A szex meghatározása emberben

Az emberek nemi meghatározása a biológiában a nemek közötti különbségek kialakulásának folyamata az emberekben . Ezt a folyamatot úgy határozzák meg, mint a fenotípusos struktúrák kialakulását a nemi mirigyek fejlődésétől függően termelődő hormonoknak való kitettség eredményeként [1] . A nemi különbségek vagy szexuális differenciálódás kialakulása magában foglalja a nemi szervek és a belső reproduktív traktus, az emlőmirigyek , a testszőrzet fejlődését, és szerepet játszik a nemek azonosításában [2] .

A nemi különbségek kialakulása a gonoszómák (ivari kromoszómák) kialakulásával kezdődik. Komplex mechanizmusok felelősek a differenciálatlan zigóta hím és női szervezetei közötti fenotípusos különbségek kialakulásáért [3] . A két X-kromoszómával rendelkező szervezet nősténynek, az egy Y-kromoszómával és egy X-kromoszómával rendelkező szervezet hímnek számít. Az embrionális fejlődés korai szakaszában minden emberi szervezet azonos belső szerkezettel rendelkezik. Ez magában foglalja a mezonefrikus és paramezonefrikus csatornákat . Az SRY gén jelenléte az Y kromoszómán herék kialakulását okozza a férfi testben, majd hormontermelést, aminek hatására a paramezonefrikus csatornák eltűnnek. A női testben a mezonefrikus csatornák eltűnnek.

Az emlősök ivarmeghatározásának két alapvető szabálya

A klasszikus embriogenetikai vizsgálatok két szabályt állapítottak meg az emlősök nemének meghatározására . Ezek közül az elsőt Alfred Jost fogalmazta meg az 1960-as években a korai nyúl embriókban a jövőbeli ivarmirigyek (gonádgerinc) kezdetleges eltávolításával kapcsolatos kísérletek alapján : a gerincek eltávolítása az ivarmirigy kialakulása előtt az ivarmirigy kialakulásához vezetett. minden embrió nőstényként [4] . Feltételezték, hogy a férfi nemi mirigyek a magzati maszkulinizációért felelős effektorhormont, a tesztoszteront választják ki, és egy második anti-Müller-hormon effektor (MIS) jelenlétét jósolták, amely közvetlenül szabályozza az ilyen anatómiai változásokat. A megfigyelések eredményeit szabály formájában fogalmaztuk meg: a fejlődő ivarmirigyek herére vagy petefészekre specializálódása meghatározza az embrió későbbi ivaros differenciálódását.

1959-ig az X kromoszómák számát tartották a legfontosabb tényezőnek az emlősök nemi szabályozásában. Azonban az egyetlen X-kromoszómával rendelkező organizmusok felfedezése, amelyek nőstényként fejlődtek ki, valamint az egy Y-kromoszómával és több X-kromoszómával rendelkező egyedek, amelyek férfiként fejlődtek ki, az ilyen elképzelések elhagyásához vezetett. Megfogalmazták az emlősök ivarmeghatározásának második szabályát is: az Y kromoszóma hordozza a hímek nemének meghatározásához szükséges genetikai információkat .

A fenti két szabály kombinációját néha a növekedés elvének is nevezik: A kromoszómális ivar, amely az Y kromoszóma jelenlétével vagy hiányával társul, meghatározza az embrionális ivarmirigy differenciálódását, amely viszont szabályozza a szervezet fenotípusos nemét. Az ilyen nemi meghatározási mechanizmust genetikusnak ( eng.  GSD ) nevezik, és szemben áll a környezeti tényezők irányító szerepén ( eng.  ESD ) vagy a nemi kromoszómák és autoszómák arányán ( eng.  CSD ) alapuló mechanizmussal.

Az ivarmeghatározás ivarmirigy-szintjének élettani alapja

Az ivarmeghatározás mechanizmusának élettani alapja az emlősök embrionális ivarmirigyeinek biszexualitása. Az ilyen progonadákban a Mülleri- csatorna és a Wolffi-csatorna egyidejűleg van jelen  - a nőstények és a férfiak genitális traktusának kezdetei. Az elsődleges ivarmeghatározás speciális sejtvonalak - Sertoli sejtek - megjelenésével kezdődik . Ez utóbbiban a Jost által megjósolt anti-Mülleri hormon szintetizálódik, amely a Mülleri-csatorna, a leendő petevezetékek és a méh kezdetleges fejlődésének közvetlen vagy közvetett gátlásáért felelős .

A szexuális differenciálódás genetikai mechanizmusa

1987 -ben David Page és munkatársai egy XX férfit tanulmányoztak, aki az Y kromoszóma egy specifikus 280 kbp-os fragmentumát örökölte, és egy XY nőstényt, amelynek deléciója a kromoszómák közötti régiócsere eredményeként ezt a régiót átfogta. Ez a fragmentum jelen van az összes valódi Eutheria állat Y-kromoszómájában, és 100 ezer bázispár távolságra található a ZFY gén pszeudoautoszomális régiójának határától 140 ezer bázispár hosszúságban [5] .

A ZFY homológ, a ZFX gén az X kromoszómán található [6] , és a ZFX nem inaktiválódik . Mind a ZFX, mind a ZFY olyan cink ujj motívumokat tartalmazó transzkripciós faktorokat kódol , amelyek DNS-kötő aktivitással rendelkeznek. Az Y-kromoszómák specifikus szekvenciáinak további részletes elemzése ivarinverzióval rendelkező egyénekben a keresést 35 ezer bp területre korlátozta. és a klasszikus heremeghatározó faktor valódi megfelelőjének tekintett gén felfedezéséhez vezetett . Ezt a gént SRY -nek ( Sex determining Region Y gén ) hívják . 

Az SRY az ivarmeghatározási régióban található, és egy konzervált domént (HMG box) tartalmaz, amely 80 aminosavból álló fehérjét kódol. Az SRY gén aktivitását a progonád herékbe történő differenciálódási periódusának kezdete előtt, az embrionális fejlődés 10-12. napján észlelték egerekben, és legalábbis ebben a szakaszban nem függ a sejt jelenlététől. csírasejtek. Ennek a génnek a HMG-dobozában XY nőstényekben specifikus pontmutációk vagy deléciók a nemi megfordítást eredményezik . Az ezt a gént a határoló régiókkal tartalmazó 14 kbp DNS-fragmens mikroinjekcióval homogametikus egyed megtermékenyített petesejtjébe történő átvitele egy XX kariotípusú hím megjelenését eredményezte [7] .

Az SRY gén funkciói

Az SRY gén HMG-boxa által kódolt domén specifikusan kötődik a DNS-hez, és annak elhajlásához vezet. Az SRY fehérje vagy annak HMG domént tartalmazó homológjai által kiváltott DNS hajlítás jelentős távolságokra mechanikusan továbbítható, és fontos szerepet játszik a transzkripció , replikáció és rekombináció szabályozásában . A DNS azon régiója, amelyben az SRY lokalizálódik, két olyan gént tartalmaz, amelyek az elsődleges ivarmirigy hímekké történő differenciálódásában szerepet játszó kulcsenzimeket kódolnak: az aromatáz P450 gént, amely szabályozza a tesztoszteron ösztradiollá történő átalakulását , és azt a faktort, amely gátolja a Muller-csatornák fejlődését. , ami fordított fejlődésüket okozza és elősegíti a herék differenciálódását.

Az SRY gén terméke emellett szoros kölcsönhatásban vesz részt a szexuális differenciálódás folyamatában egy másik génnel, a Z génnel, amelynek normális funkciója bizonyos hím gének elnyomása [8] . A normál hím 46XY genotípus esetén az SRY gén a Z gént gátló fehérjét kódol, és specifikus férfi gének aktiválódnak. Normál női 46XX genotípus esetén, amelyben az SRY hiányzik, a Z gén aktiválódik, és gátolja egy specifikus férfi gént, ami megteremti a női fejlődés feltételeit [9] .

Lásd még

• nemek aránya
• Nemi elhatározás

Jegyzetek

1. ↑ Hughes, Ieuan A. Minireview: Sex Differentiation  // Endokrinológia. - 2001. - T. 142 , 8. sz . - S. 3281-3287 .  (nem elérhető link)
2. ↑ Sizonenko , PC Emberi szexuális differenciálás  . reproduktív egészség . Genfi Orvosi Oktatási és Kutatási Alapítvány. Hozzáférés dátuma: 2015. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2010. február 9..
3. ↑ Mukherjee, Asit B.; Parsa, Nasser Z. Az emberi vérsejtek interfázisban lévő ivarkromoszóma-összetételének és kromoszómális eredetének meghatározása fluoreszcens in situ hibridizációval  //  Chromosoma : Journal. - 1990. - 1. évf. 99 , sz. 6 . - P. 432-435 . - doi : 10.1007/BF01726695 . — PMID 2176962 .
4. ↑ A. Jost, D. Price, R. G. Edwards (1970). "Hormonális tényezők az emlősmagzat nemi megkülönböztetésében [és megbeszélés]". A Londoni Királyi Társaság filozófiai tranzakciói. B sorozat, Biological Sciences 259(828): 119-131. link a cikk kivonatához
5. ↑ DC oldal, de la Chapelle A., Jean Weissenbach . Y kromoszóma-specifikus DNS rokon emberi XX hímekben. (angol)  // Természet: folyóirat. - 1985. - május 16-22 ( 315. évf. , 6016. sz.). - P. 224-226 . - doi : 10.1038/315224a0 . — PMID 2987697 .
6. ↑ Palmer MS Nemet meghatározó gének.  (neopr.)  // Tudományos fejlődés. - 1989. - T. 73 . - S. 245-261 . — PMID 2678463 .
7. ↑ Koopman, P. Az SRY molekuláris biológiája és szerepe az ivarmeghatározásban emlősökben. (angol)  // Szaporodás, termékenység és fejlődés : folyóirat. - 1995. - 1. évf. 7 , sz. 4 . - P. 713-722 . - doi : 10.1071/RD9950713 . — PMID 8711208 .
8. ↑ MacLaughlin és Donahoe N. A betegség mechanizmusai: nemi meghatározás és megkülönböztetés  // New England Journal of Medicine  :  folyóirat. - 2004. - 20. évf. 350 . - P. 367-378 . - doi : 10.1056/NEJMra022784 . — PMID 14736929 .
9. ↑ DiNapoli L., Capel B. SRY és a nemi meghatározás patthelyzete. (angol)  // Molekuláris endokrinológia : folyóirat. - 2008. - Vol. 22 , sz. 1 . - 1-9 . o . — doi : 10.1210/me.2007-0250 . — PMID 17666585 .