Podstata determinace pohlaví

 

Determinace pohlavními chromozomy

Chromozomy, které se účastní determinace pohlaví se nazývají pohlavní (sex) nebo heterochromozomy. Ostatní chromozomy se nazývají autozomální (somatické) nebo autozomy. Ačkoliv pohlavní chromozomy se největší mírou podílejí na determinaci pohlaví, jsou i další různorodé mechanizmy genetické i negenetické v závislosti na evoluční úrovni daného druhu.

Autozomy tvoří homologní páry a na každém je umístěna jedna kopie (alela) každého genu. Segregace a kombinovatelnost vede ke vzorům dědičnosti, které jsou popsány v klasickém mendelizmu. Pohlavní chromozomy mohou být geneticky odlišné a homologní páry ve smyslu autozomů vlastně nejsou a toto odlišení vede k jiným vzorům přenosů genetické informace než u autozomální dědičnosti.

Molekulárně genetická podstata determinace pohlaví u živočichů

Pro determinaci samčího pohlaví je důležitý gen SRY, který se nachází v těsné blízkosti párových oblastí chromozomu X a Y. Byly dokonce zaznamenány případy, kdy u ženy genotypu AAXX byl detekován gen SRY.

Do každého kroku znázorněného šipkou mohou promluvit svojí expresí další geny genomu. Mezi tyto geny patří i F (feminní, samičí) a M (maskulinní, samčí) komplexy, které se liší svým uložením u jednotlivých typů gonochoristů.  

Vliv M a F komplexů

Kromě sestavy heterochromozomů se podílí na determinaci pohlaví i genové komplexy samičích (F) a samčích (M) faktorů. Ty mohou být uloženy na heterochromozomech i na autozomech. Vznik pohlaví je dán působením obou komplexů během vývoje organizmu. Organizmy jsou z tohoto pohledu potenciálně bisexuální. Tento model determinace pohlaví platí u drosofily a nižších organizmů, ale ne u savců.

Mimo těchto komplexů bylo zjištěno, že na determinaci pohlaví mohou mít vliv i repetitivní (opakující se) sekvence DNA v chromozomech.

Byly popsány 2 základní případy:  

• fragilní X chromozom – kdy se zvyšoval počet repetitivních sekvencí z generaci na generaci, což vedlo k úhynu jedince
• SRF (repetitivní sekvence) u myší: 12 (CAG)₁₂ – normál vývoj pohlaví a 13 (CAG)₁₃ – částečný pohlavní zvrat

Pohlavní indexy

Pohlavní index vyjadřuje poměr X:A a také poměr M:F, kdy pro normálně plodné samice je 1 a samce je 0,5.

Intersexy jsou označováni jedinci, u kterých není jasně zřejmé pohlavní vzezření. Mají sestavu chromozomů jednoho pohlaví, ale během vývoje se vyvíjí znaky druhého pohlaví. Bridges podal vysvětlení v poměru mezi počtem X chromozomů a kterýmkoliv párem autozomů (A). Pohlavní index je poměr počtu X chromozomů k počtu autozomálních sad chromozomů. Anomální sestavy chromozomů vznikají nondisjunkcí při meióze. Intersex se také vysvětluje existencí faktorů M a F.

Molekulárně genetická determinace a vývoj pohlaví u rostlin

Geny řídící determinaci vývoje pohlaví u rostlin se nazývají homeotické geny. Homeotické geny kódují transkripční faktory aktivující specifické geny důležité pro vývoj samčího a samičího pohlaví. Vlastní homeotické geny se dají rozdělit do 2 oblastí:

1. konzervativní DNA vázaná doména – vyznačuje se specifickou vazbou na regulační sekvence DNA
2. aktivační doména – schopná interakce s jinými faktory

Dle fenotypového projevu se geny člení do tří skupin:

1. geny ovlivňující vývoj nebo iniciaci květního primordia i jiné geny např. Vrn (gen jarovizace – sumy nízkých teplot nutných pro vývoj generativních orgánů) a Ppd (gen fotoperiody – určující požadavek na délku dne pro vytvoření generativní orgánů).
2. geny ovlivňující změnu květní symetrie
3. geny determinující identitu jednotlivých orgánů a jejich architekturu

• gen pistillata – přeměna tyčinek na pestík (jednopohlavní květ)
• gen agamous – přeměna tyčinek na korunní plátky a pestíku na kališní lístky (květ sterilní)

V případě determinace generativních orgánů u rostlin se uplatňuje i epigenetická dědičnost, což jsou hypo- a hypermetylace DNA, které mohou ovlivnit expresi genetické informace v kladném nebo záporném směru.

Mimo již popsaných systému mají na fertilitu (plodnost) a sterilitu (neplodnost) vliv i jaderné geny Rf a mitochondriální faktory. V tomto případě mluvíme o 3 možných systémech pylové sterility: