Miljöfaktorer ansvarar för bestämning av kön i växter och djur

Miljöfaktorer ansvarar för bestämning av kön i växter och djur!

I vissa organismer bestämmer miljön individens sexuella fenotyp. Sålunda återfinns vissa miljöfaktorer, moderkroppens eller äggets storlek, åldern och temperaturens ålder för att bestämma kön i följande fall:

(a) Kön av vissa reptiler kan bero på den temperatur vid vilken individen utvecklas. Till exempel i de flesta sköldpaddor produceras enbart kvinnor vid hög temperatur (30-35 ° C) och endast män produceras vid låg temperatur (23-28 ° C). Den omvända är sant i krokodiler, alligatorer och några ödlor, där manar produceras vid hög temperatur och kvinnor produceras vid låg temperatur.

(b) Den marina anneliden Ophryotrocha skiljer sig åt i en spermier som producerar hane som ett ungt djur och ändras sedan till en äggläggande kvinna när den blir äldre. Om delar av en äldre kvinna amputeras återgår anneliden till manlig form, vilket indikerar att storlek i stället för ålder är den viktiga faktorn som styr individens kön.

Sexbestämning i växter:

I de flesta växter finns reproduktiva organ för man och kvinna i samma blomma (bisexuella eller hermafroditiska växter) eller i olika blommor av samma planta (monoecious växter, t.ex. majs, ricinus, kokosnöt etc.). Men i vissa grödor (t.ex. papaya, sparris etc.) och flera andra växtarter produceras manliga och kvinnliga blommor på olika växter (tvåbladiga växter).

Mekanismerna för sexbestämning i växter är väsentligen liknar de som finns hos djur. Ett omfattande undersökt fall av kromosomal sexualitet är känt är växter, dvs i släktet Melandrium av familjen Caryophyllaceae. Här bestämmer Y-kromosomen en tendens till maleness, precis som hos människor manliga växter är heterogemetiska (XY) där som kvinnliga växter är homogemetiska (XX). Detta system är det vanligaste i växter.

Sexbestämning hos vissa växtarter, t.ex. papaya (Carica Papaya), Spenat (Spinacea Oleracea) Vitis Cinerea, Asparges etc, postuleras till att styras av en enda gen. I papaya föreslås en enda gen med tre alleler (m, M ₁ och M ₂ ) för att kontrollera könsdifferentiering. Kvinnliga växter är homozygote mm, medan manliga växter är heterozygotiska M ₂ m; heterozygot M ₂ m ger hermafrodit tillstånd. Genotyperna M ₁ M ₁, M ₁ M ₂ och M ₁ M ₂ är invigbara, dvs M ₁ och M ₂ alleler är recessiva dödsfall.

Majsplantor är generellt monoecious, dvs både manliga och kvinnliga blommor produceras på samma planta. En enda recessiv gen, ba (barren cob), störar utvecklingen av cobs (den kvinnliga inflorescence) när denna gen är i homozygot tillstånd.

Cobsna förblir outvecklade i ba ba växter, vilket gör dessa växter funktionellt manliga. En annan recessiv gen, ts omvandlar manliga blommor i tofsar av ts ts växter till kvinnliga blommor. Till följd härav producerar tofsar av ts ts växter inte pollen men de sätter frö; Sådana växter är därför funktionellt kvinnliga. I växter som är homozygotiska för både ba och ts (baba tsts) är cobs outvecklade och karga, men många frön produceras i tofsen; Sådana växter är således funktionellt kvinnliga.

Således har två recessiva gener (ba och ts) omvandlat en naturligt monekisk majsväxt till en dioecious. Andra recessiva gener som påverkar utvecklingen av manliga och kvinnliga gameter är kända i majs, t.ex. ms (manliga sterilitetsgener), man steril cytoplasma (Cms) och sk (silklessgen som orsakar ovuleabort) etc. och i många andra grödor.

Doseringskompensation:

Sex-länkade (X-länkade) gener som inte är intresserade av sexbestämning finns närvarande i två doser hos däggdjurs- och Drosophila-kvinnorna (XX), medan deras män (XY) innehåller en enstaka dos. Emellertid är intensiteten av fenotyper, mängderna av de berörda enzymerna och till och med mängden RNA som produceras av de X-bundna generna hos kvinnorna lika med de hos männen.

Detta fenomen är känt som doskompensation (Muller, 1932) och reglerar funktionen hos X-länkade gener på ett sådant sätt att deras uttryck är jämförbart både hos kvinnor och män, även om de har olika doser (antal kopior) av dessa gener .

Doskompensation kan ske genom två separata mekanismer:

(1) den första mekanismen innefattar hypoproduktion på grund av inaktivering av en X-kromosom i homogametisk kön, såsom observerats hos däggdjur, och

(2) den andra mekanismen innefattar hyperproduktion på grund av hyperaktiviteten hos X-kromosomen i det heterogametiska könet som observerats i Drosophila

(1) X-kromosominaktivering hos däggdjur:

Det har påvisats att hos homogametiska XX-kvinnliga individer får en X-kromosom karakteristiskt kondenserad och inaktiverad. Sådana kromatinmaterial har också beskrivits som fakultativt heterochromatin eftersom det blir inaktivt i en viss del av livscykeln och återupptar aktiviteten innan den kommer in i grodslinjen.

Fenomenet av inaktivering av X-kromosom bekräftades genom observation av a. Barr kropp Barr kropp. Banorganet observerades först av Barr och Bertram år 1949 i kvinnlig katt och identifierades senare som X-kromosom av Ohno et al (1959). Senare Lyon (1972) bekräftade förekomsten av Barr kropp i normala honor, superfemaler och i Klinefelter-män.

Sådan Barr-kropp har också observerats i de flesta av kroppscellerna (t ex hud, oralt epitel och blodceller) hos människor och andra däggdjur. Mänskliga kvinnor har Barr-kroppen i kärnorna i deras kroppsceller i högre proportioner än män och kallas därför sexchromatin-positiva.

Eftersom det visat sig att när antalet X-kromosomer var två eller fler än två var antalet Barr-kroppar en mindre än antalet X-kromosomer (t.ex. en Barr-kropp i XX-kvinnor och XXY-män, två Barr-kroppar i XXXY-män och XXX metafemaler) fastställdes att endast en aktiv X-kromosom är närvarande i den normala kvinnan. Detta kallas också ibland som Lyons hypotes.

Vilken av de två X-kromosomerna är aktiv hos kvinnliga individer bestäms vid de tidiga utvecklingsstadierna. Det observerades av Lyon (1961) att varje paternal (P) och moderns (M) X-kromosomer har en chans att bli inaktiv (dvs. Barr kropp).

Med andra ord är inaktivering av X-kromosomer ett slumpmässigt fenomen hos de flesta arter. I vissa arter kan X-kromosominaktiveringen emellertid inte vara slumpmässig, t ex i pediatiska vävnader av kvinnliga känguruer inaktiveras endast paternal X-kromosomer.

I däggdjur sker inaktiveringen vanligtvis i tidig embryogenes. I det mänskliga embryot börjar X-kromosominaktivering i den sena blastocysten runt den 16: e dagen av livet. När inaktiveringen är etablerad upprätthålls den irreversibelt i somatiska celler, men vid cellcellslinje sker reaktivering vid ett specifikt stadium av bakterieutveckling (dvs. inträde i meiotisk profas, Martin, 1982). Vid däggdjur har det också observerats att den kondenserade "Barr-kroppen", som är karakteristisk för somatisk cell, är frånvarande från de kvinnliga premittotiska cellerna.

(2) Hyperaktivitet av X-kromosom i Male Drosophila:

Fenomenet doseringskompensation i Drosophila har visat sig bero på hyperaktivitet hos en X-kromosom hos manlig Drosophila. Detta faktum upptäcktes av Dr. AS Mukherjee från Calcutta University. I mosaikpersoner med XX- och XO-celler kunde det visas att X-kromosom i XO-celler alltid var hyperaktiv.

På grund av detta visade mutant- och vildtypsflugor samma intensitet av ögonfärg hos manliga och kvinnliga flugor. På liknande sätt befanns enzymnivåer för flera enzymer inklusive 6 fosfoglukonatdehydrogenas (6 PGD), glukos-6-fosfat-dehydrogenas (G6PD), tryptofanpyrrolas och fumaras likna hos hon- och hanflugor.

Brist på dosskompensation hos organismer med heterogena kvinnor:

Vi märkte i ovanstående diskussion att när man kön är heterogametisk (XXO, XYO eller XXO, XOO) utsätts X-länkade gener för doskompensation. I motsats till detta, när honkön är heterogametisk (ZZD, ZWO), som hos fåglar, moths och fjärilar, är Z-bundna gener uppenbarligen inte doskompenserade. Liknande situationer finns i vissa reptiler och amfibier, där kvinnlig heterogamety är dominerande. En studie av frånvaron av doskompensation i dessa heterogametiska honor ledde till följande slutsatser:

1. Gen som kräver doskompensation är i första hand de som kontrollerar morfogenes och den potentiella kroppsplanen.

2. Produkten av dessa gener krävs i disomiska doser, speciellt under oogenes och tidig embryonisk utveckling.

3. Heterogametiska kvinnor syntetiserar och lagrar morfogenetiskt väsentliga genprodukter, inklusive de som kodas av Z-bundna gener, under själva oogenesen.

4. Överflöd av dessa genprodukter i ägget och deras persistens relativt sent i embryogenes gör det möjligt för heterogametiska honor att övervinna det monosomala tillståndet hos Z-kromosomen i ZW-embryon.