Как хромосомы определяют пол потомства у человека и животных?

Содержание

1. Пoлoвые клетки
2. Пoлoвые хромосомы XY
3. Пoлoвые хромосомы XX
4. Пoлoвые хромосомы ZW
5. Партеногенез
6. Экологическое определение пола

Хромосомы – длинные сегменты генов, которые содержат наследственную информацию. Они состоят из ДНК и белков, расположенных в ядре наших клеток. Хромосомы определяют все, от цвета волос и цвета глаз до пола. Являетесь ли вы мужчиной или женщиной, зависит от наличия или отсутствия определенных хромосом. Человеческие клетки содержат 23 пары или в общей сложности 46 хромосом.

Есть 22 пары аутосом (непoлoвые хромосомы) и одна пара гоносом (пoлoвых хромосом). Пoлoвыми хромосомами являются Х и Y хромосомы.

Пoлoвые клетки

При пoлoвoм размножении человека сливаются два отдельных гамета и образовывается зигота. Гаметы – это пoлoвые клетки, продуцируемые типом клеточного деления, называемого мейозом. Они содержат только один набор хромосом и называются гаплоидами.

Мужская гамета, называемая cпepматозоидом, относительно подвижна и обычно имеет жгутик. Женская гамета, называемая яйцеклеткой, является неподвижной и относительно большая в сравнении с мужской гаметой. Когда гаплоидные мужские и женские гаметы объединяются в процессе, называемом оплодотворением, они развиваются в зиготу. Зигота диплоидная, а это означает, что она содержит два набора хромосом.

Пoлoвые хромосомы XY

Мужские гаметы или cпepматозоиды у людей и других млекопитающих являются гетерогаметическими и содержат один из двух типов пoлoвых хромосом.

Клетки cпepмы переносят хромосомы X или Y. Однако женские гаметы или яйцеклетки содержат только Х-хромосому и являются гомогаметическими. В этом случае клетка cпepмы определяет пол индивидуума. Если cпepматозоидная клетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяет яйцеклетку, результирующая зигота будет XX – женский пол. Если клетка cпepмы содержит Y-хромосому, тогда результирующая зигота будет XY – мужской пол.

Y-хромосомы несут необходимые гены для развития мужских гонад или яичек. Особи, у которых отсутствует Y-хромосома (XO или XX), развивают женские гонады или яичники. Для развития полностью функционирующих яичников необходимы две Х-хромосомы.

Гены, расположенные на Х-хромосоме, называются Х-сцепленные генами, и они определяют Х-сцепленное рецессивное наследование. Мутация, происходящая в одном из этих генов, может привести к развитию измененных черт. Поскольку самцы имеют только одну Х-хромосому, измененная черта всегда будет выражаться у самцов. У самок признак будет выражен не всегда, так как у них есть две Х-хромосомы. Измененная черта может быть замаскирована, если только одна Х-хромосома имеет мутацию, и черта является рецессивной.

Пoлoвые хромосомы XX

Кузнечики, таpaканы и другие насекомые имеют сходную с человеком систему определения пола. Взрослым самцам не хватает Y-пoлoвoй хромосомы и имеют только Х-хромосому. Они производят клетки cпepмы, которые содержат хромосому Х или хромосому без пола, которая обозначается как О. Самки имеют XX и производят яйцеклетки, содержащие Х-хромосому.

Если клетка cпepмы X оплодотворяет яйцеклетку, результирующая зигота будет XX – женский пол. Если клетка cпepмы, не содержащая пoлoвoй хромосомы, оплодотворяет яйцеклетку, результирующая зигота будет XO – мужской пол.

Пoлoвые хромосомы ZW

Птицы, насекомые, такие как бабочки, лягушки, змеи и некоторые виды рыб, имеют разную систему определения пола. У этих животных именно женская гамета определяет пол. Женские гаметы могут содержать либо хромосому Z, либо хромосому W. Мужские гаметы содержат только Z-хромосому. У этих видов сочетание хромосом ZW означает женский пол, а  ZZ – мужской пол.

Партеногенез

Как насчет таких животных, как большинство видов ос, пчел и муравьев, у которых нет пoлoвых хромосом? Как определяется пол? У этих видов пол определяет оплодотворение. Если яйцо будет оплодотворено, то из него появится самка. Из неоплодотворенного яйца может появится самец. Самка диплоидна и содержит два набора хромосом, а гаплоидный самец содержит лишь один набор хромосом. Такое развитие самца из неоплодотворенного яйца и самки из оплодотворенного яйца является типом партеногенеза, известного как арренотокный партеногенез.

Экологическое определение пола

У черепах и крокодилов пол определяется температурой окружающей среды в определенный период развития оплодотворенного яйца. Яйца, которые инкубируются выше определенной температуры, развиваются в один пол, а яйца, инкубированные ниже определенной температуры, развиваются в другой пол.