Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
21 ноември 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Как се определя мъжки пол без Y хромозома

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 06 ноември 2016 в 10:0024520
Полово-неутрален период (6 седмици) – дуктусите на Волф са в синьо, а Мюлеровите – в червено. Източник: washington.edu

Томофуми Отаке (Tomofumi Otake) и Асако Куроива (Asako Kuroiwa) от Университета в Хокайдо (Hokkaido University) съобщават, че ключови полово-определящи гени действат в бозайници без хромозома Y, улеснявайки по-доброто разбиране на процеса, който стои в основата на развитието на разликите между мъжките и женските индивиди – половата диференциация.

По време на развитието на ембриона има полово неутрален период, през който той може да развие мъжки или женски структури. Към всяка развиваща се гонада (ендокринна жлеза, която произвежда половите клетки), отвътре са прикрепени два примитивни дуктуса (тръба или канал в тялото), които могат да дадат началото на мъжки или женски репродуктивен тракт. Дуктусите на Волф са разположени по средата, а мюлеровите – странично, но се сливат по средата, близо до опашката.

Половата диференциация започва с полово детерминиране, което зависи от половите хромозоми – Х и Y. Половото детерминиране е специализирането на гонадите като яйчници или тестиси. Ако ембрионът е ХY ще присъства гена SRY (sex-determining region of the Y chromosome – полово-определящ регион на хромозома Y). Протеинът, кодиран от SRY задейства генна мрежа, която насочва гонадите да се развият като тестиси. При липсата на хромозома Y и SRY те се развиват като яйчници. Започне ли процеса на превръщане на гонадите в тестиси, две поддържащи клетки в тестисите се специализират и започват да образуват важни регулаторни молекули, които насочват половата диференциация. Клетките на Лейдиг (клетки, прикрепени към семенните каналчета в тестисите) произвеждат тестостерон, който подпомага развитието на дуктусите на Волф. Те после се диференцират, за да оформят надсеменник, семепровод, семенни мехурчета и еякулаторен канал. Клетките на Сертоли (част от семенните каналчета) произвеждат Мюлерова инхибираща субстанция (също така позната като Антимюлеров хормон), който спира развитието на Мюлеровите дуктуси.

Една от болестите, които засягат хора с XY хромозоми, е нечувствителност към андрогени (стероидни хормони, контролиращи развитието на мъжки характеристики). При нея същестува мутация при андрогенен рецептор, така че тъканите не отговарят на тестостерон или други андрогени.

Гонадите, които се развиват при този синдром са тестиси. Човек с пълна нечувствителност към андрогени ще се развие външно като жена, защото развитието на външните гениталии зависи от андрогенна сигнализация. Освен това през пубертета гърдите се развиват, защото произведения тестостерон се превръща в естроген от други тъкани и този естроген стимулира развитието на гърдите. Синдромът първоначално може да се разпознае, защото човекът има аменорея (липса на менструация). Аменореята се дължи на факта, че матката никога не се е развила, тъй като Антимюлеровия хормон е спрял развитието на Мюлеровите дуктуси още в ембрионален стадий. Друг характерен признак на синдрома е слаб растеж на окосмяването под мишниците или пубиса, което също е зависимо от андрогенна сигнализация.

Женското развитие протича при липса на гена SRY. Не се създава тестостерон или Антимюлеров хормон. Дуктусите на Волф спират развитието си, а Мюлеровите дуктуси остават, развивайки се във фалопиеви тръби, матка и горна част на вагината.
Проблемът с половата диференциация е изследван при много видове, един от които е и амамския бодлив плъх (Tokudaia osimensis) или наричан още – рюкюнски бодлив плъх. Той е застрашен вид, открит само на остров Амами Ошима от островите Амами, в архипелага Рюкю, в Япония. След 1980 видът е ограничен до централната част на Амами Ошима. Скорошно изследване показва, че понастоящем се среща в югозападния край на Амами Ошима, но има изолирана популация и на североизток. Естественият му хабитат е субтропична влажна широколистна гора. Има остра, иглоподобна козина, всеяден – яде както сладки картофи, така и насекоми. Размножителният му сезон е в началото на декември, котилото е от едно до седем малки. Кариотипът му се състои от 25 хромозоми. Видът е застрашен от разрушение на хабитата и раздробяване, обект е на улов от диви котки, кучета и интродуцирани мангусти и се конкурира с интродуцирани черни плъхове.
Подобно на своя родственик, T. tokunoshimensis, на амамският бодлив плъх му липсва хромозома Y и като следствие – гена SRY, подвигайки въпроса: защо все пак се получава половата диференциация?

Амамски бодлив плъх. Източник: http://datab.us/i/Tokudaia osimensis

Отаке и Куроива са направила генна карта, за да определят местата в хромозомите на полово-свързаните гени в генома на амамския бодлив плъх. След това са сравнили неговите нуклеотидни и аминокиселинни секвенции с тези на плъх (Rattus norvegicus) и мишка (Mus musculus). Освен това използвайки клетъчни култури, те са изследвали как полово свързаните гени са регулирани.
SRY са добре изследвани в предишно проучване и е известно, че включва група от регулаторни гени като Sox9 и AMH, които играят важна роля в мъжката диференциация.

Sox9 предоставя инструкции за създаването на протеин, който играе важна роля през ембрионалното развитие. Този протеин е ключов за развитието на скелета и репродуктивната система. Той се свързва към специфични региони на ДНК и регулира активността на други гени. Заради това си действие се нарича транскрипционен фактор.

Протеинът Sox9 под конфокален микроскоп (в зелено). Източник: https://research.cchmc.org/lungimage/?p=632

По време на развитието на мъжки фетуси, протеинът AMH се произвежда и секретира от клетките на тестисите. Секретираният протеин се свързва към своя рецептор, който се намира на повърхността на клетките на Мюлеровият дуктус, което води до самоунищожението му. Като резултат – при мъжките Мюлеровият дуктус се разрушава.

Схеми на хормони: фоликулостимулиращ хормон, естрадиол и Антимюлеров хормон. Източник: https://infertilechemist.com/tag/amh/

Резултатите на групата предполагат, че макар и да няма ген SRY при амамския бодлив плъх, регулаторните гени, които нормално го включват, съществуват и действат, също както и при други плацентни бозайници.

Професор Куроива казва: „Предполагаме, че има непознат ген, който действа като заместител за SRY при T. Osimensis. Хромозомата Y при бозайниците се е смалила чрез еволюционен процес, намалявайки броя на гените си и някои учени смятат, че в определен момент ще изчезне. Надявам се, че нашето изследване ще помогне в разбирането на механизма на половото определяне, който е независим от хромозомата Y и отношението му към еволюцията.”

Използвани източници:

https://www.oia.hokudai.ac.jp/blog/how-to-be-a-male-without-the-y-chromosome/

https://courses.washington.edu/conj/bess/differentiation/differentiation.htm

http://www.iucnredlist.org/details/21973/0

Tokudaia osimensis

https://ja.wikipedia.org/wiki/トゲネズミ属


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Биология

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.