Filipe Brum Machado Orientador: Enrique Medina-Acosta ... · Determinação sexual pelas condições ambientais Sexo determinado por temperatura Sensibilidade à temperatura se inicia

Determinação do sexo e ligação ao sexo

Filipe Brum Machado

Orientador: Enrique Medina-Acosta

Núcleo de Diagnóstico e Investigação Molecular – NUDIM Convênio UENF - Hospital Escola Álvaro Alvim

Determinação sexual pelas condições ambientais

Sexo determinado por temperaturaSensibilidade à temperatura se inicia antes e se estende após a diferenciação das gônadasModelo: enzimas que convertem formas de esteróides → atividade dos genes dependente de temperaturaTestosterona → 5α redutase →dihidrotestosteronaConseqüências ecológicas


Sexo determinado por temperaturaPadrão Ia

Maiores temperaturas → fêmeasMaioria das tartarugas

Padrão IbMaiores temperaturas → machosAlguns lagartos

Padrão IITemperaturas intermediárias → machosAlgumas espécies de tartarugas, crocodilianos e lagartos


Mecanismos de determinação sexual

AutossomosAlossomos

Existem vários sistemas

22 +XX

22 +X

76 +ZZ

76 +ZW

16(Haploid)

32(Diploid)

(b) The X–0 system

(c) The Z–W system

(d) The haplo-diploid system

Sistema XX – X0

Fêmeas: XXEx.: gafanhotos 2n = 24

Machos: X02n = 23

Ortópteros; hemípteros.

XX, XO

Sistema XX - XY

Fêmeas XXMachos XY

Mamíferos, algumas angiospermas.

46,XX = sexo homogamético46,XY = sexo heterogamético

XX, XY

Thomas Hunt Morgan Thomas Hunt Morgan Premio Nobel Medicina 1933Premio Nobel Medicina 193318661866--19451945CaliforniaCalifornia InstituteInstitute of of TechnologyTechnology, , PasadenaPasadena, CA, CA

1. Cruzamento de macho com cor de olho branco e fêmea com cor de olho vermelho.

2. Coletar dados da F1. Isto quer dizer anotar o sexo e a cor de olho de milhares de moscas.

3. Cruzar a F1 entre sí para obter a F2. Anotar sexo e cor de olho de toda a prole.

Xw Y x Xw+ Xw+

Machos Xw+ Y, e fêmeas: Xw+ Xw com olhos vermelhosXw+ Y x Xw+ Xw

1Xw+Y:1XwY:1Xw+XW+

:1Xw+XW

1 ver, macho: 1bran, macho : 2 ver, fêmea

4. Em experimento separado foi feito um cruzamento teste entre um macho de olho branco e uma fêmea de olho vermelho da F1. Resultados anotados

Xw Y x Xw+Xw

1 Xw+Y : 1 XwY : 1 Xw+Xw : 1XwXw

1 macho verm.1 macho branco1 fêmea verm.1 fêmea branco

Os dados

Cruzamento ResultadosMacho com olho branco inicial com fêmea de olhos vermelhos

Geração F1 Todos com olhos vermelhos

Macho da F1 com fêmea da F1

Geração F2 2459 fêmeas de olhos vermelhos1011 machos de olhos vermelhos0 fêmeas de olhos brancos782 machos de olhos brancos

Macho de olhos brancos com fêmea da F1(olhos vermelhos heterozigota)

Cruzamento teste

129 fêmeas de olhos vermelhos132 machos de olhos vermelhos88 fêmeas de olhos brancos86 machos de olhos brancos

Previsão: 3:11:1:1:1

(2459+1011): 782 = 4,4:1129:132:88:86 = 1,5:1,5:1:1

Cruzamento recCruzamento recííproco proco O padrão de heranO padrão de herançça não a não éé o mesmo num o mesmo num cruzamento reccruzamento recííprocoproco

O cruzamento recíproco é realizado para discernir se um gene determinado estálocalizado em um cromossomo autossômico ou num cromossomo sexual.

Sistema ZZ - ZW

Fêmeas: ZWMachos: ZZ

Aves (galinhas), borboletas, mariposas, traças, algumas espécies de peixes.

Velocidade de empenamento em aves de corte

ZkWZkZK

Zk W ZK Zk ZK ZKWZK Zk ZK ZKW

K:Empenamento LentoK:Empenamento Rápido

Expressão sexual em peixes do gênero sarotherodon

genótiposCromossomos sexuais

AA Aa aa

YY M M M

WY M M F

WW M M F

WX F F F

XX F F F

A:MasculinizanteA:Feminilizante

Masculinidade Y>X>W

Determinação do Sexo por Haplodiploidismo

Nas abelhas, vespas e formigas a determinação sexual não envolve cromossomos sexuais.A rainha é uma fêmea fértil, cujos óvulos fecundados produzem fêmeas diplóides, enquanto os óvulos não fecundados evoluem por partenogênese até machos haplóides.

Determinação do Sexo por Haplodiploidismo

O tipo de alimentação que as larvas recebem durante o seu desenvolvimento determinam se as fêmeas serão férteis (rainhas) ou estéreis (operárias).

Enquanto as larvas das futuras operárias recebem apenas mel e pólen, as larvas que evoluirão para rainhas recebem ainda a geléia real, uma secreção glandular das operárias adultas.

Herança ligada ao sexo

Genes localizados no cromossomo X (genes ligados ao sexo)

Herança ligada ao sexo dominante

Herança ligada ao sexo recessiva

Genes localizados nos cromossomos sexuais humanos Genes localizados nos cromossomos sexuais humanos podem ser transmitidos ligados ao cromossomos X, ligados podem ser transmitidos ligados ao cromossomos X, ligados ao cromossomo Y ou de maneira pseudoautossômica.ao cromossomo Y ou de maneira pseudoautossômica.

Organismo hemizigótico, descreve uma cópia simples de um gene ligado ao cromossomo X em machos.Já que os machos de mamíferos por exemplo possuem somente um único cromossomo X, eles são mais susceptíveis a expressar mutações recessivas.

O termo genes ligados ao sexo O termo genes ligados ao sexo ééusado para designar genes usado para designar genes localizados em um localizados em um úúnico cromossomo nico cromossomo sexual e não nos dois.sexual e não nos dois.

Devido a que existem centenas de genes exclusivos no cromossomo X é comum aceitar como sinônimos, genes ligados ao sexo e genes ligados ao X

Genes ligados ao XGenes ligados ao X

Genes ligados ao YGenes ligados ao Y Genes não ligados ao sexo ou ao XGenes não ligados ao sexo ou ao X

Herança ligada ao sexo recessiva

Daltonismo

Proteínas (cones da retina) –absorvem a luz

Tipo clássico: má percepção de verde e vermelho (genes localizados no X)

http://www.toledo-bend.com/colorblind/Ishihara.html

http://www.toledo-bend.com/colorblind/Ishihara.html

Xd daltonismo

XD visão normal

Homem: hemizigotoXDY visão normalXdY daltonismo

Mulheres:XDXD visão normalXDXd visão normalXdXd daltonismo

Hemofilia

X HemofiliaX Normal

h

H

http://www.nhlbi.nih.gov/health/dci/Diseases/hemophilia/hemophilia_causes.html

Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.


Herança Influenciada pelo sexo

É a variação na expressão de determinados genes em machos e fêmeas.

Pode ser devido à influência dos hormônios sexuais.

Herança Influenciada pelo sexo

Exemplo: calvície, determinada por uma par de genes autossômicos, C e c.

Machos: comporta-se como dominanteFêmeas: comporta-se como recessivo

http://www.ishrs.org/images/male-baldness.gif

Genes limitados ao sexo

São genes autossômicos cuja expressão fenotípica édeterminada pela presença ou ausência de um dos hormônios sexuais.

Ex.: galináceos: diferenças na plumagemRaça LeghornMachos: penas longas, pontudas, encurvadas e franjadas na cauda e no pescoçoFêmeas: penas mais curtas, arredondadas, mais retas e sem franjas

Genótipo Fêmea MachoHH plumag. de galinha plumag. de galinha

Hh plumag. de galinha plumag. de galinha

hh plumag. de galinha plumag. de galo

A plumagem de galo (hh) é limitada ao sexo masculino.

(a) Galo com plumagem de galo

(b)Galinha com plumagem de galinha

(c) Galo com plumagem de galinha

Herança Holândrica ou Restrita ao Sexo

Genes holândricos são exclusivos do cromossomo Y, só ocorrem nos indivíduos de sexo masculino e passam de geração a geração, sempre pela linhagem masculina e nunca apresentam relação de dominância ou de recessividade.

X X

X X

X y

X y

X

X y

X

y = y = perucaperuca nanaorelhaorelha

http://www.photofactory.nl/ 2nd layer/portfolio5.htm

Hipótese de Lyon

Segundo Mary F. Lyon, pesquisadora britânica, sóum 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.

SÍNDROME CARIÓTIPO FENÓTIPO CROMATINA SEXUAL

Turner 45, XO mulher estéril -

Klinefelter 47, XXY homem estéril +

Trissomia X 47, XXX mulher em geral estéril

++

Duplo Y 47, XXY homem fértil -

Não-disjunção do cromossomo X


Determinação Sexual pela Cromatina Sexual

Na espécie humana o sexo édefinido pela análise cromossômica de células em divisão(cariótipo). Já em células interfásicas, isso ocorre 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 (+)

Células sanguíneas evidenciando leucócito com cromatina sexual

Compensação de Dose

Two cell populationsin adult cat:

Active X

Orange

Inactive X

X chromosomes

Allele forblack

Cell divisionand X

chromosomeinactivation

Active X

Black

Inactive X

Allele foryellow

http://www.answers.com/main/ntquery;jsessionid=a5pceoo4e20jo?method=4&dsname=Wikipedia+Images&dekey=Sky+spectral+karyotype.gif&gwp=8&sbid=lc03b&linktext=%3CIMG%20height%3D237%20alt%3D%22Spectral%20Karyotype%22%20src%3D%22http%3A%2F%2Fcontent.answe

Os cromossomos sexuais

Tipicamente

Mulher = 46,XX

Homem = 46,XY

CromossomoCromossomo XX

154.913.754 pares de nucleotídeos1287 genes

CromossomoCromossomo YY57.772.954 pares de nucleotídeos307 genes

Análise do cromossomo Y

Capturado dia 13/12/2003

Este homem érealmente Sadaam

Hussein?

Uday and Qusay Hussein

Mortos dia 22/07/2003

Butler, J.M. (2005) Forensic DNA Typing, 2nd Edition, Box 23.1, p. 534

SRY = Sex Determining Region on The Y Chromosome

Gene com apenas 1 éxon

Codifica um fator de determinação testicular (TDF) de 204 amonoácidos com massamolecular de 24KD

Os testículos então produzem hormôniosrequeridos para o desenvolvimento de características secundárias masculinas

SRY

Reversão sexual em camundongo transgênico para SRY

macho XY macho XX

SRY encontrado em homens XXCariótipo 46,XX com fenótipo masculinoAnálise molecular mostrou a presença do SRY

Mutações ou deleções no SRY encontrado em mulheresXX

Cariótipo 46,XY com fenótipo femininoAnálise molecular mostrou mutação ou deleção no SRY

Homo sapiens SRY (NM_003140)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=nucleotide&val=4507224

A diferenciação sexual é determinada geneticamenteHipótese sobre os genes reguladores

XX

XY

Reversão sexual devido à duplicação de DAX1

GenitGenitáália amblia ambííguagua

“É“É menino ou menina?menino ou menina?””

1: 4200 RN1: 4200 RN

““QuandoQuando NÃONÃO se pode responder a essa se pode responder a essa pergunta sem pensar duas vezes, tratapergunta sem pensar duas vezes, trata--se de uma emergência mse de uma emergência méédica.dica.”” PagonPagon,1987,1987

ABORDAGEM MULTIDISCIPLINARABORDAGEM MULTIDISCIPLINAR

* PEDIATRA* PEDIATRA

* ENDOCRINOLOGISTA* ENDOCRINOLOGISTA

* GENETICISTA* GENETICISTA

* CIRURGIÃO URO* CIRURGIÃO URO--PEDIPEDIÁÁTRICOTRICO

* GINECOLOGISTA* GINECOLOGISTA

* PSIC* PSICÓÓLOGOLOGO

* RADIOLOGISTA* RADIOLOGISTA

* PATOLOGISTA* PATOLOGISTA

* . . .* . . .

DiferenciaDiferenciaçção sexual masculinaão sexual masculina

55--alfaalfa--redutaseredutase

Gônada primitivaGônada primitiva

OVOVÁÁRIORIO

TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli LeydigLeydig

Fator Inibidor Fator Inibidor dede

Ductos de Ductos de MMüüllerller

Regressão de Regressão de Ductos de Ductos de MMüüllerller

HCGHCG--LHLH

TestosteronaTestosterona

Ductos de Ductos de WolffWolff DihidroDihidro--testosteronatestosterona

EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminalcula seminal

PênisPênisBolsa EscrotalBolsa Escrotal

YSRY

SexSex--determiningdetermining RegionRegion onon thethe Y Y chromosomechromosome

DiferenciaDiferenciaçção sexual femininaão sexual femininaGônada primitivaGônada primitiva

OVOVÁÁRIORIO





HCGHCG--LHLH





YSRY TESTTESTÍÍCULOCULO

SertoliSertoli LeydigLeydig

Falhas na Falhas na masculinizamasculinizaççãoão -- PH XY PH XY def. 5def. 5--αα--redutaseredutase


TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli Leydig


OVOVÁÁRIORIO

SRYY Leydig




HCGHCG--LHLH


DihidroDihidro--testosteronatestosteronaDuctos de Ductos de WolffWolff

EpidEpidíídimo dimo Ducto deferenteDucto deferenteVesVesíícula seminal


cula seminal

Falhas na Falhas na masculinizamasculinizaççãoão -- PH PH XYXYdefdef. receptor de andr. receptor de andróógenogeno

RARARARA



TESTTESTÍÍCULOCULOSertoliSertoli Leydig

OVOVÁÁRIORIO

SRYY Leydig




HCGHCG--LHLH





Uma mulher XY com síndrome de insensibilidade à andrógenos

http://www.dls.ym.edu.tw/lesson3/sex.htm

http://www.dls.ym.edu.tw/lesson3/sex.htm

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Filipe Brum Machado Orientador: Enrique Medina-Acosta ... · Determinação sexual pelas condições ambientais Sexo determinado por temperatura Sensibilidade à temperatura se inicia