Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Определение пола ZW у птиц (на примере цыплят)
Часть серии по
Секс
Мыши XY chromosomes.jpg
Биологические термины
Половое размножение
Сексуальность
  • Сексуальность растений
  • Сексуальность животных
  • Человеческая сексуальность
    • Механика
    • Дифференциация
    • Мероприятия
  • v
  • т
  • е

Система определения пола ZW - это хромосомная система, которая определяет пол потомства у птиц , некоторых рыб и ракообразных, таких как гигантская речная креветка , некоторых насекомых (включая бабочек и мотыльков ), семейства плоских червей шистосомных и некоторых рептилий, например большинство змей, ящериц и варанов, включая драконов Комодо . Он также используется в некоторых растениях, где он, вероятно, несколько раз развивался независимо. [1] Буквы Z и W используются для отличия этой системы от системы определения пола XY.. В этой системе у женщин есть пара разнородных хромосом ZW , а у мужчин - две похожие хромосомы ZZ .

В отличие от системы определения пола XY и системы определения пола X0 , где сперма определяет пол, в системе ZW яйцеклетка определяет пол потомства. Самцы относятся к гомогаметному полу (ZZ), а женщины - к гетерогаметному полу (ZW). Z-хромосома больше и имеет больше генов, как и X-хромосома в системе XY.

Значение систем ZW и XY [ править ]

У птичьих ZW и XY-хромосом млекопитающих нет общих генов [2], и при сравнении курицы и человека Z-хромосома оказалась похожей на аутосомную 9 хромосому у человека, а не на X или Y, что привело исследователей к выводу, что системы определения пола ZW и XY не имеют общего происхождения, но половые хромосомы происходят от аутосомных хромосом общего предка . Считается, что эти аутосомы развили локусы, определяющие пол, которые в конечном итоге превратились в соответствующие половые хромосомы после подавления рекомбинации между хромосомами (X и Y или Z и W). [3]

Утконоса , A Однопроходные млекопитающим, имеет систему 5 пар хромосом XY. Они образуют множественную цепь из-за гомологичных участков в мужском мейозе и, наконец, разделяются на XXXXX-сперматозоиды и YYYYY-сперматозоиды. Z-образная пара птиц появляется на противоположных концах цепочки. Области, гомологичные Z-хромосоме птицы, разбросаны по X3 и X5. [4] ( рис. 5 ) Хотя система определения пола не обязательно связана с системой определения пола птиц и определенно не связана с системой определения пола терианских млекопитающих , сходство, по крайней мере, позволило сделать вывод, что у млекопитающих половые хромосомы развивались дважды. [5] Предыдущее сообщение о том, что у утконоса есть Х-хромосомы, аналогичные хромосомамТерианские млекопитающие теперь считаются ошибкой. [6]

Птица и змея ZW не связаны между собой, поскольку произошли от разных аутосом. [7] Однако птицеподобные хромосомы утконоса могут указывать на то, что предки змей имели птицеподобную систему ZW. [6]

У птиц [ править ]

Хотя обширных исследований других организмов с системой определения пола ZW не проводилось, в 2007 году исследователи объявили, что половые хромосомы цыплят и зебровых вьюрков не проявляют какого-либо типа дозовой компенсации в масштабе всей хромосомы , а вместо этого, похоже, компенсируют дозу. на генной основе. [8] [9] Считается, что определенные места на Z-хромосоме курицы, такие как область MHM , демонстрируют региональную дозовую компенсацию, хотя исследователи утверждают, что эта область на самом деле не представляет собой локальную дозовую компенсацию. [10] [11]Дальнейшие исследования расширили список птиц, которые не демонстрируют какой-либо тип дозовой компенсации по всей хромосоме, по сравнению с воронами и крысами, таким образом подразумевая, что все хромосомы птиц не имеют дозовой компенсации по всей хромосоме. [12] [13] Как транскрипционная, так и трансляционная ген-специфическая дозовая компенсация наблюдалась в птичьих половых хромосомах. [14] Кроме того, предполагается, что участие miRNAs с предвзятым отношением к полу должно компенсировать присутствие 2 Z-хромосом у самцов птиц. [15]

Неизвестно, может ли присутствие W-хромосомы индуцировать женские черты, или же это дупликация Z-хромосомы вызывает мужские черты; В отличие от млекопитающих, ни одна птица с двойной W-хромосомой (ZWW) или одиночной Z (Z0) не была задокументирована должным образом. Однако известно, что удаление или повреждение яичников у самок птиц может привести к развитию мужского оперения, что свидетельствует о том, что женские гормоны подавляют проявление мужских качеств у птиц. [16] Возможно, что либо заболевание могло вызвать гибель эмбриона , либо обе хромосомы могли быть ответственны за выбор пола. [17] Одним из возможных генов, который может определять пол у птиц, является DMRT1.ген. Исследования показали, что для определения мужского пола необходимы две копии гена. [14] [18]

Система определения пола ZW позволяет создавать цыплят с привязкой к полу, цвет которых при вылуплении зависит от пола, что упрощает процесс определения пола цыплят.

В змеях [ править ]

W-хромосомы змеи демонстрируют разные уровни распада по сравнению с их Z-хромосомами. Это позволяет отслеживать сокращение W-хромосом (аналогично уменьшению Y-хромосом) путем сравнения между видами. Картирование конкретных генов показывает, что система змей отличается от системы птиц. Пока неизвестно, какой ген у змей определяет пол. Одна вещь, которая выделялась, заключалась в том, что Python проявлял небольшие признаки "W-сжатия". [7]

В настоящее время известно, что в семьях удавов и питонов существует система определения пола XY . [19] Заинтересованность в изучении этого вопроса возникла у членов семьи женского пола, способных к партеногенезу или производить потомство без спаривания. В 2010 годув дикой природе была обнаруженасамка удава, которая произвела таким образом 22 потомков. К тому времени предполагалось, что такой образец был произведен хромосомами WW. [20] Python bivittatus и Boa Imperator , так же только производят потомство женского пола; их геномы разделяют специфические для мужчин однонуклеотидные полиморфизмы, идентифицируемые рестриктивным ферментомпищеварение. Однако их хромосомное происхождение различается: Python XY похож на ZW других змей, а Boa XY отображается на микрохромосомы других змей. [21] Модель только для самок отличается от партеногенов ZW Colubroidan , которые всегда дают потомство мужского пола (ZZ). [22]

У мотыльков и бабочек [ править ]

У чешуекрылых (бабочки и бабочки) можно найти примеры самок Z0, ZZW и ZZWW. [ необходима цитата ] Это говорит о том, что W-хромосома важна для определения самок у некоторых видов (ZZW), но не у других (Z0). [ необходима цитата ]

В шистосомах [ править ]

Семейство Schistosomatidae, обычно называемое кровяными сосальщиками, представляет собой мелких паразитических плоских червей, обитающих в кровеносных сосудах мочевого пузыря, печени, кишечника и других органах птиц и млекопитающих. Они являются единственным семейством, гетероморфным по половому признаку среди класса трематод, и для завершения своего жизненного цикла зависят от сохранения биохимических пар в связке. [23] Гетерогаметные половые хромосомы у самок девяти видов шистосом были впервые описаны генетиком Маргарет Мензель и паразитологом Робертом Б. Шорт из Университета штата Флорида в 1960 году. [24] [25] Разница в половых хромосомах была отмечена во время исследования. стадия пахитены профазы мейоза, когда хромосомы утолщаются и выравниваются со своим гомологичным партнером.

В черепахах [ править ]

Черепахи Trionychidae обладают системой определения пола ZZ-ZW, которая возникла где-то между началом юры и ранним меловым периодом. [26]

В растениях [ править ]

Среди примерно 5% видов растений, у которых есть отдельные мужские и женские особи ( раздельнополые ), некоторые, как известно, имеют ZW-систему определения пола. К ним относятся фисташки , несколько видов клубники, включая Fragaria virginiana , Fragaria chiloensis и несколько видов ивы, включая Salix viminalis и Salix purpurea . [1] [27]

См. Также [ править ]

  • Интерсексуальность для информации об изменениях половых форм человека
  • Половая дифференциация (человек)
  • Вторичная половая характеристика (человек)
  • Y-хромосомный Адам
  • Определение пола в Silene
  • Система определения пола
  • Половая дифференциация
  • Гаплодиплоидная система определения пола
  • Система определения пола XY
  • Система определения пола X0
  • Z0 система определения пола
  • Определение пола в зависимости от температуры
  • Х хромосома
  • Y-хромосома

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Чжоу, Ран; Макая-Санс, Дэвид; Карлсон, Крейг Х .; еще тринадцать и (14 февраля 2020 г.). «Половая хромосома ивы показывает конвергентную эволюцию сложных палиндромных повторов» . Геномная биология . 21 : 38. DOI : 10.1186 / s13059-020-1952-4 . Проверено 8 декабря 2020 .
  2. ^ Stiglec R, Ezaz T, Graves JA (2007). «Новый взгляд на эволюцию половых хромосом птиц». Cytogenet. Genome Res . 117 (1–4): 103–9. DOI : 10.1159 / 000103170 . PMID 17675850 . 
  3. ^ Ellegren, Ганс (2011-03-01). «Эволюция половых хромосом: недавний прогресс и влияние мужской и женской гетерогаметности». Природа Обзоры Генетики . 12 (3): 157–166. DOI : 10.1038 / nrg2948 . ISSN 1471-0056 . PMID 21301475 .  
  4. ^ Deakin, JE; Graves, JA; Ренс, В. (2012). «Эволюция сумчатых и монотремных хромосом» . Цитогенетические и геномные исследования . 137 (2–4): 113–29. DOI : 10.1159 / 000339433 . PMID 22777195 . 
  5. ^ Кортез, Диего; Марин, Рэй; Толедо-Флорес, Дебора; Фройдо, Лор; Лихти, Анжелика; Waters, Paul D .; Грюцнер, Франк; Каессманн, Хенрик (24 апреля 2014 г.). «Происхождение и функциональная эволюция Y-хромосом у млекопитающих». Природа . 508 (7497): 488–493. Bibcode : 2014Natur.508..488C . DOI : 10,1038 / природа13151 . PMID 24759410 . 
  6. ^ а б Вейрунес Ф., Уотерс П.Д., Митке П. и др. (2008). «Птичьи половые хромосомы утконоса предполагают недавнее происхождение половых хромосом млекопитающих» . Геномные исследования . 18 (6): 965–973. DOI : 10.1101 / gr.7101908 . PMC 2413164 . PMID 18463302 .  
  7. ^ а б Мацубара, К; Таруи, Н; Ториба, М; Yamada, K; Нисида-Умэхара, С; Агата, К; Мацуда, Y (28 ноября 2006 г.). «Доказательства различного происхождения половых хромосом у змей, птиц и млекопитающих и ступенчатая дифференциация половых хромосом змей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (48): 18190–5. DOI : 10.1073 / pnas.0605274103 . PMC 1838728 . PMID 17110446 .  
  8. ^ Эллегрен, Ганс; Халтин-Розенберг, Лина; Брунстрем, Бьёрн; Денкер, Леннарт; Култима, Ким; Шольц, Биргер (2007-09-20). «Столкнувшись с неравенством: курица не имеет общей дозовой компенсации сцепленных с полом генов» . BMC Biology . 5 (1): 40. DOI : 10.1186 / 1741-7007-5-40 . ISSN 1741-7007 . PMC 2099419 . PMID 17883843 .   
  9. ^ Ито, Юичиро; Меламед, Эстер; Ян, Ся; Кампф, Кэти; Ванга, Сюзанна; Йехья, Надир; Ван Нас, Атила; Реплогл, Кирстин; Группа, Марк Р. (2007-01-01). «Дозовая компенсация у птиц менее эффективна, чем у млекопитающих» . Журнал биологии . 6 (1): 2. DOI : 10,1186 / jbiol53 . ISSN 1475-4924 . PMC 2373894 . PMID 17352797 .   
  10. ^ Mank, JE; Эллегрен, Х. (2009-03-01). «Вся дозовая компенсация является локальной: генная регуляция зависимой от пола экспрессии на Z-хромосоме курицы» . Наследственность . 102 (3): 312–320. DOI : 10.1038 / hdy.2008.116 . ISSN 1365-2540 . PMID 18985062 .  
  11. ^ Манк, Джудит E .; Хоскен, Дэвид Дж .; Веделл, Нина (01.08.2011). «Некоторые неудобные истины о компенсации дозировки половых хромосом и потенциальной роли сексуального конфликта» . Эволюция . 65 (8): 2133–2144. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.2011.01316.x . ISSN 1558-5646 . PMID 21790564 .  
  12. ^ Вольф, Йохен Б.В.; Брык, Ярослав (01.02.2011). «Общее отсутствие глобальной дозовой компенсации в системах ZZ / ZW? Расширение перспективы с помощью RNA-seq» . BMC Genomics . 12 (1): 91. DOI : 10.1186 / 1471-2164-12-91 . ISSN 1471-2164 . PMC 3040151 . PMID 21284834 .   
  13. ^ Адольфссон, София; Эллегрен, Ханс (1 апреля 2013 г.). «Отсутствие дозовой компенсации сопровождает задержанную стадию эволюции половых хромосом у страусов» . Молекулярная биология и эволюция . 30 (4): 806–810. DOI : 10.1093 / molbev / mst009 . ISSN 0737-4038 . PMC 3603317 . PMID 23329687 .   
  14. ^ а б Уэббинг, Северин; Конзер, Энн; Сюй, Луохао; Бакстрём, Никлас; Брунстрем, Бьёрн; Бергквист, Йонас; Эллегрен, Ханс (24.06.2015). «Количественная масс-спектрометрия выявляет частичное поступательное регулирование для компенсации дозировки у курицы» . Молекулярная биология и эволюция . 32 (10): 2716–25. DOI : 10.1093 / molbev / msv147 . ISSN 0737-4038 . PMC 4576709 . PMID 26108680 .   
  15. ^ Warnefors, Мария; Мёссингер, Катарина; Хальберт, Жан; Студер, Таня; VandeBerg, John L .; Линдгрен, Иса; Фаллахшахруди, Амир; Дженсен, Пер; Каессманн, Хенрик (27 октября 2017 г.). «Смещенная к полу экспрессия микроРНК у млекопитающих и птиц выявляет лежащие в основе регуляторные механизмы и роль в дозовой компенсации» . Геномные исследования . 27 (12): 1961–1973. DOI : 10.1101 / gr.225391.117 . PMC 5741053 . PMID 29079676 .  
  16. ^ Graves, J. a. М. (2003). «Секс и смерть у птиц: модель дозовой компенсации, которая предсказывает летальность анеуплоидов половых хромосом» . Цитогенетические и геномные исследования . 101 (3–4): 278–282. DOI : 10.1159 / 000074349 . ISSN 1424-859X . PMID 14684995 .  
  17. ^ Smith CA, Roeszler К.Н., Хадсон QJ, Sinclair AH (2007). «Определение птичьего пола: что, когда и где?». Cytogenet. Genome Res . 117 (1–4): 165–73. DOI : 10.1159 / 000103177 . PMID 17675857 . 
  18. ^ Наурин, Сара; Ханссон, Бенгт; Бенш, Стаффан; Хасселквист, Деннис (01.01.2010). «Почему компенсация дозировки различается для таксонов XY и ZW?». Тенденции в генетике . 26 (1): 15–20. DOI : 10.1016 / j.tig.2009.11.006 . ISSN 0168-9525 . PMID 19963300 .  
  19. Перейти ↑ Emerson, JJ (август 2017 г.). «Эволюция: изменение парадигмы в генетике половых хромосом змей» . Текущая биология . 27 (16): R800 – R803. DOI : 10.1016 / j.cub.2017.06.079 . PMID 28829965 . 
  20. ^ "Удав рожает детей без отца" . CBC News . 3 ноября 2010 г.
  21. ^ Гэмбл, Тони; Кастое, Тодд А .; Нильсен, Стюарт V .; Бэнкс, Джейсон Л .; Card, Daren C .; Schield, Drew R .; Schuett, Gordon W .; Бут, Уоррен (24.07.2017). «Открытие половых хромосом XY у удавов и питонов» . Текущая биология . 27 (14): 2148–2153.e4. DOI : 10.1016 / j.cub.2017.06.010 . ISSN 1879-0445 . PMID 28690112 .  
  22. ^ Бут, Уоррен; Шуэтт, Гордон В. (24 декабря 2015 г.). «Формирующаяся филогенетическая закономерность партеногенеза у змей» . Биологический журнал Линнеевского общества . 118 (2): 172–186. DOI : 10.1111 / bij.12744 . ISSN 0024-4066 . 
  23. ^ Аткинсон, Кристина Х .; Аткинсон, Берр Г. (1980-01-31). «Биохимическая основа непрерывного совокупления самок Schistosoma mansoni». Природа . 118 (2): 478–479. DOI : 10.1038 / 283478a0 . PMID 7352026 . 
  24. ^ Menzel, Margaret Y .; Коротко, Роберт Б. (1960). «Хромосомы пахитены в трех видах шистосом: половые и аутосомные биваленты у мужчин и женщин». Журнал наследственности . 51 (1): 3–12.
  25. ^ Коротко, Роберт Б .; Мензель, Маргарет Ю. (1960). «Хромосомы девяти видов шистосом». Журнал паразитологии . 46 : 273–287.
  26. ^ Ровацос, Михаил; Пращаг, Петр; Фриц, Уве; Кратохвшл, Лукаш (10.02.2017). «Стабильные половые хромосомы мелового периода позволяют определять пол на молекулярном уровне у мягкотелых черепах (Testudines: Trionychidae)» . Научные отчеты . 7 (1): 42150. DOI : 10.1038 / srep42150 . ISSN 2045-2322 . 
  27. ^ Чарльзуорт, Дебора (2015). «Половые хромосомы растений» . Ежегодный обзор биологии растений . 67 : 397–420 . Проверено 8 декабря 2020 .

СМИ, связанные с системой определения пола ZW на Викискладе?