aula 5 determinacao sexo biotec

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Determinação do Sexo
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DETERMINAÇÃO DO SEXO
 - Determinação gênica: genes
dispersos pelos cromossomos do
complemento. Ex. plantas,
protozoários.
 - Determinação cromossômica: genes
concentrados em cromossomos
específicos (cromossomos sexuais).
Ex. Aves e Mamíferos.
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Determinação Gênica
 A determinação do sexo é determinada pela ação diferencial
dos genes. Os genes atuam na produção de hormônios e
seguem as proporções mendelianas.
 Asparagus officinalis (aspargo)
genes para masculinidade
genes para feminilidade
 Mm = planta masculina
 mm = planta feminina
Mm
flores masculinas e hermafroditas
 Autopolinização flores hermafroditas
MM = planta supermacho
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Determinação Gênica
 Asparagus officinalis (aspargo)
 plantas femininas (mm)
possuem turiões* de Ø maior
produção menor
 plantas masculinas (Mm)
possuem turiões* de Ø menor
produção maior
 plantas supermacho (MM)
grande interesse para melhoristas
cruzadas com as femininas (mm)
progênie será totalmente masculina (Mm)
 [*turião é a parte comestível do aspargo]
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Ausência de cromossomos sexuais 
diferenciados
 Sistema M/m
 Esse sistema caracteriza-se pela ausência de 
cromossomos sexuais diferenciados, sendo o 
sexo determinado por um par de genes M/m. 
 No mosquito Culex, a constituição gênica M/m 
define o sexo masculino, enquanto os indivíduos 
m/m são do sexo feminino.
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DETERMINAÇÃO SEXUAL 
CROMOSSÔMICA
XX/XY Ocorre no homem, nos demais
mamíferos e nos insetos dípteros. As fêmeas são
caracterizados por XX e os machos por XY.
XX/X0 Ocorre em algumas espécies de
insetos e vermes. As células do macho
apresentam um cromossomo a menos que a
fêmea, porque falta o Y. Assim, fala-se em
fêmea XX e macho X0.
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Mamíferos
 Nos mamíferos o sexo é determinado
geneticamente pelos cromossomos (machos
são XY e fêmeas são XX) e
 Fenotipicamente, pela ação dos hormônios
sexuais (como testosterona e progesterona,
estrogênio, etc) que são produzidos pelas
gônadas nos estágios iniciais do
desenvolvimento embrionário, na 7ª ou 8ª
semana.
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XX:XY – heterogametia masculina
Proechimys (Roedor)
(machos formam dois tipos de gametas na meiose,
portadores de um cromossomo X ou de um cromossomo Y.
As fêmeas só produzem gametas com cromossomo X.
Ex: mamíferos, muitas espécies de insetos, algumas
espécies de anfíbios e lagartos
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XX:X0 – variação do sistema XX:XY
 Os machos apresentam número diplóide distinto das fêmeas, 
pois não possuem o cromossomo X. Ex: Gafanhotos.
Dichroplus punctulatus (Orthoptera) A) macho. B) fêmea.
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ZZ/ZW
 ZZ/ZW No sistema ZW os cromossomos sexuais
são invertidos: o macho apresenta dois cromossomos
sexuais iguais, ZZ, enquanto a fêmea apresenta dois
diferentes, um Z e outro W. Este sistema aparece em
lepidópteros (borboletas, mariposas), peixes e aves.
 ZZ/Z0 Ocorre em galinhas domésticas e
répteis. Os machos são homogaméticos, com dois
cromossomos sexuais iguais (ZZ) e as fêmeas são
heterogaméticas, apresentando apenas um
cromossomo sexual Z.
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ZZ:ZW – heterogametia feminina
 (fêmeas formam dois tipos de gametas, um portador de
cromossomo Z e outro portador de cromossomo W). Os
machos só produzem gametas com cromossomo Z.
 Ex: Aves, mariposas e borboletas, algumas espécies de
anfíbios e lagartos.
Eleutherodactylus shevrei (Anura). A) Macho. B) Fêmea.
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SISTEMA Tipo ZO
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macho
fêmea
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Como explicar?
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Ginandromorfo
 Um animal metade masculino, metade feminino
que apresenta uma autêntica divisão sexual em
todo corpo.
 A metade da galinha formada por células
femininas normais com cromossomos femininos,
enquanto a metade de galo células masculinas
normais com cromossomos masculinos.
 Formado por uma irregularidade na mitose da
primeira clivagem.
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Cromossomos sexuais em humanos
 Os cromossomos sexuais humanos são bem 
diferenciados, sendo o X um cromossomo 
submetacêntrico de tamanho mediano, enquanto que o Y 
é um pequeno acrocêntrico.
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 na espécie humana existem 46 cromossomos 
distribuídos em 23 pares de homólogos.
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 na espécie humana existem 46 cromossomos 
distribuídos em 23 pares de homólogos.
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Como surgiram os cromossomos 
sexuais
 O X e o Y, comuns a todos os mamíferos,
surgiram de um par de cromossomos não
ligados à sexualidade (autossomos) cerca de
300 milhões de anos atrás.
 Mutações sucessivas fizeram com que os dois
se diferenciassem e o Y se tornasse o fator
determinante da masculinidade, perdendo a
maior parte dos genes que não estivessem
relacionados a essa função.
 Essa informação genética não desapareceu e
foi mantida no X.
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O Y define o sexo
 O cromossomo Y dos homens contém um gene 
(SRY) que é o responsável pela diferenciação das 
gônadas em testículos durante a fase embrionária.
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Mecanismo de determinação sexual
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A determinação do sexo nos mamíferos
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O pareamento na meiose
 Bastante diferenciados, os cromossomos X e Y possuem
regiões homólogas (regiões pseudoautossômicas), que
permitem o pareamento dessas regiões durante a
meiose, garantindo a segregação correta.
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Efeitos da deleção ou translocação da 
região do gene SRY
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Sistemas múltiplos
 – vários cromossomos envolvidos na determinação
do sexo.
 São geralmente derivados dos mecanismos simples,
devido à ocorrência de translocações entre
cromossomos sexuais e autossomos.
Eurotettix (Orthoptera). A) macho. B) fêmea
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Determinação Sexual pela 
Cromatina Sexual
 Na espécie humana o sexo pode ser definido 
pela análise cromossômica de células em divisão 
(cariótipo). 
 Ou em células interfásicas, pela presença da 
cromatina sexual.
Célula normal (44 aa + XY) B = 1 - 1 =Ø ou (-)
Célula normal (44 aa + Xx) B = 2 - 1 = 1 ou (+)
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Determinação Sexual pela 
Cromatina Sexual
Células sanguíneas evidenciando leucócito com cromatina sexual
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MECANISMOS DE 
COMPENSAÇÃO DE DOSE
 - O sexo homogamético (XX e ZZ) apresenta
2 vezes a quantidade de genes ligados ao X
ou ao Z do que o sexo heterogamético (XY e
ZW).
 - O sexo heterogamético é considerado
hemizigoto para os genes ligados ao X e Z.
 - Cromossomos Y e W: apresentam poucos
genes.
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Mecanismo de Inativação 
Observado em mamíferos.
 Um dos cromossomos X das fêmeas é 
inativado.
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Hipótese de Lyon
 1961: Mary Lyon e Liane Russel
 Só um cromossomo X é ativo nas células
interfásicas.
 Os demais, são inativos e se condensam,
podendo ser visualizados como um corpúsculo
denso e esférico:
 O Corpúsculo de Barr ou Cromatina Sexual.
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Hipótese de Lyon:
 1) Os dois cromossomos X das fêmeas estão
ativos no início do desenvolvimento.
 2) Cromossomos X materno e paterno são
inativados ao acaso.
 3) Uma vez que ocorre a inativação, todas as
células derivadas terão o mesmo X inativo.
Consequências da Hipótese de Lyon:
 1) Compensação de dose.
 2) Variabilidade da expressão de genes
ligados ao X em fêmeas heterozigotas.
 3) Mosaicismo
celular.
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Estudos de pacientes com síndromes 
que envolvem cromossomos sexuais.
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Inativação do X
 Um cromossomo X em cada célula feminina está 
inativado.
 • - inativação é um processo aleatório
 – algumas células desligam o X paterno
 – algumas células desligam o X materno
 • cromossomo X inativado é visível nas células 
femininas
 – Corpúsculo de Barr - Murray Barr (1949)
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Características do processo 
A inativação do X é um processo:
 Randômico: o X de origem paterna e 
materna têm a mesma probabilidade de 
serem alvos de inativação 
 Fixado: uma vez que um cromossomo X é 
inativado, o padrão de inativação é 
transmitido a todos os descendentes 
clonais daquela célula
 Evento muito estável
 Determina mosaicismo somático 
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Inativação do X em gatas
 Genótipo é X amarelo/ X preto
 Manchas amarelas: alelo preto inativo
 Manchas pretas: alelo amarelo inativo
Xamarelo/Xpreto
Xamarelo/Xpreto
x
x
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Centro de Inativação do X (Xic) 
Organiza o processo de inativação do 
X.
Região de DNA que se encontra na 
banda 13q do cromossomo X (Xq13).
XIST (X inactivation specific transcript) 
é o gene fundamental no mecanismo de 
inativação do X
Tsix: região regulatória presente em Xic
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Processo de inativação do X
XIST é necessário e suficiente para que 
ocorra a inativação do X.
Nas primeiras linhagens celulares, o 
gene XIST é expresso em níveis baixos 
em ambos os cromossomos X, até que 
ocorra a escolha do cromossomo X a 
ser inativado
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A partir da definição do cromossomo X 
a ser inativado:
X inativo: o gene XIST é expressado. É 
apenas transcrito, não sendo traduzido 
em proteína e o RNAm produzido 
envolve o cromossomo X inativo. A 
expressão do gene XIST determina o 
silenciamento dos outros genes deste 
cromossomo.
X ativo: gene XIST encontra-se inativo.
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O gene XIST induz a inativação do X 
em células embrionárias, mas não é 
capaz de induzir o processo de 
inativação em células somáticas
O processo de inativação do X inicia na 
vida embrionária, por ação do gene 
XIST, mas deve ser mantido através de 
mecanismos específicos de 
manutenção do padrão de inativação 
nas linhagens celulares subseqüentes. 
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Manutenção 
A ausência de hipoacetilação e metilação 
fazem com que a inativação seja 
reversível.
A metilação é um dos processos mais 
importantes na manutenção do 
cromossomo X inativo, ocorrendo após o 
silenciamento de genes através da ação 
de XIST.
43Prof. Drº Marcos Sousa
Uma vez estabelecida a inativação de 
um dos X de uma célula, esta pode ser 
mantida sem a presença de XIST.
A metilação também está relacionada à 
expressão do XIST. No cromossomo X 
ativo o gene XIST encontra-se 
hipermetilado, o que determina a 
ausência de sua expressão neste gene.
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O processo é incompleto 
Há genes que escapam da inativação:
Região pseudoautossômica (homologia 
com cromossomo Y)
Região pericentromérica
 30% dos genes do braço curto
Alguns genes apresentam inativação 
variável entre diferentes indivíduos:
Outros mecanismos de compensação 
de dosagem
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Falhas na inativação X
Em células embrionárias após o 13º-16º 
a não inativação de um dos 
cromossomos X é um evento letal.
Em células somáticas é um evento raro, 
podendo ocorrer em células normais ou 
neoplásicas.
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Gametogênese
No processo de formação dos gametas 
femininos (oocitogênese), há a 
reativação do cromossomo X 
previamente inativo em suas células 
diplóides somáticas
A reativação ocorre simultaneamente à 
diminuição da expressão do gene XIST
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Determinação do Sexo por 
Haplodiploidismo
 Ex: Abelhas: os machos
são haplóides (n) e as
fêmeas são diplóides (2n).
 Os machos se
desenvolvem a partir de
óvulos não fecundados,
enquanto que as fêmeas
são formadas a partir da
fertilização de um óvulo
(n) e um espermatozóide
(n).
número de lotes haplóides determina o sexo.
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DETERMINAÇÃO DO SEXO EM DROSOPHILA
 Apesar de apresentar cromossomos sexuais
diferenciados, em Drosophila, a determinação
do sexo é determinada pela razão de
cromossomos X com relação ao número de
lotes haplóides.
 Em Drosophila, o cromossomo Y é
responsável pela fertilidade dos machos.
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DETERMINAÇÃO DO SEXO EM DROSOPHILA
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BALANÇO GÊNICO
 O mecanismo de determinação de sexo pelo balanço
gênico é aplicável aos insetos do gênero Drosophila.
 A determinação do sexo em Drosophila seria função de
um índice sexual (Is) que é função do balanço entre
cromossomos X e conjuntos autossomais.
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IS = (Número de cromossomos X)
(Número de conjunto autossomais)
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BALANÇO GÊNICO
 A determinação do sexo em Drosophila depende do
balanço entre os determinantes sexuais presentes nos
cromossomos X e os determinantes sexuais presentes
nos Autossomos (A).
 A quantidade de cromossomos X em relação ao
conjunto diplóide de autossomos (2A).
 Razões X:A < 1,0 geram características masculinas.
 Portanto, não é o cromossomo Y que determina o sexo,
como ocorre em mamíferos. Em mamíferos, X0 é fêmea
(não tem Y) enquanto nas moscas, X0 é macho
(1X:2A=0,5).
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 Fêmeas: 2 cromossomos X para 2 lotes haplóides 
(razão=1)
 Machos: 1 cromossomo X para 2 lotes haplóides 
(razão=0,5)
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