Transcript Determinación genética del sexo

Genética del sexo
Reproducción sexual
• La reproducción sexual consiste en la formación de las células
germinales o gametos (meiosis), su aislamiento de las restantes
células del individuo y su posterior fusión (fecundación) para dar
lugar a una nueva célula (cigoto) que, por un proceso múltiple de
división celular y diferenciación, se transforma en un nuevo
individuo.
• En las plantas superiores, haplo-diplontes, las fases haploide
(gametofítica) y diploide (esporofítica) se corresponden con etapas
más o menos equilibradas dentro del ciclo vegetativo del individuo:
(R)
(R´)
Cigoto  Esporofito  Espora sexual  Gametofito  Gameto
2n
(división)
(diferenciación)
2n
Planta
n
Macrosporas
Microsporas
n
Grano polen (3n)
Saco embrionario
n
♂/♀
(fecundación)
Nucleo generativo
Ovocélula
Determinismo genético del sexo
El determinismo genético del sexo agrupa al conjunto de
factores y mecanismos genéticos que definen el carácter “sexo”
de un individuo.
La diferenciación sexual es la expresión fenotípica de dicha
constitución genética, y conlleva la capacidad de producir dos
clases complementarias de células germinales o gametos.
Determinación genética críptica del sexo (*):
1. Por el medio (ambiente)
2. Por el desarrollo (espacial/temporal)
Determinación genética del sexo:
3. Por el genotipo
(*) Determinación genética críptica del sexo
• Se conocen algunos casos, tanto en el reino animal como
vegetal, en los que la aparición del sexo de los individuos no
parece estar regulado por ningún control génico, sino más
bien por circunstancias ambientales.
• Parece en este caso más acertado hablar de una
determinación genética críptica del sexo, en cuanto que a
pesar de no conocerse los mecanismos genéticos que
intervienen, no cabe la menor duda de que si un organismo
reacciona siempre de igual manera ante similares
circunstancias ambientales, quiere decir que existe una
información genética precisa que provoca la misma respuesta
(diferenciación sexual) al mismo estímulo.
1. Diferenciación por el ambiente
Bonellia viridis (gusano marino)
Si el cigoto de Bonellia se deposita en la trompa de una hembra origina
un individuo macho, que vive parásito en ella. Si el cigoto queda libre,
origina un individuo hembra.
La acción ambiental origina la masculinización de las larvas (adición en el
medio de extracto de probóscide de hembras originan machos).
Diferenciación por el ambiente
• Equisetum sp. (cola de caballo), cuando crece en abundancia
de nutrición y luz solar tiende a la femineidad, mientras que
en condiciones pobres tiende a la masculinidad.
• Cucurbita pepo (calabacín), el efecto de la temperatura y el
fotoperiodo
modifican su diferenciación sexual. Así,
temperaturas altas y días largos tienden a la formación de
flores masculinas, mientras que las temperaturas bajas y los
días cortos favorecen el desarrollo de flores femeninas.
• Spinacia oleracea (espinaca), la aplicación artificial de días
cortos produce flores masculinas en plantas femeninas.
• La abundancia de nitrógeno en plantas promueve la
femineidad y reprime la masculinidad, lo mismo que ciertas
hormonas de crecimiento (auxinas).
2. Diferenciación por el desarrollo
En el espacio:
• En algunos organismos la clase de gameto producido depende
del lugar del cuerpo en que se forma, pero ambas clases de
gametos se producen en el mismo individuo.
• Los seres que llevan al mismo tiempo órganos productores de
gametos masculinos y órganos productores de gametos
femeninos, se llaman hermafroditas.
• En las plantas, cuando las flores son unisexuales, pero las
masculinas y las femeninas se producen en la misma planta, la
especie se dice monoica (y la planta es hermafrodita, aunque
sus flores no lo sean: maíz).
Diferenciación por el desarrollo
• En el espacio: formación simultánea
de gametos masculinos y femeninos
por diferenciación histológica: caso
de organismos hermafroditas o
plantas monóicas.
• En el tiempo: el individuo pasa
por diferentes fases sexuales a lo
largo de su ciclo vital (Crepidula:
machos-hermafroditas-hembras;
Funaria; ..). Cannabis sp., el tipo
de gameto puede depender del
momento del desarrollo.
Sustancias químicas alteran el sexo
• Hembras de mejillones y de otras conchas marinas de las costas de
Galicia, Cataluña y Valencia sufren graves mutaciones en su sexo.
El agente antialgas tributiltin (TBT) provoca alteraciones sexuales
que producen masculinización en las hembras. En la concha
marina Nucellas lapidus, aproximadamente el 60% de las hembras
procedentes de Galicia han desarrollado un pene, aunque no
pueden copular.
• La femeinización de los machos es cada día más frecuente en
especies (incluida la humana: disruptores endocrinos):
Caimanes de florida (estériles por exposición a vertidos de DDT).
Peces machos con órganos femeninos en ríos ingleses (p-nonilfenol).
Salmones canadienses cambian de sexo al pasar junto a fábricas
de papel y lo recuperan al alejarse.
Biscenol-A (plásticos, pegamentos, biberones, sellos de caries y
preservativos), manifiesta propiedades estrogénicas.
3. Diferenciación genotípica en plantas (I)
• En vegetales, el sexo está determinado por el genotipo pero
su expresión (diferenciación sexual), como hemos visto
anteriormente, puede estar sujeta a numerosos factores
modificadores (temperatura, fotoperiodo, nutrición, factores
hormonales, combinaciones aloplásmicas, etc):
Cucurbita pepo (temperatura y fotoperiodo)
Spinacia oleracea (fotoperiodo)
Atriplex canescens (plantas XXXX ♀; XXYY ♂; XXXY monóicas y varían el sexo en función de
la temperatura)
Aegilops ovata (ocurre una transformación de estambres en pistilos -pistiloidía- originada
por aloplasmia, que es inducida por retrocruzamiento con Triticum durum ).
• Pero cuando los gametos masculinos y femeninos son
producidos en diferentes individuos y la clase de gameto
producida depende de su genotipo, se dice que hay una
determinación genotípica del sexo.
Diferenciación genotípica en plantas (II)
• Diferenciación monogénica:
Ecballium elaterium, variedad dioica
Un gen, dos alelos (D,d)
Plantas ♀: dd X Plantas ♂: Dd
Ecballium elaterium, variedad monoica (hermafrodita)
Serie alélica (D > ʠ > d)
D: masculinidad
Plantas dióicas ♂ : (D ʠ) y (D d)
ʠ : monoecia
Plantas monoicas : (ʠ ʠ) y (ʠ d)
d : femineidad
Plantas dióicas ♀ : (d d)
Diferenciación genotípica en plantas (III)
• Diferenciación multigénica:
El complejo génico determinante del sexo se localiza en los
cromosomas sexuales o heterocromosomas, el resto de
cromosomas, cuya segregación en meiosis no influye en la
determinación del sexo, se llaman autosomas.
Tipo XX ♀ -XY ♂ :
Plantas hepáticas y dicotiledóneas
Tipo WZ ♀ -WW ♂ :
Fragaria elatior
Tipo X-Y múltiple:
Rumex acetosa (XY1Y2 ♂ : XX ♀)
Diferenciación genotípica en plantas (IV)
Sistema XX-XY
Región apareante
Cromosomas sexuales
Región diferencial
(Los genes con loci en esta región presentan
doble dosis génica en las hembras y
hemicigosis en los machos).
Tipos de herencia ligada al sexo
Porción no homóloga, genes ligados al X
X
Región
pseudoautosómica
Y
Genes holándricos
Tema 4: Herencia del sexo
14
Herencia ligada al sexo: genes del segmento
diferencial del cromosoma X
• Cuando un gen está situado sobre el segmento diferencial del
cromosoma X los cruces recíprocos entre líneas puras no son
iguales en cuanto a su descendencia.
• Un caso clásico es el de las gallinas listadas de Bateson.
Cruzamientos entre dos estirpes de gallina con un plumaje
claramente diferenciado: la raza Langshan Black, de plumaje negro
liso, y la raza Plymouth Rock barrada con un plumaje a rayas muy
característico (en gallinas el macho es el sexo homogamético).
Cruzamientos de William Bateson
• Bateson demostró la segregación de genes situados
en el segmento diferencial del cromosoma X
mediante cruzas entre individuos de las razas
Plymouth Rock barrada y Langshan Black.
• Uno de los cruces produce una F1 uniforme y el otro
produce hijos machos del mismo fenotipo que su
madre e hijos hembras del mismo fenotipo que su
padre. Este fenómeno se denomina herencia
cruzada.
Herencia cruzada
P: WB WB x Wb Z
P: Wb Wb x WB Z
Herencia ligada al sexo
Herencia de genes situados en el segmento diferencial
del cromosoma X
X


Obtener F1 y F2 (proporciones fenotípicas y genotípicas)
Herencia ligada al sexo
Herencia de genes situados en el segmento diferencial del cromosoma Y
Cuando el gen en estudio se encuentra localizado en el segmento diferencial
del cromosoma Y, el fenotipo correspondiente sólo se observa en machos
(carácter holándrico). Estos caracteres se transmiten de padres a hijos
varones. Se cumple que:
1. Sólo hay machos afectados.
2. Todos los afectados son hijos de afectados.
3. En este tipo de genes no tiene sentido hablar de dominancia ni
recesividad, porque estos alelos siempre están en hemicigosis y, por
tanto, siempre se expresan en el fenotipo.
4. El ejemplo más repetido de este tipo de genes, en humanos, es el del
gen de la hipertricosis o borde de la oreja peluda (aborígenes australianos y
ciertas poblaciones de la India, donde puede llegar al 16% de los adultos; en
realidad se debe a la interacción entre dos genes, uno de ellos situado en el
segmento diferencial del cromosoma Y, y otro localizado en el apareante. Debido a
este segundo gen, excepcionalmente, aparecen mujeres con hipertricosis).
Fenotipo de la hipertricosis
Herencia ligada al sexo: genes situados en
el segmento diferencial del cromosoma Y
En el segmento diferencial del
cromosoma Y está localizado
el gen IC productor de la ictiosis.
La enfermedad pasa del padre a
todos los hijos varones, como
se muestra en la figura siguiente.
Influencia del sexo en la herencia
El sexo de un individuo puede influir en la
manifestación fenotípica de caracteres que no tienen
ningún tipo de relación con el sexo.
1. Herencia influida por el sexo
2. Herencia limitada a un sexo
Herencia influida por el sexo
• Los genes que determinan este tipo particular de herencia pueden
encontrarse en cualquiera de los autosomas o en las porciones
homólogas de los cromosomas sexuales y la dominancia del factor
depende del sexo del individuo.
• Así ocurre en ovinos con la herencia del carácter mocho o ausencia
de cuernos, siendo el carácter mocho dominante en las hembras y
recesivo en los machos.
Carácter cuernos:
1 gen (C1: cuernos - C2: sin cuernos)
Genotipos posibles:
C1C1 C1C2 C2C2
Machos
Hembras
• C1 C1 Con cuernos
Con cuernos
• C1 C2 Con cuernos
Sin cuernos
• C2 C2 Sin cuernos
Sin cuernos
El alelo C1 es dominante en los machos y recesivo en las hembras
Herencia limitada a un sexo
Los rasgos limitados a un sexo se deben a genes
autosómicos que se encuentran en ambos sexos, pero
sólo puede expresarlo uno de ellos (este efecto se debe
en los animales superiores a la conformación anatómica
que impide en de dicho carácter).
Ejemplos:
Producción de leche en hembras
Producción de huevos
Superovulación
Tareas del alumno
• Realizar los cruzamientos entre aves de corral (gallinas)
de la diapositiva 17. Teniendo en cuenta que el macho,
en estas aves, es el sexo homogamético (WW) y la
hembra el heterogamético (WZ), que el gen está situado
en el segmento diferencial del cromosoma X y que el
alelo B_: barrado > bb: negro (ejemplo: WB). Indica en
cada cruzamiento: fenotipo y genotipo de parentales, de
F1 y de F2.
• Realiza el cruzamiento propuesto en la diapositiva 18 y
su recíproco. Dibuja los cromosomas de los individuos
e indica, en cada generación, los genes que portan
(genotipos) y su fenotipo.