autosexing

Dědičnost pohlaví
a znaků s pohlavím souvisejících
Rozmnožování
Nepohlavní – amixis bez zvýšení genotypové
proměnlivosti
ě li
i
Pohlavní - amfimixis zvýšení
ý
genotypové
g
yp
proměnlivosti
Hermafrodité: jeden jedinec oba typy pohlavních buněk
Gonochoristé: dvě oddělená pohlaví
Apomixis - bez splynutí pohlavních buněk
• Partenogeneze z neoplozené samičí buňky
• Apogametie z jakékoli buňky samičího pohl.
pohl aparátu
• Fakultativní partenogeneze u diplohaploidních organismů
• a další
p
Rozlišení pohlaví
evolučně
l č ě výhodný
ýh d ý způsob
ů b rozmnožování
ž á í
Evoluce pohlavních chromozomů
- jejich
j ji h diferenciace
dif
i
co do
d velikosti
lik ti X,Y
XY
- soustředění hlavních genů souvisejících se
vznikem pohlaví
p
Determinace pohlaví
Negenetické
g
mechanismyy
U řady
y nižších živočichů, ryb,
y hmyzu,
y červů, obojživelníků,
j
aj.
j
Indiferentní základ
Vliv prostředí
Diferenciace samčího nebo
samičího pohlaví
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
vliv teploty
vliv pH
vliv stanoviště
vliv proudění vody
vliv světla
vliv salinity prostředí
j
aj.
p
Determinace pohlaví
Genetické mechanismyy
(specifické pohlavní geny a pohlavní chromozomy)
( vyšších
(u
šší h ži
živočichů
či hů a některých
ěk ý h rostlin)
li )
ODG
TDFgen, SRYgen
TDFgen
a další geny
((testes determinující
j geny)
g y) (ovaria determinující geny)
I dif
Indiferentní
t í základ
ákl d pohlaví
hl í
Diferenciace samčího
pohlaví
Diferenciace samičího
pohlaví
ypy
Pohlavní typy
Typ drosofila (savčí)
P
XY
X
Y
F1 XX
XX
X
ggametyy
XY
Savci, dvoukřídlí, ryby.
p
Jeho modifikace protenor
P
XO
X
O
F1 XX
XX
X
ggamety
y
XO
Ploštice, kobylky.
Pohlavní typy
Typ abraxas (ptačí)
P
XY
Y
X
F1 XY
XX
X
Jeho modifikace
P
gamety
XX
Hmyz, ryby, plazi, ptáci.
XO
O
X
F1 XO
XX
X
XX
Moli.
ggamety
y
ypy
Pohlavní typy
Typ habracon
U samců není
redukční
dělení
gamety
AX
AAXX
n
2n
AX
AX AX
AAXX
AX
Genotypová determinace pohlaví (drozofila)
Pohlavní indexy (PI)
PI =
počet X ch.
počtu sádek A
tj
tj.
F
M
AAXX
1:1 1
normální ♀
AAXY
1:2 0,5
normální ♂
AAXXX 3:2 1,5
nadsamice
AAAXY 1:3 0,33
nadsamec
AAAXX 2:3 0,66
intersex
Genotypová determinace pohlaví (drozofila)
Pohlavní indexy (PI)
Platí
Pl
tí u nižších
ižší h organismů,
i ů u vyšších
šší h ži
živočichů
či hů vč.
č
člověka má významnou úlohu také chromozom Y, v
jeho krátkém raménku prokázána přítomnost
maskulinních faktorů.
Gynandromorfismus
chimérický charakter organismu, který nese
znaky obou pohlaví.
pohlaví
Vznik non-disjunkcí.
Vznik gynandromorfismu
Typ drozofila
AX
AX
Non-disjunkce,
Non
disjunkce v 1.
1 dělení ztratí X
AAXX chromozom.
AAXX AAX
1.Dělení – blastomery.
g
znakyy
V jjednom organismu
obou pohlaví, např. pravá-levá
strana.
gy
Vznik gynandromorfismu
Typ abraxas
AX
AX
AY
AX
AAXX AAXY
Dvoujaderné
vajíčko oplozené 2
spermiemi.
i i
1. Dělení - blastomery
Vznik gynandromorfismu
Typ habracon
AX
AX
Dvoujaderné
vajíčko,
j
, 1 jjádro
oplozeno spermií.
AX
AAXX
AX
1. Dělení - blastomery
Genotypová determinace pohlaví
Drosofila
F vX
M v autosomech
AAXX
MMFF
♀
FF>MM
FF
MM
AAXY
MMF
♂
MM>F
MM
F
Abraxas
M v X chromozomech
F vY
AAXX
MM
♂
AAXY
MF
♀
F>M
Habracon
Diplohaploidní organismy
MiFvX
AAXX
AX
♀
♂
FFMM
FF > MM
MF
M > F
Lyonizace - sexchromatin X
Buňka v interfázi
normální♂
♂
XY
normální ♀
XX
♀ s Turn. syn.
X0
♂ s Klinf. syn.
XXY
P l
i X
♀ s Polysomie
ř XXX
např.
Počet tělísek = nX - 1
Y chromatin
Buňka v interfázi
normální♂
ál í♂
XY
normální ♀
XX
♂ s Klinf. syn.
XXY
♂ u s. XYY
XYY
Polysomie Y
XYYY
Počet tělísek Y = nY Chr.
Evoluce pohlavnosti
Reprodukce
R
d k jje základní
ákl d í vlastností
l t tí vyšších
šší h
organismů.
g
Rozmnožování nepohlavní:
• Evolučně mladší
druhů více než
• Rozšířeno hlavně u rostlin (většina druhů,
90%) a u některých nižších živočichů
Rozmnožování pohlavní:
• Evolučně vyšší
• U některých rostlin (dvoudomé, např.
k t k šťovík,
knotovka,
šť ík jahodník)
j h d ík) a vyšších
šší h živočichů
ži či hů
Pohlavní rozmnožování
Přináší evoluční výhody:
• Kombinaci genomů odlišných gamet
• Rekombinaci genetické informace (při meiotickém
crossing overu)
Vzniká pohlavní dimorfismus (gonochorismus):
V i l se dva
d typy
t
hl í – samčí
čí a samičí
ičí
• Vyvinuly
pohlaví
• Dva typy pohlavních buněk – spermie a vajíčka
• Dva odlišné pohlavní fenotypy
• Nová g
generace vzniká splýváním
pý
gamet
g
• Střídání fází – haploidní diploidní
Hermafroditismus:
• Pohlaví nerozlišeno
• Tentýž
ý jjedinec vytváří
y
ggamety
y obou ppohlavních typů
yp nebo jen
j
pohlavního typu jednoho - izogamety
Vý j gonochorismu:
Vývoj
h i
• Mutace:
potlačení jednoho typu orgánů
ze
♂
♀
vzniká
♂
♀
• Translokace: přesun chromoz. hmoty a vznik pohlavních
chromozomů
Mechanismy determinace pohlaví
Enviromentální:
• Nejčastěji vliv teploty, pohybu, chemické
vlivy, výživa, teploty inkubace vajíčka, aj
• Například:
aligátoři
♂
♀
• Například:
želvy
• Například:
krokodýli
♂
♀
♂
♀
♀
Mechanismy determinace pohlaví
G
Genetické:
i ké
• embryonální reprodukční struktury jsou u obou
pohlaví stejné (bisexuální), jsou tvořeny
kůrou (cortex) a dření (medula)
• např.
např u člověka diferenciace od 7.
7 dne vývoje
embrya
Mechanismy determinace pohlaví
Diferenciace pohlaví:
kůra (cortex)
ků
(
)
vnější
Vývoj cortikální vrstvy
potačení medulární vrstvy
Vývoj
dřeň (medula)
vnitřní
Vývoj medulární vrstvy
potačení cortikální vrstvy
Vývoj
♀
♂
Mechanismy determinace pohlaví
U samce:
Pod
P
d vlivem
li
TDF je
j
podporován vývoj meduly a
dochází k degeneraci cortexu
Testis Determining Factor
AAXY
je Y chromozom
j SRY gen
je
p
TDF
vzniká jjeho produkt
TDF je produkt genu SRY
lokalizovaném
l k li
é na Y
chromozomu
rozvoj meduly (testes)
( sex ratio )
samčí diferenciace
produkce testosteronu
Mechanismy determinace pohlaví
U samice:
Při nepřítomnosti
Y chromozomu chybí SRY
gen i jeho produkt TDF.
Proto dochází k vývoji
cortexu a degeneraci
medule.
d l
AAXX
chybí SRY
nevzniká TDF
rozvoj cortexu (vaječníků)
produkce
d k estrogenu
samičí diferenciace
Mechanismy determinace pohlaví
Müllerův a Wolfův vývod
E b
Embryonálně
ál ě se současně
č ě zakládají
klád jí Müllerův
Müll ů a
Wolfův vývod.
U samce degeneruje Müllerův vývod a z Wolfova
vývodu
ý d vznikají
ik jí samčí
čí pohlavní
hl í cesty.
t
U samic je tomu naopak.
naopak
Evoluce pohlavnosti
Mechanismy determinace pohlaví
Genetické mechanizmy
y vzniku pohlaví
p
jsou
j
spojeny se vznikem (diferenciací) pohlavních
chromozomů.
chromozomů
Evoluce pohlavnosti
Výhody a nevýhody pohlavního rozmnožování
Nevýhody
•poloviční rychlost rozmnožování
•vyřeďování
ř ď á í vlastního
l t íh genetického
ti kéh materiálu
t iál
•dochází k rozpadu osvědčených genových kombinací
•vyžaduje složitý fyziologický aparát
g
y náročná činnost
•časově i energeticky
•možnost šíření parazitických organismů
•kritická velikost populace
Výhody
Výh d
•možnost současné selekce několika výhodných
mutací
•zbavování se sousedství nevýhodných mutací
•udržování polymorfizmu v populaci
•udržování diploidního stavu alel v genomu
•snižování vzájemné konkurence mezi sourozenci
•výběr jedinců ideálně přizpůsobených stanovišti
•snížení podobnosti mezi rodičem a potomstvem
vznik pohlavního rozmnožování je evolučně
•vznik
jednosměrný proces
Paradox sexu
• Příroda klade důraz na zajištění genetické přesnosti,
proto je výhodou asexuální reprodukce
• Na druhé straně sexualita je zdrojem kombinací a
rekombinací. Důsledkem je zvýšení proměnlivosti.
•Třetím
Tř í paradoxem
d
je
j cena za sex, cena za vznik
ik
samečka (výrazně například u včel).
Monogamie - polygamie:
• Monogamie
M
i je
j proti
ti polygamii
l
ii evolučně
l č ě
favorizována (při péči obou rodičů o mláďata větší
šance na přežití).
platí opačný
• V umělém chovu zvířat p
p ý pproces.
Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím
Princip vazby na pohlaví
Úplná vazba na
chromozom X
hhomologické
l i ké úseky
ú k
chromozomů xy
diferencialní úsekyy
chromozomů xy
centromera
Neúplná
vazba na
pohlaví
Úplná vazba na
chromozom Y
Neúplná vazba
na pohlaví
Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím
Vazba na pohlaví
Xa
aa
A-
AA
XA
a
A -
A
Y
aA
a-
Color sexing
aa
Aa
-
VAZBA
NA
X
A-
uniformní
((dědičnost křížem))
X
--
-A
--
-a
--
A-
--
-a
YA
Ya
VAZBA
NA
Y
Dědičnost přímá - holandrická
YA, Ya
hemizygot (dominantní, recesívní)
Vazba na pohlaví
Autosexing – peříčková metoda
K – pomalé opeř.
k – normální opeř.
♀
-K
K
-
K
♀
-k
k
Normální
opeřování
úplná dominance, úplná
vazba na X
P
x kk
F
1
k
bílá plemena
(nejčastěji)
k
Kk
Pomalé
opeřování
Dědičnost
Dědič t křížem
kříž
Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím
Znaky pohlavím ovládané
AABbCc..XX
G♀=G♂
AABbCc..XY
+♂ hormony
+♀ hormony
projev
j znaku
k
O
Geny: A, B, C ... X pro dojivost
G
Geny:
K,
K L,
L M ... N pro h
hustotu
t t ejakulátu
j k lát
KKLlMm...XX
KKLlMm XX
+♀
♀ hormony
O
G♀=G♂
KKLlMm..XY
KKLlMm XY
+♂
♂ hormony
projev znaku
Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím
Znaky pohlavím ovlivněné
♂♂♂♀♀♀
AA
Aa
aa
Dom.
Dom.
Rec.
Ayrsh. mahagon
♂
♀
Aa + ♂ hormony
Aa + ♀ hormony
AA
Aa
aa
Dom.
Rec.
Rec.
Ayrsh. červený
projev znaku
0
ŘADA MODIFIKACÍ