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Determinação Sexual Gônadas → Testículo: • Ele é formado por lóbulos, que possuem em seu interior os túbulos seminíferos que produzem o espermatozoide, que são unidos e formam um conjunto de túbulos localizado acima do testículo, chamado de epidídimo, que é responsável pela armazenar os espermatozoides, que são liberados durante a ejaculação; - Caminho dos espematozóides: epidídimo à suctos deferentes à glândulas seminais à próstata à uretra à meio externo; • Glândulas: - Glândula bulborretal: localizada na base do pênis, limpa a uretra antes da ejaculação; - Vesícula seminal: localizadas no ducto deferente, sendo uma dilatação que produz líquido liberado no canal ejaculatório; - Próstata: secretam os líquidos que formam o sêmen; • Células: - Células da linhagem espermatogênica: estão localizadas entre as células de Sertoli e dão origem ao espermatozoide. Trata-se de uma célula germinativa; - Células de Sertoli: secretam hormônio anti-mulleriano (HAM – embriogênese). Estão localizadas no interior do tubo seminífero e circundam as células da linhagem espermatogênica. Trata-se de uma célula somática; - Células intersticiais ou de Leydig: secretam testosterona e INSL-3. Estão localizadas fora do tubo seminífero. Trata- se de uma célula somática. → Ovário: • Possui uma região medular, que é rica em vasos, nervos, enquanto em seu córtex podem ser encontrados os folículos ovarianos em vários estágios de maturação; • Ovócito: semelhante a linhagem espermatogênica (célula germinativa); • Folículos overianos: ovócito + células granulosas + células da Teca; - Células granulosas: estão ao redor do ovócito, sendo responsáveis pela produção da enzima aromatase que converte os andrógenos (testosterona) em estrógeno ao aromatizar a testosterona. Trata-se de uma célula somática; - Células da Teca: secretam andrógenos, estando ao redor das células granulosas. Sua testosterona é convertida em estrógeno pelas células granulosas. Trata-se de uma célula somática; • O ovário fetal não produz hormônios, tendo início da secreção de andrógenos na puberdade, diferente do testículo, que desde o período fetal secreta hormônio. Determinação do sexo • O sistema urogenital é desenvolvido a partir do mesoderma intermediário, até a 5ª semana; Testículo Ovário Células somáticas Sertoli Leydig Granulosa Teca Células germinativas Linhagem esparmatogênica Ovócito I Marianne Barone (15A) Disciplina – Prof. Marianne Barone (15A) Genética Médica – Prof. Allysson Coelho Sampaio • Mesonefro: ocorre o espessamento e a formação da crista sexual, sendo a região que vai ser diferenciada nas gônadas sexuais. Ao lado da crista sexual, são formados os ductos mesonéfricos e paramesonéfricos; • Seio urogenital: região em que é formada a genitália externa e os ductos mesonéfricos e paramesonéfricos são encontrados e unidos. Apenas um deles é desenvolvido, ou seja, caso seja menino apenas os ductos de Wolff se desenvolvem, enquanto nas apenas os ductos de Muller são desenvolvidos; - Ductos mesonéfricos/de Wolff: epidídimo, ducto deferente e vesícula seminal; - Ductos paramesonéfricos/de Muller: tuba uterina e útero; • Os três passos para a diferenciação sexual são: - Diferenciação das gônadas bipotenciais (testículos ou ovários); - Diferenciação dos ductos corretos (Wolff em meninos e Muller em meninas); - Diferenciação da genitália externa (pênis ou vagina); • Na diferenciação da gônada, tem início pela formação dos componentes somáticos, ou seja, células de Sertoli e células de Leydig nos testículos ou células foliculares e células de teca nos ovários. As células germinativas primordiais, que dão origem nas células germinativas (espermatogônia ou ovogônia), são formadas externamente ao embrião, na parede do saco vitelino, migrando para a região de formação das gônadas (gônadas bipotenciais). Caso elas migrem para regiões erradas, podem resultar em tumores de células germinativas (= teratomas extragonadais); • A diferenciação da genitália externa ocorre por 2 fases: - Determinação sexual: determina a gônada, em que a gônada bipotencial indiferenciada pode ser diferenciada em testículo ou ovário, sendo uma mudança geneticamente programada; - Diferenciação sexual: ocorre pela atuação de hormônios produzidos pelas gônadas, determinando um sexo fenotípico (genitália interna e externa); • Desenvolvimento do tubo de Wolff = desenvolvimento do epidídimo, ducto deferente e vesícula seminal; • Desenvolvimento do tubo de Muller = desenvolvimento da tuba uterina e do útero. Os tubos de Muller são fundidos em uma região mais inferior, tratando-se do local em que o útero é formado; • O desenvolvimento sexual é dividido em duas partes: - Determinação sexual: diferenciação das gônadas bipotenciais, sendo o único passo determinado geneticamente, tratando-se da transformação da gônada em testículo ou ovário; - Diferenciação sexual: relacionado a produção ou não de hormônios pelas glândulas, tratando-se da diferenciação dos ductos e da genitália externa. Diferenciação das gônadas bipotenciais • As gônadas bipotenciais são formadas a partir da crista genital, o que ocorre de acordo com a determinação do gene. Existem genes pró-testiculares e outros pró-ovarianos, que são encontrados nos cromossomos; • No indivíduo XY, são encontrados genes específicos que dão início a uma cascata que termina por formar o testículo. Caso não sejam encontrados esses genes, os genes que determinam e formação de ovários se sobressaem, resultando na formação da estrutura. Ocorre um bloqueamento entre os genes, em que caso um se sobressaia, ele bloqueia a ação do outro; • Síndromes dos cromossomos sexuais: - Síndrome de Klinefelter: trissomia do cromossomo sexual (47, XXY), com genitália infantil e grau de infertilidade; - Síndrome de Turner: (45, XO), os ovários não formam folículos, sem ciclo sexual, com genitália infantil e inférteis; • O cromossomo Y é o principal fator na determinação genética do sexo masculino em humanos; • Gene SRY: gene presente no braço menor do cromossomo Y que codifica uma proteína que é expressa apenas no testículo, codificando um fator de transcrição (transcrição: uso do DNA como molde para realizar o processo de DNA à RNA e dá início ao processo de transcrição); - Fator de transcrição: proteínas que se ligam ao DNA, reconhecendo uma sequência. Com esse reconhecimento, ocorre a ligação do complexo sequência de DNA (promotora), que indica o início da sequência e a posição do gene que deve ser transcrito, recrutando a RNA polimerase e dando início na transcrição; - Fatores de transcrição geral: encontrados em todas as células; - Fatores de transcrição específico: proteína específica a cada célula que ativa algum gene (“enhancer”), como o SRY (proteína/fator de transcrição = ativa algum gene), que é encontrado apenas no testículo; • Regiões pseudoautossômicas: presentes nos cromossomos sexuais (X e Y) e possuem genes homólogos, seguindo a herança mendeliana e sofrem crossing over; • O cromossomo X tem diversos genes. No seu braço longo são encontrados genes relacionados a receptores de andrógenos (testosterona); • Mecanismo de compensação de dose: nas mulheres, em cada célula, um dos cromossomos X é aleatoriamente desativado, fazendo com que a “dose” dos genes seja semelhante em quantidade ao masculino, ou seja, mesmo que mulheres tenham 2 cromossomos X e homens 1 cromossomo X, eles possuem a mesma quantidade de produtos gênicos e sua expressão seja a mesma; - Essa desativação ocorre no período embrionário, no blastocisto, e quando um cromossomo X é desativado em uma determinada célula, o mesmo cromossomo X continua desativado em outras células; Ex: se em uma célula desativa o cromossomo X vindo damãe, ele vai continuar desativado nas outra células resultantes de divisão celular. Enquanto uma célula pode desativar o X da mãe, outra pode desativar o X do pai e esses “desativados” serão mantidos nas células descendentes - As mulheres são um “mosaico” para o cromossomo X, em que em algumas células pode ser o cromossomo X da mãe que está desativado, enquanto em outras podem ser o cromossomo X vindos do pai; • Mulher com síndrome de Turner: na mulher normal, um dos X é inativado, mas cerca de 15% dos genes que estão no cromossomo X inativado estão presentes no que está ativo. Na mulher Turner, ela possui apenas um X e não apresenta os 15% dos genes em dose dupla, assim, ela é infértil e apresenta todas as características da síndrome; • Mulheres XY: possuem mutação no gene SRY, em que as mulheres possuem características anatômicas femininas, mas são inférteis (= Síndrome de Swyer). O ovário delas não existe ou é primitivo = não ocorre a produção de hormônios, não ocorrendo, assim, a menstruação. O número de folículos é pouco ou inexistente, sendo essa expressão de genes particulares ligados a Y em fêmeas XY deletéria nas células germinativas. As mulheres apresentam estatura alta, genitália externa feminina e normal, com altos níveis de estrogênio; • Ou seja, em seres XY (machos cromossômicos) mas que apresentam mutação no gene SRY acabam por serem mulheres, com fenótipo feminino e inférteis; • Em casos de seres XX (fêmea cromossômica) que carregam o gene SRY induzem o desenvolvimento de um macho infértil, assim, sabe-se que o gene SRY é o gene determinante do sexo masculino em mamíferos, com a formação de testículos que não apresentam células germinativas ou espematozóides, mas possuem tubos seminíferos; • Síndrome do homem 46, XX (disgenesia gonadal): homens XX com a presença do gene SRY. A presença do gene SRY ocorre apenas nos cromossomos Y, então, em casos de homens XX, pode ter ocorrido pelo crossing-over (das regiões pseudoautossômicas) da parte cromossômica em que é encontrado o gene SRY. A maioria dos homens XX apresentam o gene SRY no cromossomo X. Eles são sempre inférteis pela ausência da produção de espermatozoides; • Cromossomo Y possui o gene SRY. O gene SRY é responsável por ativar o gene SOX9 no testículo, que dá início a produção das células de Sertoli, que atuam como centro organizador da diferenciação de testículos. O gene SOX9 é o mesmo tanto no testículo quanto na cartilagem (fator de transcrição), sendo gene autossômico, presente no cromossomo 17 tanto em homens quanto em mulheres; - 46, XY, com mutação no SOX9: problemas esqueléticos (displasia campoméloca) e reversão sexual (ou seja, é masculino cromossomicamente, mas possui fenótipo sexo feminino). O SOX9, normalmente, ativa genes como o do HAM (hormônio anti-mulleriano); - 46, XX, com mutação no SOX9: problemas esqueléticos; • O gene SRY é responsável pela ativação do gene SOX9, que está relacionado com a formação do testículo e tem expressão na cartilagem. Ou seja, em indivíduos XY que apresentam mutação no SOX9, vão ser apresentados com fenótipo feminino (= não desenvolvem testículo); • O SOX9 é, também, um fator de transcrição. Quando ele é ativado pelo gene SRY, ele ativa outros genes, como o gene da produção do colágeno II e ele pode ativar a si mesmo, ativando a produção da célula de Sertoli (= produção de hormônio anti-Mulleriano = impede o desenvolvimento dos tubos de Muller = não há o desenvolvimento das gônadas femininas); • A expressão forçada de SOX9 em fêmeas (XX) resulta na reversão de fêmea para macho e infertilidade, o que indica que o SOX9 pode induzir o desenvolvimento masculino em fêmeas e atuar como um substituto para a função de SRY; • A única função conhecida de SRY é a ativação da expressão do gene SOX9, um gene autossômico do cromossomo 17. A ativação de SOX9 induzida por SRY gera a diferenciação e proliferação de células de Sertoli, que produzem o HAM e impedem a diferenciação dos tubos de Muller, sendo um passo decisivo no desenvolvimento dos testículos. Assim, o gene SRY é suficiente, mas não necessário para o desenvolvimento dos testículos, visto que, com o aumento da expressão de SOX9 o testículo já tem sua formação induzida, assim, ocorre a substituição da função do SRY; • Meninos XX com duplicação de SOX9: em humanos a duplicação de SOX9 em indivíduos XX resulta na reversão de sexo (cromossomicamente feminino, mas com fenótipo masculino) e infértil, pela não presença dos genes localizados no cromossomo Y, que indicam o início da espermatogênese; • O desenvolvimento do ovário é determinado por genes autossômicos, que são presentes tanto em homens quanto em mulheres nos cromossomos 1 e 3; • Os genes RSPO1 e WNT4 são expressos na embriologia do homem e da mulher. Eles são bloqueados pelo SOX9, então, quando ele não é presente, os ovários são desenvolvidos; • Em indivíduos XX, com mutação no RSPO1, são apresentados com fenótipo masculino, pela expressão do SOX9; • Na ausência de SOX9 ativado por SRY, os genes autossômicos (RSPO1, WNT4 e FOXL2) determinam o desenvolvimento ovariano; • Indivíduo 46, XY: em caso de duplicação de WNT4/RSPO1, o fenótipo final será feminino (= reversão sexual, com presença do ovário); • Indivíduo 46, XX: em caso de deleção de WNT4/TSPO1, o fenótipo final será masculino (= desenvolvimento do testículo). Diferenciação dos ductos genitais • Dependem da presença ou da ausência de hormônios secretados pelas gônadas; • Se formar o testículo, produz a testosterona e o hormônio anti-mulleriano. O SOX9 é responsável por ativar um outro gene, no caso do testículo, a substância inibidora mulleriana (hormônio anti- mulleriano), degenera o ducto de Muller, formando o epidídimo, ducto deferente e vesículas seminais. Ele também produz testosterona, que é produzida em 3 momentos (embrionário, logo após o nascimento e puberdade), sendo que no período embrionário atua no desenvolvimento do ducto de Wolff e desenvolvimento da genitália externa masculina; • Se formar o ovário, não produz nada, pois o ovário fetal não secreta substância nenhuma. Ao manter o ducto de Muller, são formados o útero, tuba uterina, vagina e colo do útero; • Se não tem testosterona, não tem Wolff = não produz o HAM = não degenera os ductos de Muller e degenera o ducto de Wolff = formação do útero, tuba uterina, vagina e colo do útero; • Em caso de retirada do receptor de andrógeno/testosterona de um macho (que tem testosterona, mas não tem a ação dela por não ter receptor), o ducto de Wolff é degenerado; • Testosterona: - Com ação da enzima aromatase: forma o estrógeno; - Com ação da enzima 5-alfa-redutase: transforma a testosterona em um metabólito mais potente, chamado de DHT, que é responsável pela virilização da genitália externa. A testosterona é necessária para a manutenção do ducto de Wolff e formação de epidídimo, ducto deferente e vesículas seminais. Para a formação da próstata, pênis e bolsa escrotal, são necessários maiores níveis de testosterona, que o feto não possui, então para que ocorra esse desenvolvimento, ocorre a ação da enzima 5-alfa-redutase, transformando a testosterona em uma testosterona mais potente, ou seja, na DHT. Diferenciação da genitália externa • Se tiver a 5DHT = forma o pênis; - Tubérculo genital: glande; - Dobra uretral: corpo do pênis; - Protuberância genital: escroto; • Se não tiver 5DHT = forma a vulva; - Tubérculo genital: clitóris; - Dobra uretral: pequenos lábios; - Protuberância genital: grandes lábios; • Hipospádia: defeito de fechamento da dobra uretral, causando uma abertura da uretra em posição ectópica; • Descida do testículo: ele é formado na região abdominal. Sua primeira etapa de descida depende do INSL3 (insulin-like hormone 3), que leva a descida até a região inguinal. A segunda fase, queé a descida até a bolsa escrotal, depende do 5DHT. Caso não ocorra a descida, ocorre o chamado testículo ectópico; • A deleção do INSL3 faz com que não ocorra a descida do testículo = criptorquidia; • Em fêmeas, a superexpressão do INSL3 faz com que ocorra a descida dos ovários.
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