitados ao sexo
São genes autossômicos cuja expressão fenotípica édeterminada pela presença ou ausência de um dos hormônios sexuais.
Ex.: galináceos: diferenças na plumagemRaça LeghornMachos: penas longas, pontudas, encurvadas e franjadas na cauda e no pescoçoFêmeas: penas mais curtas, arredondadas, mais retas e sem franjas
Genótipo Fêmea MachoHH plumag. de galinha plumag. de galinha
Hh plumag. de galinha plumag. de galinha
hh plumag. de galinha plumag. de galo
A plumagem de galo (hh) é limitada ao sexo masculino.
(a) Galo com plumagem de galo
(b)Galinha com plumagem de galinha
(c) Galo com plumagem de galinha
Herança Holândrica ou Restrita ao Sexo
Genes holândricos são exclusivos do cromossomo Y, só ocorrem nos indivíduos de sexo masculino e passam de geração a geração, sempre pela linhagem masculina e nunca apresentam relação de dominância ou de recessividade.
X X
X X
X y
X y
X
X y
X
y = y = perucaperuca nanaorelhaorelha
Hipótese de Lyon
Segundo Mary F. Lyon, pesquisadora britânica, sóum cromossomo X é ativo nas células interfásicas. Os demais, são inativos e se condensam, podendo ser visualizados como um corpúsculo denso e esférico: o Corpúsculo de Barr ou Cromatina Sexual.
SÍNDROME CARIÓTIPO FENÓTIPO CROMATINA SEXUAL
Turner 45, XO mulher estéril -
Klinefelter 47, XXY homem estéril +
Trissomia X 47, XXX mulher em geral estéril
++
Duplo Y 47, XXY homem fértil -
Não-disjunção do cromossomo X
Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.
Determinação Sexual pela Cromatina Sexual
Na espécie humana o sexo édefinido pela análise cromossômica de células em divisão(cariótipo). Já em células interfásicas, isso ocorre pela presença da cromatina sexual.
Célula normal (44 aa + XY) B = 1 - 1 =Ø ou (-)
Célula normal (44 aa + Xx) B = 2 - 1 = 1 ou (+)
Células sanguíneas evidenciando leucócito com cromatina sexual
Compensação de Dose
Two cell populationsin adult cat:
Active X
Orange
Inactive X
X chromosomes
Allele forblack
Cell divisionand X
chromosomeinactivation
Active X
Black
Inactive X
Allele foryellow
Os cromossomos sexuais
Tipicamente
Mulher = 46,XX
Homem = 46,XY
CromossomoCromossomo XX
154.913.754 pares de nucleotídeos1287 genes
CromossomoCromossomo YY57.772.954 pares de nucleotídeos307 genes
Análise do cromossomo Y
Capturado dia 13/12/2003
Este homem érealmente Sadaam
Hussein?
Uday and Qusay Hussein
Mortos dia 22/07/2003
Butler, J.M. (2005) Forensic DNA Typing, 2nd Edition, Box 23.1, p. 534
SRY = Sex Determining Region on The Y Chromosome
Gene com apenas 1 éxon
Codifica um fator de determinação testicular (TDF) de 204 amonoácidos com massamolecular de 24KD
Os testículos então produzem hormôniosrequeridos para o desenvolvimento de características secundárias masculinas
SRY
Reversão sexual em camundongo transgênico para SRY
macho XY macho XX
SRY encontrado em homens XXCariótipo 46,XX com fenótipo masculinoAnálise molecular mostrou a presença do SRY
Mutações ou deleções no SRY encontrado em mulheresXX
Cariótipo 46,XY com fenótipo femininoAnálise molecular mostrou mutação ou deleção no SRY
Homo sapiens SRY (NM_003140)
A diferenciação sexual é determinada geneticamenteHipótese sobre os genes reguladores
XX
XY
Reversão sexual devido à duplicação de DAX1
GenitGenitáália amblia ambííguagua
“É“É menino ou menina?menino ou menina?””
1: 4200 RN1: 4200 RN
““QuandoQuando NÃONÃO se pode responder a essa se pode responder a essa pergunta sem pensar duas vezes, tratapergunta sem pensar duas vezes, trata--se de uma emergência mse de uma emergência méédica.dica.”” PagonPagon,1987,1987
ABORDAGEM MULTIDISCIPLINARABORDAGEM MULTIDISCIPLINAR
* PEDIATRA* PEDIATRA
* ENDOCRINOLOGISTA* ENDOCRINOLOGISTA
* GENETICISTA* GENETICISTA
* CIRURGIÃO URO* CIRURGIÃO URO--PEDIPEDIÁÁTRICOTRICO
* GINECOLOGISTA* GINECOLOGISTA
* PSIC* PSICÓÓLOGOLOGO
* RADIOLOGISTA* RADIOLOGISTA
* PATOLOGISTA* PATOLOGISTA
* . . .* . . .
DiferenciaDiferenciaçção sexual masculinaão sexual masculina
55--alfaalfa--redutaseredutase
Gônada primitivaGônada primitiva
OVOVÁÁRIORIO
TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli LeydigLeydig
Fator Inibidor Fator Inibidor dede
Ductos de Ductos de MMüüllerller
Regressão de Regressão de Ductos de Ductos de MMüüllerller
HCGHCG--LHLH
TestosteronaTestosterona
Ductos de Ductos de WolffWolff DihidroDihidro--testosteronatestosterona
EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminalcula seminal
PênisPênisBolsa EscrotalBolsa Escrotal
YSRY
SexSex--determiningdetermining RegionRegion onon thethe Y Y chromosomechromosome
DiferenciaDiferenciaçção sexual femininaão sexual femininaGônada primitivaGônada primitiva
OVOVÁÁRIORIO
55--alfaalfa--redutaseredutase
Fator Inibidor Fator Inibidor dede
Ductos de Ductos de MMüüllerller
Regressão de Regressão de Ductos de Ductos de MMüüllerller
HCGHCG--LHLH
TestosteronaTestosterona
Ductos de Ductos de WolffWolff DihidroDihidro--testosteronatestosterona
EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminalcula seminal
PênisPênisBolsa EscrotalBolsa Escrotal
YSRY TESTTESTÍÍCULOCULO
SertoliSertoli LeydigLeydig
Falhas na Falhas na masculinizamasculinizaççãoão -- PH XY PH XY def. 5def. 5--αα--redutaseredutase
Gônada primitivaGônada primitiva
TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli Leydig
55--alfaalfa--redutaseredutase
OVOVÁÁRIORIO
SRYY Leydig
Fator Inibidor Fator Inibidor dede
Ductos de Ductos de MMüüllerller
Regressão de Regressão de Ductos de Ductos de MMüüllerller
HCGHCG--LHLH
TestosteronaTestosterona
DihidroDihidro--testosteronatestosteronaDuctos de Ductos de WolffWolff
EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminal
PênisPênisBolsa EscrotalBolsa Escrotal
cula seminal
Falhas na Falhas na masculinizamasculinizaççãoão -- PH PH XYXYdefdef. receptor de andr. receptor de andróógenogeno
RARARARA
55--alfaalfa--redutaseredutase
Gônada primitivaGônada primitiva
TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli Leydig
OVOVÁÁRIORIO
SRYY Leydig
Fator Inibidor Fator Inibidor dede
Ductos de Ductos de MMüüllerller
Regressão de Regressão de Ductos de Ductos de MMüüllerller
HCGHCG--LHLH
TestosteronaTestosterona
Ductos de Ductos de WolffWolff DihidroDihidro--testosteronatestosterona
EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminalcula seminal
PênisPênisBolsa EscrotalBolsa Escrotal
Uma mulher XY com síndrome de insensibilidade à andrógenos
http://www.dls.ym.edu.tw/lesson3/sex.htm