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Mecanismos moleculares na determinação do sexo em répteis Faculdade de Ciências Departamento de Ciências Biológicas Licenciatura em Biologia Aplicada Fisiologia Animal Adaptativa Tema: Mecanismos moleculares na determinação do sexo em répteis Discentes: Docentes: Adnência Manhique Prof. Dra. Maria Perpétua Scarlet Flávia Dinília Prof. Doutor José Dumbo Larcher Gove Mestranda Cíntia Timba Marta Maculuve Muhoza Liliane Monitor: Sharmila Mate Adilson Mussengue Collin Itai Abril, 2025 Conteúdos Determinação de sexo em répteis Diferenciação gonadal Modelagem de redes reguladoras de genes na determinação do sexo Mecanismos moleculares- genes envolvidos na determinação do sexo Genes candidatos a determinação do sexo em répteis Análise funcional dos genes determinantes do sexo 3 Objectivos Objectivo Geral: Compreender os mecanismos moleculares envolvidos no processo de determinação Objectivos específicos: Identificar principais mecanismos de determinação do sexo em répteis. Descrever os processos de diferenciação gonadal nos répteis. Explicar a modelação da rede reguladora de genes para a determinação sexual Descrever processos moleculares e genes associados à determinação sexual em répteis. Identificar genes candidatos e elucidar as interações funcionais entre esses genes. Fazer a análise funcional de genes determinantes do sexo. 4 MEtodologia Este estudo teve como base a revisão do artigo fornecido pelo corpo de docentes e consultas a outros artigos de forma a buscar informações relevantes para compreender o mecanismo de determinação do sexo em répteis. 5 Introdução 6 A determinação do sexo em répteis é um tema de grande relevância, sendo um dos principais processos que contribui para a diversidade de espécies. Os répteis apresentam uma variedade de sistemas de determinação do sexo, que podem envolver tanto fatores genéticos quanto ambientais. Compreender a determinação sexual auxilia na compreensão da biologia reprodutiva e adaptação dessas espécies para a sua conservação Determinação do sexo em répteis Determinação sexual genotípica (GSD) Determinação sexual ambiental (ESD) Determinação sexual dependente da temperatura (TSD) 7 Determinação Sexual genotípica O sexo é determinado pelos cromossomas sexuais, como no sistema XX/XY O gene SRY é crucial na diferenciação sexual masculina Em algumas espécies há variações no sistema de cromossomas sexuais 8 Figura 1: Cromossoma Y ilustrando o gene SRY, importante Determinação sexual ambiental-Por temperatura Em algumas espécies, o sexo é determinado pela temperatura de incubação dos ovos. 9 Figura 2: Influência da temperatura na proporção de fêmeas Figura 3: Influência da temperatura na proporção de machos Determinação sexual por temperatura-Cont... 10 Figura 4: Baixas temperaturas originam machos Figura 5: Sistemas de determinação sexual Diferenciação gonadal 11 Figura 6: Diferenciação sexual em répteis 12 Modelagem de redes reguladoras de genes na determinação do sexo Crucial na compreensão dos mecanismos moleculares que se relacionam com a determinação sexual. As fortes correlações entre aromatase, FOXL2 e AR sugerem uma rede reguladora complexa. Os autores propõem que esses genes interagem para controlar a determinação do sexo, com a temperatura influenciando a expressão desses genes e, consequentemente, a diferenciação sexual. Método estatístico simples para modelar redes regulatórias genéticas Necessitam de testes experimentais antes de tirar conclusões 13 Modelagem de redes reguladoras de genes na determinação do sexo – (Cont...) Figura 7: Expressão de mRNA Aromatase Figura 8: FOXL2 em gônadas de embriões de tartarugas incubadas a um grupo de tratado com flutamida e um grupo tratado com DHT e flutamida. Mecanismos moleculares-genes envolvidos na determinação do sexo 14 Mecanismos moleculares-genes envolvidos na determinação do sexo (Cont...) 15 Figura 9: Alguns genes envolvidos na determinação gonadal Identificação do novo gene candidato determinante do sexo Metodologia: PCR de exibição diferencial: identificação de genes diferencialmente expressos nas gônadas Clonagem de fragmentos de cDNA: análise de quase 50genes candidatos PCR quantitativa: confirmação da influência da temperatura na expressão gênica 16 Identificação do novo gene candidato na determinação do sexo (Cont...) Resultados: Identificação de genes influenciadas por temperatura 18% dos genes com homologia a genes ligados ao sexo em outros vertebrados Os supostos genes candidatos: calreticulina, proteínas ribossómica L13 e CIRBP (proteína de ligação de RNA induzível ao frio). 17 Identificação do novo gene candidato na determinação do sexo (cont...) 18 Figura 10: Expressão de proteína de ligação de RNA induzível pelo frio em gônadas de embriões de tartarugas e filotes recém nascidos. Implicações: Contribui para o entendimento dos mecanismos de determinação do sexo em répteis Possíveis semelhanças entre mecanismos de determinação sexual em várias espécies Abre portas para futuras pesquisas em genética e biotecnologia Análise funcional de genes determinantes do sexo Manipulação genética (Interferência de RNA e transfecção de vectores de expressão de gônadas) Manipulação farmacológica. Abordagens para distinguir os genes de espécies TSD: -Estudos de ligação - Estudos de perturbação genética 19 Análises críticas Positivas: Abrangência do tema Integração dos dados moleculares e ambientais Relevância evolutiva(Plasticidade evolutiva) Base para pesquisas futuras 20 Negativas: Falta de detalhamento sobre os mecanismos específicos Foco restrito em espécies de répteis Conclusão A determinação sexual nos répteis pode ser genética assim como ambiental O artigo aprofunda-se na compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na determinação do sexo e diferenciação em répteis com ênfase nas espécies com determinação sexual dependente da temperatura (TSD) e aquelas com determinação genética do sexo(GSD) Genes como DMRT1, SOX9, AMH e FOXL2 são importantes desempenham um importante papel na formação do sexo masculino e feminino. Em espécies TSD a expressão é modulada pela temperatura ambiente sendo a GSD tem um padrão regulatório estável. Os mecanismos epigenéticos na expressão de genes são importantes, pois mostram como a temperatura pode alterar o epigenoma na via de diferenciação sexual Interações funcionais entre os principais genes e o gene térmico são propostos pelo modelo regulatório de redes. 21 Referências bibliográficas Bachtrog, D. (2013). Y-chromosome evolution: emerging insights into processes of Y-chromosome degeneration. Nature Reviews Genetics, 14(2), 113-124. Graves, J. A. M. (2006). Sex chromosome specialization and degeneration in mammals. Cell, 124(5), 901-914. Moreira, C. (2013) Determinação do sexo. Revista de Ciência Elementar, vol(01). doi.org/10.24927/rce2013.073 Rhen, T. & Schroeder, A. (2010) Molecular Mechanisms of Sex Determination in Reptiles. Volume (4), pg.16-28. Doi:10.1159/000282495 Smith, C. A., & Sinclair, A. H. (2004). Sex determination: insights from the chicken. BioEssays, 26(2), 120-132. Storer, T. I. (2003). Zoologia Geral. 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