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1 CROMOSSOMOS SEXUAIS DETERMINAÇÃO SEXUAL INTERSEXOS Prof. Dr. Fernando Pacheco Rodrigues Departamento de Genética e Morfologia – IB/UnB CROMOSSOMOS SEXUAIS Humanos: 46 cromossomos por célula 44 autossomos 2 cromossomos sexuais Região diferenciada do X Região diferenciada do Y 2 GENES LIGADOS AO SEXO Região diferenciada do X Região diferenciada do Y ~ 250 genes > 1000 genes Herança ligada ao X: Hemofilia Daltonismo Herança ligada ao Y: Antígeno H-Y Gene SRY HERANÇA LIGADA AO X ● Genes Recessivos 1 – O fenótipo recessivo é mais comum em machos do que em fêmeas 2 – Geralmente nenhum dos filhos de um macho afetado será afetado. Todas as suas filhas serão portadoras, e estas terão metade de seus filhos machos afetados XAXA XaY XAY XAY XAY XaY XAXa XAXa XAXA I II III 1 1 1 2 2 2 3 3 4 Exemplos: Hemofilia, Daltonismo 3 HERANÇA LIGADA AO X ● Genes Dominantes 1 – Machos afetados passam a condição a todas as filhas, mas a nenhum dos filhos 2 – As fêmeas passam a condição à metade de seus filhos e filhas Exemplos: raros Hipofosfatemia (raquitismo resistente à vitamina D) Incontinência Pigmentar tipo 2 (IP2) XAY XaY XaY XAXa XAXa II 1 1 2 2 3 4 XaXa I HERANÇA LIGADA AO Y ● Genes só herdados por machos, com transmissão de pai para filho (nenhuma filha) Exemplos: Antígeno H-Y Gene SRY AZF1 (azoospermia factor 1) BPY2 (basic protein on the Y chromosome) PRKY (protein kinase, Y-linked) TSPY (testis-specific protein) ZFY (zinc finger protein) 4 GENES EM AMBOS OS CROMOSSOMOS X E Y Região comum Região comum Região comum Região comum Presença de genes “pseudoautossômicos” Herdados de ambos os pais Ex: gene SHOX (localizado na região Xp e Yp): causa discondrosteose (baixa estatura e deformidade do antebraço) DETERMINAÇÃO DO SEXO EM MAMÍFEROS ● Mecanismo X - Y - Cromossomos X e Y → Cromossomos sexuais - Demais cromossomos (não sexuais) → Autossomos Exemplo: Humanos: 46 cromossomos por célula 44 autossomos 2 cromossomos sexuais 5 DETERMINAÇÃO DO SEXO EM MAMÍFEROS ● Mecanismo X - Y Fêmea = XX → Homogamética (apenas 1 tipo de gameta é produzido – x) Macho = XY → Heterogamético (2 tipos de gametas são produzidos – x e y) Na ausência do cromossomo Y o TDF não é produzido A ausência do TDF permite que o córtex da gônada embrionária se desenvolva em ovário Na ausência de testosterona, o embrião desenvolve características de fêmea Características sexuais femininas Gene SRY O Fator Determinante de Testícuos (TDF) é produzido pelo gene SRY no cromossomo Y Os testículos produzem testosterona, que irá iniciar o desenvolvimento das características sexuais masculinas Características sexuais masculinas O TDF induz o desenvolvimento da medula das gônadas embrionárias em testículos DETERMINAÇÃO DO SEXO EM MAMÍFEROS Nos machos: Nas fêmeas: 6 DETERMINAÇÃO SEXUAL EM OUTROS ANIMAIS ● Drosophila e outros insetos → Sistema X-0 (O cromossomo Y está presente, mas não determina o sexo, sendo necessário apenas para a fertilidade masculina) Número de Cromossomos X Conjunto de autossomos Proporção X:A Fenótipo X 2A 0,5 Masculino XX 2A 1,0 Feminino XXX 2A 1,5 Metafêmea XXXX 3A 1,33 Metafêmea XXXX 4A 1,0 Fêmea tetraplóide XXX 3A 1,0 Fêmea triplóide XXX 4A 0,75 Intersexo XX 3A 0,67 Intersexo XX 4A 0,5 Macho tetraplóide X 3A 0,33 Metamacho X:A ≤ 0,5 = Macho X:A entre 0,5 e 1,0 = Intersexo X:A ≥ 1,0 = Fêmea DETERMINAÇÃO SEXUAL EM OUTROS ANIMAIS ● Aves, borboletas e alguns répteis ♂ Homogamético = ZZ ♀ Heterogamética = ZW Genes candidatos no W: FOXL2, RSPO1 e WNT4 7 DETERMINAÇÃO SEXUAL EM OUTROS ANIMAIS ● Abelhas → Sistema haplo-diplóide DETERMINAÇÃO SEXUAL EM OUTROS ANIMAIS ● Vários répteis: Quelônios, Crocodilianos → Determinação Sexual Ambiental > 30°C: produz fêmeas < 28°C produz machos Em quelônios: 8 COMPENSAÇÃO DE DOSE DOS GENES LIGADOS AO X ● 3 mecanismos possíveis: 1. Cada gene ligado ao X “trabalha” o dobro nos machos → Em Drosophila COMPENSAÇÃO DE DOSE DOS GENES LIGADOS AO X ● 3 mecanismos possíveis: 1. Cada gene ligado ao X “trabalha” o dobro nos machos → Em Drosophila 2. Uma das cópias de cada gene ligado ao X é inativado nas fêmeas → Em mamíferos Cromossomo X herdado da mãe Cromossomo X herdado do pai Zigoto Embrião no momento da inativação do X (a cor indica qual X foi inativado) Porção do embrião mostrando os clones celulares Adulto mostrando um padrão de pelagem em mosaico 9 COMPENSAÇÃO DE DOSE DOS GENES LIGADOS AO X ● 3 mecanismos possíveis: 1. Cada gene ligado ao X “trabalha” o dobro nos machos → Em Drosophila 2. Uma das cópias de cada gene ligado ao X é inativado nas fêmeas → Em mamíferos 3. Cada gene ligado ao X “trabalha” metade nas fêmeas → Em Caenorhabditis elegans (nematódeo) INTERSEXOS Um organismo que apresenta características sexuais intermediárias entre macho e fêmea Diversos termos são utilizados para classificar os intersexos: ● Hermafrodita → Condição caracterizada pela coexistência em um indivíduo de tecidos ovariano e testicular 10 INTERSEXOS Um organismo que apresenta características sexuais intermediárias entre macho e fêmea Diversos termos são utilizados para classificar os intersexos: ● Pseudohermafrodita → Indivíduo com malformação congênita da genitália externa, assemelhando-se a um sexo, enquanto as gônadas são do sexo oposto. ● Pseudohermafrodita Masculino → Caracteres sexuais externos de aspecto feminino, mas somente tecido testicular presente ● Pseudohermafrodita Feminino → Caracteres sexuais externos de aspecto masculino, mas somente tecido ovariano presente INTERSEXOS 1. Intersexo gonadal Indivíduos com gônadas não correspondentes ao cariótipo de ♂ ou ♀ que possuem. Indivíduos XX só com testículos Indivíduos XY só com ovários 11 Intersexo Gonadal Macho Normal Macho XX Fêmea XY Ausência do segmento contendo o gene SRY INTERSEXOS 1. Intersexo gonadal Indivíduos com gônadas não correspondentes ao cariótipo de ♂ ou ♀ que possuem. Indivíduos XX só com testículos Indivíduos XY só com ovários 2. Intersexo fenotípico Indivíduos com cromossomos e sexo gonadal normais, mas com parte ou todo o trato reprodutivo e outras características sexuais anormais. Ex. Feminização testicular 12 Intersexo Fenotípico (Feminização Testicular) Em machos normais: Em machos com feminização testicular: INTERSEXOS 1. Intersexo gonadal Indivíduos com gônadas não correspondentes ao cariótipo de ♂ ou ♀ que possuem. Indivíduos XX só com testículos Indivíduos XY só com ovários Indivíduos XX com ovotestis Indivíduos XY com ovotestis Indivíduos XX ou XY com disgenesia gonadal (sem gônadas desenvolvidas) 2. Intersexo fenotípico Indivíduos com cromossomos e sexo gonadal normais, mas com parte ou todo o trato reprodutivo e outras características sexuais anormais. Ex. Feminização testicular 13 FREEMARTINS Fêmeas estéreis nascidas gêmeas de um macho em qualquer espécie. ● + comum em bovinos ● Ocorre quando há gestação gemelar (1 ♂ e 1 ♀) - Há anastomose dos vasos sanguíneos, dando origem à uma circulação comum entre os organismos - Transferência de células e outras substâncias (ex. TDF) entre os embriões FREEMARTINS- Conseqüências ● Para ambos os sexos → Troca de células hematopoiéticas (leucócitos XX/XY) ● Para os machos → Praticamente nenhum efeito sobre as gônadas masculinas e sobre o trato reprodutivo → Diminuição da performance reprodutiva (diminuição da motilidade e da concentração espermática) 14 FREEMARTINS - Conseqüências ● Para as fêmeas Gônadas masculinizadas → Variam desde ovários aparentemente normais até testículos rudimentares → Frequentemente ovotestis Genitália externa → Normal, exceto pelo clitóris frequentemente aumentado Genitália interna → Repressão dos derivados dos ductos Müllerianos (tuba uterina, útero, cérvix e porção superior da vagina) → Superdesenvolvimento dos derivados dos ductos de Wolff (epidídimo, vasos deferentes e vesículas seminais) FREEMARTINS - Diagnóstico ● Exame clínico → Vagina curta, ausência de abertura externa do útero ● Cariotipagem
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