Система определения пола ZW - ZW sex-determination system

Определение пола ZW у птиц (на примере цыплят)

Система определения пола ZW - это хромосомная система, которая определяет пол потомства у птиц , некоторых рыб и ракообразных, таких как гигантская речная креветка , некоторых насекомых (включая бабочек и мотыльков ), семейства плоских червей шистосомных и некоторых рептилий, например большинство змей, ящериц и варанов, включая драконов Комодо . Он также используется в некоторых растениях, где он, вероятно, несколько раз развивался независимо. Буквы Z и W используются, чтобы отличить эту систему от системы определения пола XY . В этой системе у женщин есть пара разнородных хромосом ZW , а у мужчин - две одинаковые хромосомы ZZ .

В отличие от системы определения пола XY и системы определения пола X0 , где сперма определяет пол, в системе ZW яйцеклетка определяет пол потомства. Самцы относятся к гомогаметному полу (ZZ), а женщины - к гетерогаметному полу (ZW). Z-хромосома больше и имеет больше генов, как и X-хромосома в системе XY.

Значение систем ZW и XY

У птичьих ZW и XY-хромосом млекопитающих нет общих генов, и при сравнении курицы и человека Z-хромосома оказалась похожей на аутосомную 9 хромосому у человека, а не на X или Y, что привело исследователей к выводу, что ZW и хромосома Системы определения пола XY не имеют общего происхождения, но половые хромосомы происходят от аутосомных хромосом общего предка . Считается, что эти аутосомы развили локусы, определяющие пол, которые в конечном итоге превратились в соответствующие половые хромосомы после подавления рекомбинации между хромосомами (X и Y или Z и W).

Утконоса , A Однопроходные млекопитающим, имеет систему пяти пар хромосом XY. Они образуют множественную цепочку из-за гомологичных участков в мужском мейозе и, наконец, разделяются на XXXXX-сперматозоиды и YYYYY-сперматозоиды. Z-образная пара птиц появляется на противоположных концах цепочки. Области, гомологичные Z-хромосоме птицы, разбросаны по X3 и X5. Хотя система определения пола не обязательно связана с системой определения пола у птиц и определенно не с системой определения пола терианских млекопитающих , сходство, по крайней мере, позволило сделать вывод, что у млекопитающих половые хромосомы развивались дважды. Предыдущее сообщение о том, что у утконоса есть Х-хромосомы, аналогичные хромосомам терианских млекопитающих , теперь считается ошибкой.

Птица и змея ZW не связаны между собой, поскольку произошли от разных аутосом. Однако птицеподобные хромосомы утконоса могут указывать на то, что предки змей имели птицеподобную систему ZW.

По видам

В птицах

Хотя обширных исследований других организмов с системой определения пола ZW не проводилось, в 2007 году исследователи объявили, что половые хромосомы кур и зебровых вьюрков не демонстрируют какого-либо типа дозовой компенсации в масштабе всей хромосомы , а вместо этого, похоже, компенсируют дозу. на генной основе. Считается, что определенные места на Z-хромосоме курицы, такие как область MHM , демонстрируют региональную дозовую компенсацию, хотя исследователи утверждают, что эта область на самом деле не представляет собой локальную дозовую компенсацию. Дальнейшие исследования расширили список птиц, которые не проявляют какой-либо типовой дозовой компенсации по всей хромосоме, по сравнению с воронами и крысами, таким образом подразумевая, что все хромосомы птиц не имеют дозовой компенсации по всей хромосоме. Как транскрипционная, так и трансляционная ген-специфическая дозовая компенсация наблюдалась в птичьих половых хромосомах. Кроме того, было предложено участие смещенных по полу miRNAs для компенсации присутствия двух Z-хромосом у самцов птиц.

Неизвестно, может ли присутствие W-хромосомы индуцировать женские черты, или же это дупликация Z-хромосомы вызывает мужские черты; В отличие от млекопитающих, ни одна птица с двойной W-хромосомой (ZWW) или одиночной Z (Z0) не была задокументирована должным образом. Однако известно, что удаление или повреждение яичников у самок птиц может привести к развитию мужского оперения, что свидетельствует о том, что женские гормоны подавляют проявление мужских качеств у птиц. Представляется возможным, что любое заболевание может вызвать гибель эмбриона или обе хромосомы могут нести ответственность за выбор пола. Одним из возможных генов, определяющих пол у птиц, является ген DMRT1 . Исследования показали, что для определения мужского пола необходимы две копии гена.

Система определения пола ZW позволяет создавать цыплят с привязкой к полу, у которых цвет при выводе различается по полу, что упрощает определение пола цыплят.

В змеях

W-хромосомы змеи демонстрируют разные уровни распада по сравнению с их Z-хромосомами. Это позволяет отслеживать сокращение W-хромосом (аналогично уменьшению Y-хромосом) путем сравнения между видами. Картирование конкретных генов показывает, что система змей отличается от системы птиц. Пока неизвестно, какой ген у змей определяет пол. Одна вещь, которая выделялась, заключалась в том, что Python проявлял небольшие признаки "W-сжатия".

В настоящее время известно, что в семьях удавов и питонов существует система определения пола XY . Интерес к этому исходил от членов семьи женского пола, способных к партеногенезу или производить потомство без спаривания. В 2010 годув дикой природе была обнаруженасамка удава, которая произвела таким образом 22 потомков. К тому времени предполагалось, что такой образец был произведен хромосомами WW. Python bivittatus и Boa Imperator , так же только производят потомство женского пола; их геномы разделяют специфические для мужчин однонуклеотидные полиморфизмы, идентифицируемые припереваривании рестриктазами . Однако их хромосомное происхождение различается: Python XY похож на ZW других змей, а Boa XY отображается на микрохромосомы других змей. Образец только женского пола контрастирует спартеногенамиZW Colubroidan , которые всегда дают потомство мужского пола (ZZ).

В мотыльках и бабочках

У чешуекрылых (бабочки и бабочки) самки могут иметь Z, ZZW и даже ZZWW.

В шистосомах

Семейство Schistosomatidae, обычно называемое кровяными сосальщиками, представляет собой небольших паразитических плоских червей, обитающих в кровеносных сосудах мочевого пузыря, печени, кишечника и других органах птиц и млекопитающих. Они являются единственным семейством, гетероморфным по половому признаку среди класса трематод, и для завершения своего жизненного цикла зависят от сохранения биохимических пар в связке. Гетерогаметные половые хромосомы у самок девяти видов шистосом были впервые описаны генетиком Маргарет Мензель и паразитологом Робертом Б. Шорт из Университета штата Флорида в 1960 году. Разница в половых хромосомах была отмечена на стадии пахитены профазы мейоза, когда хромосомы утолщаются и выравниваются по своему гомологичному партнеру.

В черепахах

Черепахи Trionychidae обладают системой определения пола ZZ-ZW, которая возникла где-то между началом юры и ранним меловым периодом.

В растениях

Среди примерно 5% видов растений, у которых есть отдельные мужские и женские особи ( раздельнополые ), некоторые, как известно, имеют ZW-систему определения пола. К ним относятся фисташки , несколько видов клубники, включая Fragaria virginiana , Fragaria chiloensis и несколько видов ивы, включая Salix viminalis и Salix purpurea .

Смотрите также

использованная литература

СМИ, связанные с системой определения пола ZW на Викискладе?