Systém určování pohlaví ZW - ZW sex-determination system

Stanovení pohlaví ZW u ptáků (jako příklad u kuřat)

Systém určování pohlaví ZW je chromozomální systém, který určuje pohlaví potomstva u ptáků , některých ryb a korýšů , jako je obrovská říční kreveta , nějaký hmyz (včetně motýlů a můr ), rodina schistozomů plochých červů a některých plazů, např. většina hadů, lacertidních ještěrek a monitorů včetně komodských draků . Používá se také v některých rostlinách, kde se pravděpodobně několikrát vyvinul samostatně. Písmena Z a W se používají k odlišení tohoto systému od systému určování pohlaví XY . V tomto systému mají ženy pár odlišných chromozomů ZW a muži dva podobné chromozomy ZZ .

Na rozdíl od systému určování pohlaví XY a systému určování pohlaví X0 , kde spermie určuje pohlaví, v systému ZW vajíčko určuje pohlaví potomka. Muži jsou homogametické pohlaví (ZZ), zatímco ženy jsou heterogametické pohlaví (ZW). Chromozom Z je větší a má více genů, jako chromozom X v systému XY.

Význam systémů ZW a XY

Mezi ptačí chromozomy ZW a savčí XY nejsou sdíleny žádné geny a ze srovnání mezi kuřecím a lidským chromozomem Z vypadal u lidí podobný autozomálnímu chromozomu 9 spíše než X nebo Y, což vede vědce k domněnce, že ZW a XY systémy určování pohlaví nesdílejí původ, ale to, že pohlavní chromozomy jsou odvozeny z autozomálních chromozomů společného předka . Předpokládá se, že tyto autozomy vyvinuly lokusy určující pohlaví, které se nakonec vyvinuly do příslušných pohlavních chromozomů, jakmile byla potlačena rekombinace mezi chromozomy (X a Y nebo Z a W).

Platypus , je monotreme savec, má systém pěti párů XY chromozomů. Díky homologním oblastem u mužské meiózy vytvářejí mnohonásobný řetězec a nakonec se oddělují na sperma XXXXX a sperma YYYYY. Dvojice podobná ptákům Z se objevuje na opačných koncích řetězce. Oblasti homologické s chromozomem ptáka Z jsou roztroušeny po X3 a X5. Ačkoli systém určování pohlaví není nutně spojen se systémem ptáků a rozhodně ne se systémem terianských savců , podobnost přinejmenším umožnila dospět k závěru, že savci vyvinuli pohlavní chromozomy dvakrát. Předchozí zpráva, že ptakopysk má X chromozomů podobných chromozomům terianských savců, je nyní považována za chybu.

Ptačí a hadí ZW spolu nesouvisejí, protože se vyvinuli z různých autozomů. Ptačí chromozomy ptakopytů však mohou naznačovat, že předkové hadů měli ptačí systém ZW.

Napříč druhy

U ptáků

I když nebyl proveden rozsáhlý výzkum jiných organismů se systémem určování pohlaví ZW, v roce 2007 vědci oznámili, že pohlavní chromozomy kuřat a zebřiček nevykazují žádný typ kompenzace dávkování v celém chromozomu , a místo toho se zdá, že dávkování kompenzuje na základě genů po genech. Předpokládá se, že specifická místa na chromozomu kuřete Z, jako je oblast MHM , vykazují regionální kompenzaci dávky, ačkoli vědci tvrdili, že tato oblast ve skutečnosti nepředstavuje lokální kompenzaci dávky. Další výzkum rozšířil seznam ptáků, kteří nevykazují žádný typ kompenzace dávkování v celém chromozomu, na vrány a ptáky nadřádu běžci, což znamená, že všechny ptačí chromozomy postrádají kompenzaci dávkování v celém chromozomu. U chromozomů ptačího pohlaví byla pozorována kompenzace dávek specifická pro transkripční i translační gen. Kromě toho bylo navrženo zapojení miRNA zaměřených na pohlaví, aby se kompenzovala přítomnost dvou Z-chromozomů u samců ptáků.

Není známo, zda je možné, že přítomnost chromozomu W indukuje ženské rysy, nebo zda místo toho duplikace chromozomu Z indukuje mužské; na rozdíl od savců nebyli uspokojivě zdokumentováni žádní ptáci s dvojitým chromozomem W (ZWW) nebo jediným Z (Z0). Je však známo, že odstranění nebo poškození vaječníků samic ptáků může vést k rozvoji mužského peří, což naznačuje, že ženské hormony potlačují expresi mužských charakteristik u ptáků. Zdá se možné, že buď stav může způsobit smrt embrya , nebo že oba chromozomy mohou být zodpovědné za výběr pohlaví. Jedním z možných genů, které by mohly určit pohlaví u ptáků, je gen DMRT1 . Studie ukázaly, že pro určení mužského pohlaví jsou nutné dvě kopie genu.

Systém určování pohlaví ZW umožňuje vytvářet kuřata se sex- linkem, u nichž je barva při líhnutí odlišena podle pohlaví, což usnadňuje proces pohlaví kuřat.

V hadech

Chromozomy W hada vykazují různé úrovně rozpadu ve srovnání s jejich Z chromozomy. To umožňuje sledovat zmenšování chromozomů W (analogické zmenšování chromozomů Y) porovnáváním mezi druhy. Mapování specifických genů ukazuje, že hadí systém se liší od ptačího systému. Dosud není známo, který gen u hadů určuje pohlaví. Jedna věc, která vynikla, bylo, že Python vykazuje malé známky „zmenšování W“.

O rodinách Boa a Python je nyní známo, že pravděpodobně mají XY systém určování pohlaví . Zájem o to se dozvěděl od ženských rodinných příslušníků schopných partenogeneze nebo produkce potomků bez páření. V roce 2010byla ve volné přírodě nalezenasamice hroznýše, který tímto způsobem vyprodukoval 22 samičích potomků. Do té doby se předpokládalo, že takový vzor byl vytvořen chromozomy WW. Python bivittatus a Boa imperator , podobně produkují pouze ženské potomky; jejich genomy sdílejí mužské specifické jednonukleotidové polymorfismy identifikovatelnéštěpením restrikčními enzymy . Jejich chromozomální původ se však liší: Pythonův XY je podobný ZW jiných hadů, zatímco Boa XY mapuje mikrochromozomy u jiných hadů. Vzorec pouze pro ženy je na rozdíl od ZW Colubroidean parthenogens, které vždy produkují mužské (ZZ) potomstvo.

V motýlech a motýlech

V Lepidoptera (můry a motýli) mohou ženy mít Z, ZZW a dokonce i ZZWW.

Ve schistosomech

Rodina Schistosomatidae, běžně nazývaná krevní motolice, jsou malí parazitičtí plochí červi, kteří žijí v cévách močového měchýře, jater, střev a dalších orgánů ptáků a savců. Jsou jedinou sexuálně heteromorfní rodinou mezi trematodovou třídou a závisí na tom, zda zbývající biochemicky spárované v kopuli dokončí svůj životní cyklus. Heterogametické pohlavní chromozomy u žen devíti druhů schistosomů poprvé popsala genetička Margaret Menzel a parazitolog Robert B. Short z Floridské státní univerzity v roce 1960. Rozdíl v pohlavních chromozomech byl zaznamenán během pachytenové fáze meiotické profázy, kdy byly chromozomy zesílit a sladit se svým homologním partnerem.

U želv

Želvy Trionychidae mají systém určování pohlaví ZZ-ZW, který vznikl někdy mezi začátkem jury a rané křídy.

V rostlinách

Mezi přibližně 5% druhů rostlin, které mají oddělené samce a samice ( dvoudomé ), je známo, že několik z nich má systém určování pohlaví ZW. Patří sem pistácie , několik druhů jahod včetně Fragaria virginiana , Fragaria chiloensis a několik druhů vrb včetně Salix viminalis a Salix purpurea .

Viz také

Reference

Média související se systémem určování pohlaví ZW na Wikimedia Commons

Languages

In other projects