MECANISMOS DE DETERMINACION DEL SEXO

Transcripción

1 MECANISMOS DE DETERMINACION DEL SEXO El SEXO se hereda de una forma mendeliana simple Gregorio Mendel (1870) propone que la determinación del sexo podía seguir la misma segregación que otras características heredadas. Había observado que los nacimientos de individuos femeninos y masculinos en la población eran iguales en una proporción 1 a 1, es decir un 50% de varones y un 50% de mujeres.

2 En el siglo XIX se descubren los cromosomas sexuales o alosomas En los animales superiores, plantas dioicas y en el hombre el complemento cromosómico de una célula posee 2 tipos de cromosomas ALOSOMAS Cromosomas sexuales. Permiten la determinación del sexo. Varían según el sexo AUTOSOMAS Cromosomas comunes a ambos sexos.

3 DETERMINACIÓN GENÉTICA DEL SEXO Es el conjunto de factores y mecanismos genéticos que determinan el carácter sexo Actúan genes para determinar el sexo DIFERENCIACIÓN SEXUAL Es la manifestación fenotípica de la determinación del sexo. Sería la expresión fenotípica de los genes que intervienen. Si el fenotipo es femeninole permite al individuo formar gametas femeninas (óvulos) Si el fenotipo es masculinole permite formar gametas masculinas (espermatozoides).

4 Se podría decir que el sexo está determinado apenas la gameta masculina fertiliza a la gameta femenina para formar el cigoto. En el cigoto ya está determinado el sexo pues en él se reúnen los genotipos de ambos progenitores La diferenciación se da por la observación fenotípica y así diferenciamos vacas de toros, flores femeninas de masculinas, y hombres de mujeres

5 VEGETALES Monoico: Organos masculinos y femeninos situados en flores diferentes que se presentan sobre la misma planta. Ej. el maiz. Dioico: Organos masculinos y femeninos se presentan separados sobre plantas distintas. Ej. Bryonia dioica, Melandrium album. Hermafrodita: Organos masculinos y femeninos presentes en la misma flor. Ej: arveja.

6 DETERMINACIÓN DEL SEXO DEBIDA A UN SOLO GEN Ecballium elaterium (Cucurbitáceas) Existen plantas dioicas y monoicas Existen 3 alelos de un mismo gen que forman una serie alélica donde la relación de dominancia es de arriba hacia abajo a D : dioica a + : monoica a d : dioica a D es dominante sobre a+ y a d a + es dominante sobre a d a D a D muere por ser letal

7 GENOTIPOS POSIBLES a D a D dioica (no existe, muere por ser letal en homocigosis) a D a + dioica a D a d dioica a + a + monoica a + a d monoica a d a d dioica Haciendo cruzamientos entre individuos y o monoicos siempre se obtuvo una proporción de 1 a 1 y nunca un 100 % de plantas masculinas de lo que se deduce que el genotipo a D a D no es viable

8 Control del sexo en especies monoicas En el género Bryonia(Cucurbitáceas) Las plantas monoicas no poseen cromosomas sexuales.poseen genes para femineidad y masculinidad en toda la planta Bryonia alba. Monoica Se efectuaron cruzamientos entre especies monoicas y dioicas emparentadas y se estudió la descendencia Bryonia dioica. Plantas y

9 Control del sexo en especies monoicas B. dioica B. alba B. dioica B. alba F F F F F sf F F X X sm sm m m sm M m m F F F F sf F sm m M m 100% sm m 1 : 1 M sm m sf F F : femineidad sf : supresor de femineidad (Dominante de F) M: masculinidad m: masculinidad Sm: supresor de masculinidad

10 Los alelos F, sf, M, sm y m se ubican en el mismo par de cromosomas Las especies monoicastienen igual genotipo en toda la planta (homogameticas) y producen granos de polen y ovulos de una sola clase En Bryonia dioicahay plantas y. Las poseen 2 cromosomas X de igual constitución (homogameticas). Las forman granos de polen de 2 clases, (heterogameticas) unas con X y otras con Y, de manera que al fecundar a B. alba con el polen deb. dioica se obtiene un 50% de plantas y un 50% de plantas Estas experiencias entre especies dioicas y monoicas se hicieron en otros géneros como Amaranthus, Acnidia y Ecballium Se cree que en las plantas monoicas por el lugar o ambiente donde están los genes se inhiben unos y surgen otros que dan la expresión de flores y de flores en distintos lugares de la planta

11 Mutación y transformación del estado monoico El MAIZ es una planta monoica con flores terminales (panojas) y flores laterales (espigas) Se conocen también plantas y surgidas por MUTACIONES DOMINANTES o RECESIVAS ESPONTANEAS Hay mutaciones que inhiben la formación de la parte y la planta se comporta como Otras mutaciones inhiben la formación de espigas y la planta se comporta como Se piensa que el MAIZ tiene una tendencia evolutiva hacia la dioecia

12 DETERMINACIÓN DEL SEXO DEBIDA A UN COMPLEJO DE GENES HOMBRE 2n= A + XX 44 A + XY Drosophila melanogaster 2n= 8 6 A + XX 6 A + XY Los bovinos 2n=60 Las hembras poseen 2 alosomas X y 58 autosomas Los machos poseen 1 alosoma X, 1 alosoma Y y 58 autosomas

13 Sistemas de determinación del sexo SISTEMA XO: en insectos Ortópteros(langostas) y Hemípteros(chinches) Los son XO (carecen de Y) y las son XX SISTEMA XY: en mamíferos incluido el hombre, Drosophila melanogaster, algunos anfibios y peces, plantas dioicas. Las son XX y los son XY SISTEMA ZW: en aves, fresas (Fragaria elatior) y algunas mariposas (Lepidopteros), ciertos peces y reptiles Los son ZZ y las son ZW

14 DETERMINACIÓN DEL SEXO en especies dioicas Melandrium album (Cariofiláceas) 2n = 24 Sexo es 22 A + XX Sexo es 22 A + XY

15 El cromosomas Y es de mayor tamaño que el X y está diferenciado en 4 sectores bien definidos

16 Sector I: genes para la supresión de carpelos Sector II: genes favorables a la formación normal de anteras Sector III: genes favorables a la formación normal de polen Sector IV: sector apareante Sector V: genes para femineidad Cuando falta el sector I se observa la formación de carpelos si falta el sector II la planta es si falta el sector III la planta es infértil por tener grano de polen anormal La ausencia del cromosoma Y determina femineidad

17 Los autosomas tienen muy poca influencia sobre el sexo Podemos tener plantas XX y fértiles XY, XXY, XXXY, o sea que la acción de masculinidad de los genes del cromosoma Y son muy fuertes y logran vencer los genes de femineidad de XX y XXX Con 4 X, la presencia de un cromosoma Y es insuficiente para asegurar una masculinidad perfecta, y las plantas desarrollan hermafroditismo XXXXXY. Plantas

18 VIABILIDAD DE LOS INDIVIDUOS YY En especies dioicas subandroicas Las plantas producen frutos pues poseen flores y o hermafroditas Se ha observado que en la autofecundación de un subandroico (XY) se obtuvo: 1 XX : 2 XY : 1 YY XY x XY 1 XX 2 XY 1 YY 1 : 3

19 En Carica papaya, la proporción obtenida de la autofecundación es de 2 : 1, indicando con ello que la combinación YY es letal En Asparagus officinalis, Vitis vinifera, Spinacea oleracea, las plantas masculinas YY son normales, viables y fértiles Los dos machos son morfológicamente idénticos pero las formas masculinas YY tienen una fertilidad mucho más reducida del grano de polen

20 EVOLUCIÓN DE LA DIOECIA Por medio de la evoluciónse produjo el desplazamiento desde el hermafroditismo hacia la dioecia (sexos separados) Proceso: a) Las flores hermafroditas poseen genes para ambos sexos. Por mutaciones se produjeron cambios que suprimieron a uno de los 2 sexos. b) Luego de muchas generaciones se reunieron los genes para en un cromosoma (el Y) y los genes para femineidad en otro (el X) c) Luego fueron cambiando de forma y de tamaño estos cromosomas d) Luego se produjo una inversión de los cromosomas para impedir el apareamiento y el crossing over en esas zonas con genes de y lo que mantuvo una separación estable de los sexos e) Asi se diferenciaron el X con genes para y el Y con genes para

21 DIOICAS.2-3% Esta pequeña cantidad indica de una reciente evolución a partir de las plantas hermafroditas Se cree que en el futuro la dioecia se establecerá totalmente como sucede con los animales Esto se basa en que la dioecia proporciona la ALOGAMIA o fertilización cruzada que acrecienta la variabilidad y permite la EVOLUCIÓN

22 DETERMINACIÓN DEL SEXO EN Drosophila melanogaster Bridges (1922) descubrió que el sexo en Drosophila estaba determinado por un equilibrio de factores presentes en los cromosomas X y en los autosomas

23 Bridges realizó el cruzamiento de una triploide con un diploide

24 Se ha demostrado que el cromosoma Y es completamente neutral

25 Se conoce como TEORIA DEL BALANCE GENETICO DEL SEXO expresado por el Indice de Bridges I = X / A X es el número de cromosomas X A es el número de set de autosomas Según sea esta relación, será la manifestación sexual en Droshopila

26 Bridgesinterpretó estos resultados indicando que el equilibrio de 1 cromosoma X : 1 set de autosomas condiciona la forma femenina; una relación 1 X : 2 A, proporciona la masculinidad Si la relación X : A supera la unidad se desarrolla una exagerada feminidad (superhembra), y si está por debajo de 0,5 se desarrolla una exagerada forma masculina (supermacho) mayores a 1 SUPERHEMBRA (1,5) = 1 HEMBRA NORMAL entre 1-0,5 INTERSEXO (0,66) = 0,5 MACHO NORMAL menores a 0,5 SUPERMACHO (0,33)

27 DETERMINACIÓN DEL SEXO EN EL HOMBRE

28 DETERMINACIÓN DEL SEXO EN EL HOMBRE Se ha estudiado el cariotipo humano y se ha determinado que las células somáticas presentan 2n=46, donde 44 son autosomas, comunes a ambos sexos y 2 son alosomas Células somáticas 2n= A + XX (HOMOGAMÉTICAS) 44 A + XY (HETEROGAMÉTICOS). Gametas n=23 22 A + X 22A + X y 22 A + Y

29 Los cruzamientos son siempre del tipo XX x XY Se obtiene siempre una proporción 1:1 entre individuos femeninos y masculinos que nacen (Teorìa de Mendel)

30 SEXO MASCULINO SEXO FEMENINO SECTOR DIFERENCIAL X SECTOR = DIFERENCIAL Y X Y X X SECTOR APAREANTE

31 En el sexo tenemos un cromosoma X y un Y que constituyen un par heteromórfico. El X es grande (submetacéntrico) y el Y es más pequeño (acrocéntrico) Poseen 2 sectores Sector Apareante Es pequeño e igual para el X y el Y. En este se produce el crossing-over over Poseen igual información y morfología en el X y en el Y. En esta zona se encuentran genes que determinan caracteres que se transmiten igual que los caracteres de los autosomas, por ejemplo, la ceguera total para los colores. Sector Diferencial En el X es grande y lleva caracteres de femineidad, en el Y es pequeño y lleva caracteres de masculinidad En este sector no existe crossing over porque los sectores diferenciales del X y del Y no son homólogos. Están los genes que determinan el sexo y también hay otros genes que determinan caracteres ligados al sexo

32 En el sexo femenino(xx) Los dos cromosomas Xpresentan homología en toda la longitud debido a que tanto el sector apareante como el diferencial tienen la misma información Por lo tanto puede ocurrir el crossing over en ambos sectores

33 En meiosis se reduce de 2na npero a veces ocurre no disyunción, donde los homólogos no se separan y migran a un mismo polo produciendo gametas n+1 y n-1 Si este fenómeno se produce en el sexo 22 A + XX 22 A + O Si se unen estos óvulos con espermatozoides 22 A + X 22 A + Y 44 A + XO Síndrome de Turner MONOSOMIA 44 A + XXY Síndrome de Klinefelter TRISOMIA

34 Los individuos con el síndrome de Klinefeltertienen genitales y conductos internos normalmente masculinos, pero sus testículos son rudimentarios y no producen esperma, En general son altos, con brazos largos y grandes manos y pies. A menudo la inteligencia está por debajo de lo normal. En el síndrome de Turner, los individuos tienen genitales externos y conductos internos femeninos, pero los ovarios son rudimentarios. Tienen baja estatura, pliegues cutáneos en la parte posterior del cuello, y mamas poco desarrolladas. La inteligencia es a menudo normal.

35 En animales superiores Machos XX en perros, cabras, caballos, llamas y cerdos Hembras XY en gatos, vacas, caballos y ovejas Otras aberraciones cromosómicas en animales X0 en ovejas, búfalos, gatos, perros, cerdos y caballos XXX en vacas, perros, caballos y búfalos XXY en gatos, vacas, perros, cerdos y ovejas XXXY en caballos y cerdos XXXXY en caballos Intersexos Individuos intersexuales que presentan diversos grados de mezcla entre masculinidad y femineidad Casos de individuos intersexo se ha determinado en conejos

36 VENTAJAS DE LA SEXUALIDAD Mediante la multiplicación vegetativa (asexual) pueden originarse individuos genéticamente diferentes solamente por mutación, la cual ocurre con baja frecuencia en la naturaleza La reproducción sexualtiene una gran ventaja biológica sobre la asexualidad porque proporciona la recombinación genética que produce variabilidad Así se acelera el proceso de evolución de los individuos mejor adaptados que han surgido de la combinación génica La selección natural opera a través de estos organismos con variabilidad El hombre se sirve de la variabilidad para hacer selección y mejoramiento

37 BIBLIOGRAFIA Pierce,B. A GENÉTICA. Un enfoque conceptual. 2da. Edición. Ed. Médica Panamericana Sánchez-Monge, E. y N. Jouve GENÉTICA. Ed. Omega. Barcelona. Srb, A. M., H. D. Owen y R. S. Edgar GENÉTICA GENERAL. Ed. Omega. Barcelona. Williams, W Principios de Genética y mejoramiento de las plantas. Ed. Acribia. Zaragoza