تحديد الجنس: 3 أنواع أساسية من عمليات تحديد الجنس

اقرأ هذه المقالة للتعرف على الأنواع المهمة لتحديد الجنس في الميراث:

صبغيات متشابهة:

الكروموسومات المتجانسة هي أزواج من كروموسومات متطابقة مع مواضع جينية مشابهة تحمل ألائل مشابهة أو مختلفة.

Image Courtesy: microbix.com/wp-content/uploads/2011/07/Sex-Determination.jpg

تحدث في الخلايا الجسدية من الحيوانات والنباتات الوعائية التي تمتلك عدد مضاعف من الكروموسومات. من أصل اثنين من الكروموسومات المتجانسة الموجودة في الفرد ، يتم الحصول على واحد من الأب الأب والآخر من الأم الأم. لا يحدث الكروموسومان المتشابهان من كل نوع مرتبطين ببعضهما في نواة الخلية. يجتمعون فقط خلال الطور التأهيلي و الطور الأول من الانقسام الاختزالي.

Genomes (Gk. genos- offspring):

الجينوم هو مجموعة كاملة من الكروموسومات الوحيدة ، ولكنها موجودة في الأمشاج أو الخلايا المشيمية حيث يتم تمثيل كل كروموسوم (وكذلك كل جين) منفردة. إن حالة وجود جينوم واحد أو مجموعة من الكروموسومات تدعى أحادية النواة (Gk. monos- single ، aplos- one fold ، eidos- form). هو مكتوب لفترة وجيزة كما في. تمتلك الخلايا الجسدية أو الجسدية للحيوانات والنباتات العالية جينومين أو مجموعتين من الكروموسومات.

الشرط يسمى ثنائي الصب (2n). تحتوي العديد من نباتات المحاصيل الحديثة على أكثر من مجموعتين من الكروموسومات في خلايا الجسم الجسدية. ثلاثي الجوامد (3n ، على سبيل المثال ، الموز) ، رباعي الصيغة الصبغية (4n ، على سبيل المثال ، الأرز) ، سداسي الكلوي (6n ، على سبيل المثال ، القمح). تعرف حالة وجود أكثر من اثنين من الجينوم أو مجموعات من الكروموسومات باسم تعدد الصبغيات (polyploidy). ومن الشائع جدا في السرخس والطحالب. يبدو أن polyploidy عامل مسبب لعدد كبير من الصبغيات الموجودة في بعض الكائنات الحية ، على سبيل المثال ، بروتين Amoeba (250) ، Ophioglossum (Ferner's Tongue Fern ، 1262) ، Geometrid Moth (224).

تمتلك Gametes نصف عدد الكروموسومات الموجودة في zygote والخلايا المشتقة منها. تسمى حالة الحصول على نصف عدد الكروموسومات بالأحادية (Gk. haplos- simple ، eidos- form). عادةً ما يكون عدد الكروموسومات في شكل أحادي النسيلة (In) ولكن في أشكال متعددة الصبغيات ، فهو أكثر من أحادي الصبغ ، على سبيل المثال ، 2n ، 3n. من أجل تجنب الارتباك في هذا الصدد ، يتم توفير الظروف العشوائية والحيوية مع رموز منفصلة من X و 2X.

تحتوي الخلايا الجسدية للعديد من الأوليات والطحالب والفطريات على عدد أحادي الصبغيات من الكروموسومات. يحدث تضاعف في الكروموسومات في البيضة الملقحة ولكن يحدث الانقسام الاختزالي فيها لاستعادة الحالة أحادية الصيغة الصبغية. ذكر عسل النحل هو أيضا أحادي الصبغ لأنه يتطور من أصل جيني من بيض غير مخصب. النحلة الأنثى هي مضاعفة.

الكروموسومات الجنسية و Autosomes:

الكروموسومات الجنسية هي تلك الصبغيات التي تحدد منفردة أو في الزوج جنس الفرد في الكائنات الحية ثنائية الجنس أو ثنائي الجنس. وهي تسمى اللوسومات (Gk. alios- أخرى ، الجسم السماوي) أو idiochromosomes (Gk. idios- متميزة ، لون chroma- ، جسم soma-). يسمى الكروموسوم الجنسي الذي يحدد جنس الذكورة androsome (Gk. ander- ذكر ، جسم سوما) ، على سبيل المثال ، Y-chromosome في البشر.

تعرف الكروموسومات العادية ، خلاف الصبغيات الجنسية للفرد إذا كانت موجودة ، باسم autosomes. قد تكون الكروموسومات الجنسية متشابهة في جنس واحد وتختلف في الأخرى. الشرطين على التوالي يدعى homomorphic (= مشابه ، على سبيل المثال ، XX ، ZZ) و heteromorphic (= غير متشابه ، على سبيل المثال ، XY ، ZW).

الأفراد الذين لديهم كروموسومات جنسية متجانسة ينتجون نوعًا واحدًا فقط من الأمشاج. هم ، لذلك ، دعا homogametic (على سبيل المثال ، الأنثى البشرية). الأفراد الذين لديهم كروموسومات جنسية غير متجانسة ينتجون نوعين من الأمشاج (على سبيل المثال ، يحتوي X و Y). ويطلق عليها اسم heterogametic (على سبيل المثال ، ذكر الإنسان).

أساس تحديد الجنس:

يسمى إنشاء الأفراد الذكور والإناث أو أجهزة الذكور والإناث للفرد تحديد الجنس. إنه من ثلاثة أنواع - بيئية ، وراثية ، و كروموسومية.

أ. تحديد البيئة أو غير الجينية للجنس:

1. الرخويات البحرية Crepidula تصبح أنثى إذا تم تربيتها وحدها. في شركة للإناث ، يتطور إلى الذكور (Coe ، 1943).

2. تتطور دودة البحرية Bonellia إلى أنثى طولها 3 سم إذا استقرت يرقاتها في مكان معزول. ينمو إلى صغير (0.3 سم) من الذكور الطفيلية إذا اقترب من الأنثى القائمة بالفعل (بالتزر ، 1935). يدخل الذكر جسم الأنثى ويظل هناك كطفيلي.

3. Ophryortocha هو ذكر في الدولة الشابة والإناث في وقت لاحق.

4. في التماسيح وبعض السحالي ارتفاع درجة الحرارة يدفع الذكور وفئة درجات الحرارة المنخفضة. في السلاحف ، الذكور هي الغالبة تحت 28 درجة مئوية ، والإناث فوق 33 درجة مئوية وعدد متساو من الجنسين بين 28-33 درجة مئوية.

ب- تحديد الجينات اللا نيتوسومية للجنس:

في البكتيريا ، يحدد عامل الخصوبة الموجود في البلازميد الجنس. Chlamydomonas تمتلك الجنس تحديد الجينات. وتمتلك الذرة جينات منفصلة لتنمية الشرابة (الإزهار الذكرية) وكوب (الإزهار الأنثوي).

جيم - تحديد الكروموسومات للجنس:

اكتشف هينكينج (1891) X-body في 50 ٪ من الحيوانات المنوية من اليراع. تم اكتشاف Y-body بواسطة ستيفنز (1902). لاحظ مكلونغ (1902) 24 صبغياً في جندب الأنثى و 23 صبغياً في جندب الذكر. وضع ويلسون وستيفنز (1905) نظرية كروموسوم الجنس وأطلقوا على جسيمات X- و Y- ككروموسومات جنسية ، X و Y.

ويستند تحديد الكروموسومات أو allosomic من الجنس على heterogamesis أو حدوث نوعين من الأمشاج في واحد من الجنسين. تم العثور على heterogamety ذكر أو digamety في الملاحق allosome XX-XY و XX-X0. يحدث تناسق الإناث أو digamety في الملاحق allosome ZW-ZZ و Z0-ZZ. يتم تحديد الجنس من خلال عدد من الجينوم في haplodiploidy. تحديد الكروموسومات للجنس هو من الأنواع التالية:

1. XX - XY النوع:

في معظم الحشرات بما في ذلك ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة والثدييات بما في ذلك البشر تمتلك الإناث اثنين من الكروموسومات الجنسية المتشابهة (= isomorphic) ، واسمه XX. الذكور تحتوي على اثنين من الكروموسومات الجنسية het -oromomphic ، أي ، XY. الكروموسوم Y غالباً ما يكون أقصر و مغاير (مصنوع من مغاير). قد يكون مدمن مخدرات (على سبيل المثال ، ذبابة الفاكهة). على الرغم من الاختلافات في التشكل ، تتشابك كروموسومات XY أثناء الزيجوتن. ذلك لأن لديهم جزءين ، متماثلة وتفاضلية.

المناطق المتجانسة من الاثنين تساعد في الاقتران. أنها تحمل الجينات نفسها التي قد يكون الأليلات المختلفة. مثل هذه الجينات الموجودة على كل من الكروموسومات X و Y هي الجينات المرتبطة بـ XY. هي موروثة مثل الجينات الجسمية ، على سبيل المثال ، جفاف الجلد الزهرية ، البكتريا الفقاعية. لا تحمل المنطقة التفاضلية للكروموسوم Y سوى الجينات الوراثية أو الوراثية ، على سبيل المثال عامل تحديد الخصية (TDF).

ربما يكون أصغر جين يحتل 14 زوجًا أساسيًا فقط. جينات هزلية أخرى هي من فرط الشعر (فرط الشعر) على الصيوان ، جلد النيص ، تشوه القرنية (جلد كثيف من اليدين والقدمين) وأصابع القدمين. يتم توريث جينات هولاندريك مباشرة بواسطة ابن من والده.

كما أن الجينات الموجودة في المنطقة التفاضلية للكروموسوم X تجد تعبيرًا في الذكور سواء كانت سائدة أو مقهورة ، على سبيل المثال ، عمى اللون الأحمر والأخضر ، الناعور. ذلك لأن الذكور هي hemizygous لهذه الجينات.

لدى البشر 22 زوجا من الجسيدات الذاتية وزوج واحد من الكروموزومات الجنسية. جميع البويضات التي تكونت من الإناث متشابهة في نوع كروموسومها (22 + X). لذلك ، الإناث هي homogametic. أمشاج الذكور أو الحيوانات المنوية التي ينتجها الذكور البشرية هي من نوعين ، (22 + X) و (22 + Y). ولذلك ، فإن الذكور البشرية هي غير متجانسة (ذكورية أو ذكورية غير متجانسة).

جنس النسل (الشكل 5.23):

يتم تحديد جنس النسل في وقت الإخصاب. لا يمكن تغييره لاحقا. كما أنه لا يعتمد على أي سمة من سمات الوالدين لأن هذا الأخير هو homogametic وينتج نوع واحد فقط من البيض (22 + X) ، والأمشاج الذكور هي من نوعين ، androsperms (22 + Y) و gynosperms (22 + X ). يتم إنتاجها في نسبة متساوية.

تسميد البويضة (22 + X) مع جينسوبرم (22 + X) سينتج طفلة (44 + XX) بينما يؤدي الإخصاب مع الأندريبرم (22 + Y) إلى طفولة (44 + XY). حيث يتم إنتاج نوعين من الحيوانات المنوية بنسب متساوية ، هناك فرص متساوية في الحصول على طفل أو أنثى في تزاوج معين. كما يحدد الكروموسوم Y الجنس الذكور للفرد ، ويسمى أيضا أندروزومي.

في البشر ، جينات TDF من كروموسوم Y يجلب حول تمايز الغدد التناسلية الجنينية في الخصيتين. اختبارات تنتج التستوستيرون التي تساعد في تطوير الجهاز التناسلي الذكري. في غياب TDF ، تميز الغدد التناسلية إلى مبايض بعد الأسبوع السادس من التطور الجنيني. ويتبع ذلك تشكيل القناة التناسلية الأنثوية. الجنس الأنثوي ، لذلك ، هو الجنس الافتراضي.

2. XX - X0 أنواع:

في الديدان الإسطوانية وبعض الحشرات (البق الحقيقي ، الجنادب ، الصراصير) ، لدى الإناث كروموسومين جنسيين ، XX ، في حين أن الذكور لديهم كروموسوم جنسي واحد فقط ، X. ليس هناك كروموسوم جنسي ثاني. لذلك ، يتم تعيين الذكور كـ X0. الإناث هي homogametic لأنها تنتج نوع واحد فقط من البيض (A + X).

الذكور هي متغايرة مع نصف gametes الذكور (gynusperms) تحمل X-chromo- بعض (A + X) في حين أن النصف الآخر (androsperms) خلوها منه (A + 0). نسبة الجنس المنتجة في النسل هي 1: 1 (الشكل 5.24).

3. ZW - ZZ Type (= WZ — WW Type).

في الطيور وبعض الزواحف يمتلك كلا الجنسين كروموسومين جنسيين ولكن على عكس البشر ، تحتوي الإناث على كروموسومات جنسية متغايرة (AA + ZW) بينما الذكور لديهم كروموسومات جنسية متجانسة (AA + ZZ). وبسبب وجود كروموسومات جنسية غير متجانسة ، تكون الإناث متغايرة (أنثى غير متجانسة) وتنتج نوعين من البيض (A + Z) و (A + W). أمشاج الذكور أو الحيوانات المنوية هي من نوع واحد (A + Z). يتم إنتاج نسبة 1: 1 الجنس في النسل (الشكل 5.25).

4. ZO - ZZ النوع:

هذا النوع من تحديد الجنس يحدث في بعض الفراشات والعث. هو بالضبط مقابل الشرط الموجود في الصراصير والجنادب. هنا الإناث لديهن كروموسوم غريب الجنس (AA + Z) في حين أن الذكور لديهم اثنين من الكروموسومات الجنسية المتجانسة (AA + ZZ). الإناث هي متغايرة.

ينتجون نوعين من البيض ، يتكوّن الذكور مع كروموسوم جنس واحد (A + Z) وأنثى تشكل بدون كروموسوم جنسي (A + 0). الذكور هي homogametic ، وتشكيل أنواع مماثلة من الحيوانات المنوية (A + Z). يتم الحصول على الجنسين في النسل بنسبة 50: 50 (الشكل 5.26) حيث يتم إنتاج كل من أنواع البيض في نسبة متساوية.

5. Haplodiploidy:

هو نوع من تحديد الجنس الذي يكون فيه الذكر أحادي اللون بينما الأنثى هي مضاعفة. يحدث Haplodiploidy في بعض الحشرات مثل النحل والنمل والزنابير. الحشرات الذكورية هي فردانية لأنها تتطور بوراثينو وراثيا من بيض غير مخصب. وتسمى هذه الظاهرة Arhenotoky أو ​​arrhenotokous التوالد العذري. لا يحدث الانقسام الاختزالي أثناء تكوين الحيوانات المنوية.

تنمو الإناث من البويضات المخصبة وبالتالي تكون مضاعفة. تلتقط ملكة النحل جميع الحيوانات المنوية من الطائرة بدون طيار خلال رحلة الزواج وتقوم بتخزينها في حويصلة المنوية. تكوين النحل العامل (الإناث الثنائية العدد) والطائرات بدون طيار (الذكور أحادية العدد) يعتمد على خلايا الحضنة التي تزورها الملكة. أثناء زيارة الخلايا الحضنة الصغيرة ، تنبعث الملكة الحيوانات المنوية من الوعاء المنوي بعد وضع البيض.

وبينما يزور خلايا الحضنة الكبيرة ، فإنه يضع البيض ولكن الأوعية المنوية تفشل في بث الحيوانات المنوية بسبب نوع من الضغط على القنوات الخارجة منها. عندما يتم تشكيل ملكة ، يقوم العمال بتكبير إحدى خلايا الحضنة الصغيرة التي تحتوي على البويضة المخصبة وتغذي اليرقة الناشئة على نظام غذائي غني.

الذكور هي عادة الفردوسات الخصبة بسبب التطور من البيض غير المخصبة. أحيانا يتم إنتاج الذكور المصابات بالعقم المصطنع من الإناث المتغايرة من خلال الإخصاب.