Dědičnost pohlaví a znaků s pohlavím souvisejících

Transkript

1 Dědičnost pohlaví a znaků s pohlavím souvisejících

2 Rozmnožování Nepohlavní amixis bez zvýšení genotypové proměnlivosti ý g yp proměnlivosti Pohlavní - amfimixis zvýšení genotypové Hermafrodité: jeden jedinec oba typy pohlavních buněk Gonochoristé: dvě oddělená pohlaví Apomixis - bez splynutí pohlavních buněk Partenogeneze z neoplozené samičí buňky Apogametie z jakékoli buňky samičího pohl. aparátu Fakultativní partenogeneze u diplohaploidních organismů a další

3 Rozlišení pohlaví evolučně č ě výhodný ýhdýzpůsob ů rozmnožování Evoluce pohlavních chromozomů - jejich ji diferenciace i co do velikosti X,Y - soustředění hlavních genů souvisejících se vznikem pohlaví

4 Determinace pohlaví Negenetické mechanismy U řady y nižších živočichů, ryb, hmyzu, červů, obojživelníků, aj. Indiferentní základ Vliv prostředí Diferenciace samčího nebo samičího pohlaví 1. vliv teploty 2. vliv ph 3. vliv stanoviště 4. vliv proudění vody 5. vliv světla 6. vliv salinity prostředí 7. aj.

5 Determinace pohlaví Genetické mechanismy (specifické pohlavní geny a pohlavní chromozomy) (u vyšších živočichů a některých rostlin) TDFgen, SRYgen a další geny (testes determinující geny) ODG (ovaria determinující geny) Indiferentní základ pohlaví Diferenciace samčího pohlaví Diferenciace samičího pohlaví

6 Pohlavní typy Typ drosofila (savčí) Jeho modifikace protenor P XY XX P XO XX X Y X gamety X O X gamety F 1 XX XY XX XO F 1 Savci, dvoukřídlí, ryby. Ploštice, kobylky.

7 Pohlavní typy Typ abraxas (ptačí) Jeho modifikace P XY XX P XO XX Y X X O X X gamety gamety F 1 XY XX XO XX F 1 Hmyz, ryby, plazi, ptáci. Moli.

8 Pohlavní typy Typ habracon U samců není redukční dělení gamety AX AAXX n 2n AX AX AX AAXX AX

9 Genotypová determinace pohlaví (drozofila) Pohlavní indexy (PI) počet X ch. F PI = tj. počtu sádek A M AAXX 1:1 1 normální AAXY 1:2 0,5 normální AAXXX 3:2 1,5 nadsamice AAAXY 1:3 0,33 nadsamec AAAXX 2:3 0,66 intersex

10 Genotypová determinace pohlaví (drozofila) Pohlavní indexy (PI) Pl tí ižší h i ů šší h ži či hů č Platí u nižších organismů, u vyšších živočichů vč. člověka má významnou úlohu také chromozom Y, v jeho krátkém raménku prokázána přítomnost maskulinních faktorů.

11 Gynandromorfismus chimérický charakter organismu, který nese znaky obou pohlaví. Vznik non-disjunkcí.

12 Vznik gynandromorfismu Typ drozofila AX AX AAXX AAXX AAX Non-disjunkce, v 1. dělení ztratí X chromozom. 1.Dělení blastomery. V jednom organismu znaky obou pohlaví, např. pravá-levá strana.

13 Vznik gynandromorfismu Typ abraxas AX AY AX AX Dvoujaderné vajíčko oplozené 2 spermiemi. AAXX AAXY 1. Dělení - blastomery

14 Vznik gynandromorfismu Typ habracon AX AX AX Dvoujaderné vajíčko, 1 jádro oplozeno spermií. AAXX AX 1. Dělení - blastomery

15 Genotypová determinace pohlaví Drosofila F v X Mvautosomech AAXX MMFF FF>MM AAXY MMF MM>F

16 Abraxas M v X chromozomech F v Y AAXX MM AAXY MF F>M

17 Habracon Diplohaploidní organismy M i F v X AAXX AX FFMM MF FF > MM M > F

18 Lyonizace - sexchromatin X Buňka v interfázi normální normální s Turn. syn. s Klinf. syn. s Pl Polysomie X XY XX X0 XXY např. ř XXX Počet tělísek = nx - 1

19 Y chromatin Buňka v interfázi normální normální s Klinf. syn. u s. XYY Polysomie Y XY XX XXY XYY XYYY Počet tělísek Y = ny Chr.

20 Evoluce pohlavnosti Reprodukce je základní vlastností tí vyšších organismů. Rozmnožování nepohlavní: Evolučně mladší Rozšířeno hlavně u rostlin (většina druhů, více než 90%) a u některých nižších živočichů Rozmnožování pohlavní: Evolučně vyšší U některých rostlin (dvoudomé, např. knotovka, k šťovík, jahodník) a vyšších živočichů

21 Pohlavní rozmnožování Přináší evoluční výhody: Kombinaci genomů odlišných gamet Rekombinaci genetické informace (při meiotickém crossing overu) Vzniká pohlavní dimorfismus (gonochorismus): Vyvinuly se dva typy pohlaví samčí a samičí Dva typy pohlavních buněk spermie a vajíčka Dva odlišné pohlavní fenotypy Nová generace vzniká splýváním gamet Střídání fází haploidní diploidní

22 Hermafroditismus: Pohlaví nerozlišeno Tentýž jedinec vytváří gamety obou pohlavních typů nebo jen pohlavního typu jednoho - izogamety Vývoj gonochorismu: Mutace: potlačení jednoho typu orgánů ze vzniká Translokace: přesun chromoz. hmoty a vznik pohlavních chromozomů

23 Mechanismy determinace pohlaví Enviromentální: Například: aligátoři Nejčastěji vliv teploty, pohybu, chemické vlivy, výživa, teploty inkubace vajíčka, aj Například: krokodýli Například: želvy

24 Mechanismy determinace pohlaví Genetické: embryonální reprodukční struktury jsou u obou pohlaví stejné (bisexuální), jsou tvořeny kůrou (cortex) a dření (medula) např u člověka diferenciace od 7 dne vývoje např. u člověka diferenciace od 7. dne vývoje embrya

25 Mechanismy determinace pohlaví Diferenciace pohlaví: kůra (cortex) vnější dřeň (medula) vnitřní Vývoj cortikální vrstvy potačení medulární vrstvy Vývoj medulární vrstvy potačení cortikální vrstvy Vývoj Vývoj

26 Mechanismy determinace pohlaví U samce: Pd Pod vlivem TDF je podporován vývoj meduly a dochází k degeneraci cortexu AAXY je Y chromozom je SRY gen Testis Determining Factor vzniká jeho produkt TDF TDF je produkt genu SRY lkli lokalizovaném na Y chromozomu ( sex ratio ) rozvoj meduly (testes) produkce testosteronu samčí diferenciace

27 Mechanismy determinace pohlaví U samice: Při nepřítomnosti Y chromozomu chybí SRY gen i jeho produkt TDF. Proto dochází k vývoji cortexu a degeneraci medule. AAXX chybí SRY nevzniká TDF rozvoj cortexu (vaječníků) produkce estrogenu samičí diferenciace

28 Mechanismy determinace pohlaví MüllerůvaWolfův vývod Embryonálně ě se současně č ě zakládají Müllerův ů a Wolfův vývod. U samce degeneruje Müllerův vývod a z Wolfova vývodu vznikají samčí pohlavní cesty. U samic je tomu naopak.

29 Evoluce pohlavnosti Mechanismy determinace pohlaví Genetické mechanizmy vzniku pohlaví jsou spojeny se vznikem (diferenciací) pohlavních chromozomů.

30 Evoluce pohlavnosti Výhody a nevýhody pohlavního rozmnožování Nevýhody poloviční rychlost rozmnožování vyřeďování ř ď vlastního genetického materiálu dochází k rozpadu osvědčených genových kombinací vyžaduje složitý fyziologický aparát časově i energeticky náročná činnost možnost šíření parazitických organismů kritická velikost populace

31 Výhody možnost současné selekce několika výhodných mutací zbavování se sousedství nevýhodných mutací udržování polymorfizmu v populaci udržování diploidního stavu alel v genomu snižování vzájemné konkurence mezi sourozenci výběr jedinců ideálně přizpůsobených stanovišti snížení podobnosti mezi rodičem a potomstvem vznik pohlavního rozmnožování je evolučně jednosměrný proces

32 Paradox sexu Příroda klade důraz na zajištění genetické přesnosti, proto je výhodou asexuální reprodukce Na druhé straně sexualita je zdrojem kombinací a rekombinací. Důsledkem je zvýšení proměnlivosti. Třetím paradoxem je cena za sex, cena za vznik samečka (výrazně například u včel).

33 Monogamie - polygamie: Monogamie je proti polygamii evolučně č ě favorizována (při péči obou rodičů o mláďata větší šance na přežití). V umělém chovu zvířat platí opačný ýproces.

34 Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím Úplná vazba na chromozom X Neúplná vazba na pohlaví Princip vazby na pohlaví centromera homologické kéúseky chromozomů xy diferencialní úseky chromozomů xy Úplná vazba na chromozom Y Neúplná vazba na pohlaví

35 Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím Vazba na pohlaví X a X X A Y X Y A aa A- AA a- a A - A a - aa a- Aa A- Color sexing uniformní (dědičnost křížem) -- -A -- -a VAZBA NA X VAZBA NA Y Y a -- A- -- -a Dědičnost přímá - holandrická Y A, Y a hemizygot (dominantní, recesívní)

36 Vazba na pohlaví Autosexing peříčková metoda K pomalé opeř. úplná dominance, úplná k normální opeř. vazba na X - P x -K x kk K k F 1 k k bílá plemena (nejčastěji) -k Dědičnost tkřížem Normální opeřování Kk Pomalé opeřování

37 Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím Znaky pohlavím ovládané AABbCc..XX G =G AABbCc..XY + hormony + hormony projev znaku Geny: A, B, C... X pro dojivost Geny: K, KLM L,... N pro hustotu tt ejakulátu jklát O KKLlMm...XX + hormony O G =G KKLlMm..XY + hormony projev znaku

38 Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím Znaky pohlavím ovlivněné AA Aa aa AA Aa aa Dom. Dom. Rec. Dom. Rec. Rec. Ayrsh. mahagon Aa Ayrsh. červený + hormony projev znaku Aa + hormony 0 ŘADA MODIFIKACÍ