Xác định giới tính giữa hai cá thể cùng loài
Xác định giới tính giữa hai cá thể cùng loài!
Giới tính là sự khác biệt di truyền giữa hai cá thể cùng loài. Tình dục là một trong những loại khác biệt dễ thấy và thú vị nhất của sự khác biệt di truyền quan sát được giữa các cá nhân cùng loài.
Xác định giới tính được xác định tại thời điểm thụ tinh, khi giao tử đực và giao tử kết hợp với nhau.
A. Nam dị giới:
Con đực tạo thành hai loại giao tử. Một giao tử sở hữu nhiễm sắc thể X và người khác thiếu nó. Trong một số trường hợp, nam giới có thể sở hữu nhiễm sắc thể Y. Những con đực như vậy được gọi là dị thể. Con cái trong những trường hợp như vậy chỉ tạo thành một loại giao tử có chứa nhiễm sắc thể X.
Nam dị giới có hai loại:
1. Loại 'XX - XY':
Đến năm 1900, khi các kỹ thuật kính hiển vi đã trở nên phát triển khá tốt và hành vi nhiễm sắc thể được hiểu, người ta nhận thấy rằng có một cặp nhiễm sắc thể khác với các nhiễm sắc thể khác. Ở nữ giới, các thành viên của cặp này giống nhau, nhưng khác nhau về ngoại hình ở những người khác (nam).
Hai nhiễm sắc thể giống nhau (ở nữ) giống như một trong những thành viên của cặp không giống nhau ở nam. Nhiễm sắc thể có mặt ở cặp ở nữ và đơn ở nam được xác định là nhiễm sắc thể X. Ở nam giới, nhiễm sắc thể khác được gọi là Y. Vì vậy, hai giới tính có thể được mô tả như dưới (Hình 5.32).
Nữ = XX
Nam = XY
Nhiễm sắc thể X lần đầu tiên được Wilson và Stevens xác định vào năm 1905. Hệ thống XY được gọi là xảy ra ở nhiều loài động vật bao gồm Drosophila và động vật có vú, cũng như ít nhất là ở một số loài thực vật (ví dụ Lychni - một thực vật hạt kín).
Nhiễm sắc thể X và Y được gọi là nhiễm sắc thể giới tính (allosome), những nhiễm sắc thể còn lại của một bổ sung nhất định, giống nhau ở cả hai giới được gọi là nhiễm sắc thể. Loại hệ thống được thảo luận ở trên được gọi là hệ thống XX-XY.
2. Loại 'XX XXX':
Một hệ thống khác được báo cáo là XX-XO. Năm 1902, một McClung người Mỹ đã báo cáo rằng các tế bào soma của châu chấu cái mang 24 nhiễm sắc thể, trong khi những con đực chỉ có 23. Vì vậy, ở nhiều loài côn trùng có sự khác biệt về nhiễm sắc thể giữa hai giới, con cái được gọi là XX có hai nhiễm sắc thể X và con đực như XO (Điên X - Ôi với một nhiễm sắc thể X).
Kết quả của bệnh teo là tất cả trứng của những loài như vậy đều mang nhiễm sắc thể X, trong khi chỉ có một nửa số tinh trùng có một, nửa còn lại không có. Vì con đực tạo ra hai loại giao tử X hoặc O ở loại XO và X và Y ở loại XY, nên chúng được gọi là dị hợp tử. Con cái là đồng nhất chỉ tạo ra một loại giao tử có nhiễm sắc thể X.
B. Nữ dị tính:
Trong những trường hợp như vậy con cái tạo ra hai loại giao tử. Một quả trứng chứa X và loại khác thiếu nó (X) hoặc chứa nhiễm sắc thể Y. Do đó, nam là AAXX và nữ là AAXO hoặc AAXY. Để thuận tiện và để tránh nhầm lẫn, thực tiễn tiêu chuẩn là trong các sinh vật này X được ký hiệu là Z và Y là W.
Nữ dị tính cũng có hai loại.
1. Kiểu ZZ ZZ ZW:
Một hệ thống ZZ-ZW thú vị khác đã được tìm thấy ở một số loài chim bao gồm chim .fowl, bướm và một số loài cá trong nước. Trong trường hợp này, con cái là không đồng nhất và con đực là đồng nhất. Nhiễm sắc thể giới tính ở đây đã được chỉ định là Z và W để tránh nhầm lẫn với các trường hợp nữ là đồng nhất. Nữ giới ở đây là ZW và nam ZZ (Hình 5.34).
2. Kiểu ZO ZZ ':
Trong ZO - ZZ loại xác định giới tính xảy ra ở một số loài bướm và bướm đêm. Nó trái ngược với những gì được tìm thấy trong Gián và Châu chấu. Ở đây, con cái có nhiễm sắc thể giới tính kỳ lạ (AA + Z) trong khi con đực có hai nhiễm sắc thể giới tính đồng hình (AA + ZZ).
Con cái không đồng nhất. Chúng tạo ra hai loại trứng, con đực hình thành với một nhiễm sắc thể giới tính (A + Z) và con cái hình thành mà không có nhiễm sắc thể giới tính (A + O). Những con đực có hình dạng đồng nhất, tạo thành các loại tinh trùng tương tự (A + Z). Hai giới tính thu được trong thế hệ con cháu theo tỷ lệ bằng nhau (Hình 5.35) vì cả hai loại trứng đều được sản xuất với tỷ lệ bằng nhau.
Xác định giới tính ở nam giới:
Một con người có nhiễm sắc thể X và nhiễm sắc thể Y và 22 cặp nhiễm sắc thể, tạo ra tổng số 46. Con cái có một cặp nhiễm sắc thể X và 22 cặp nhiễm sắc thể, một lần nữa tạo ra tổng số 46. Nhiễm sắc thể giới tính phân tách ở bệnh teo giống như các nhiễm sắc thể khác, s6 điều này có nghĩa là mỗi tế bào tinh trùng sẽ chỉ nhận được một nhiễm sắc thể giới tính.
Do đó tại thời điểm sinh tinh, sẽ có hai loại tế bào tinh trùng được sản xuất với số lượng bằng nhau, đó là nhiễm sắc thể X và loại chứa nhiễm sắc thể Y. Mỗi quả trứng do con cái sản xuất sẽ chứa một nhiễm sắc thể X. Do đó, giới tính của con cháu được xác định tại thời điểm thụ tinh của trứng.
Nếu trứng được thụ tinh bởi một tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y (cùng với 22 nhiễm sắc thể thông thường ở người), hợp tử sẽ có X và Y và sẽ phát triển thành con đực. Nếu trứng được thụ tinh bởi một tinh trùng X, hợp tử sẽ có hai nhiễm sắc thể X và sẽ phát triển thành con cái (Hình 5.36).
Gynandromor:
Rất ít cá thể Drosophila được phát hiện có một nửa cơ thể là nam và nửa còn lại là nữ. Chúng được gọi là gynandromor.
Ba loại gynanders hoặc gynandromor có thể được phân biệt:
1. Phụ nữ song phương:
Ở đây một nửa bên là của nam và nửa còn lại là của nữ.
2. Phụ nữ trước-sau:
Ở đây, phần cuối của con vật thuộc về giới tính và hậu sinh của người khác.
3. Bánh quy tình dục:
Trong trường hợp này, gấu ruồi cái không thường xuyên rải rác các mô nam. Morgan và Bridges (1919) giải thích rằng ở Drosophila, hợp tử phát triển thành nữ có hai nhiễm sắc thể X. Do mất hoặc biến mất một nhiễm sắc thể X trong quá trình phân tách trứng được thụ tinh, một gynandromor được hình thành.
Xác định giới tính ở thực vật:
Allen (1940) đã đưa ra một danh sách các loài thực vật nơi nhiễm sắc thể giới tính đã được báo cáo. Wastergard (1950) đã chuẩn bị một danh sách các loài thực vật trong đó sự hiện diện của một cặp nhiễm sắc thể giới tính dị hình đã được thiết lập tốt và cả những nơi không được thiết lập.
Một trong những phương pháp xác định giới tính không đồng nhất ở thực vật đã được nghiên cứu ở thực vật như Cần sa và Melandrium. Nếu tỷ lệ giới tính ở các thế hệ từ phấn hoa thưa thớt so với lượng phấn hoa khác nhau, điều đó cho thấy giới tính nam là không đồng nhất.
Ví dụ, trong cây gai dầu (Cần sa), sự thụ phấn thưa thớt đã cho con đực dư thừa trong khi ở Melandrium, sự thụ phấn thưa thớt đã cho con cái dư thừa, cho thấy giới tính nam không đồng nhất trong cả hai trường hợp. Nếu nữ là thụ phấn thưa không đồng nhất nên cho nam và nữ theo tỷ lệ bằng nhau.
Trong album Melandrium, lưỡng bội, tam bội và tứ bội có liều lượng nhiễm sắc thể X và Y khác nhau đã được chú ý bởi Warmeke (1946). Người ta thấy rằng thực vật là nam khi có một hoặc nhiều nhiễm sắc thể Y và ở nữ giới không có nhiễm sắc thể Y.
Số lượng autosome không ảnh hưởng rõ ràng đến biểu hiện giới tính. Ở Melandrium, nhiễm sắc thể Y dài hơn nhiễm sắc thể X và chúng tạo thành một mảnh hai mảnh dị hình ở bệnh teo.
Lý thuyết cân bằng di truyền xác định giới tính:
Lý thuyết cân bằng gen của xác định giới tính đã được Bridges (1923) đề xuất, người tin rằng sự tương tác giữa các gen có trong nhiễm sắc thể giới tính và nhiễm sắc thể, chi phối tương ứng giữa nữ và nam, xác định giới tính của con cái. Trong Drosophila Genie Cân bằng lý thuyết hoạt động (Y-không có vai trò)
tức là X / A = 1 = Nữ
X / A = 0, 5 = Nam
X / A = trong khoảng 0, 5 đến 1 = Quan hệ tình dục
Hơn 1 = Siêu nữ
Ít hơn 0, 5 = siêu nam
Các cơ chế xác định giới tính ở thực vật tương tự như cơ chế tìm thấy ở động vật. Hầu hết thực vật là lưỡng tính và nó chỉ có trong thực vật Dioecious, thực vật riêng biệt nam và nữ được tìm thấy trong đu đủ, rau bina, viêm, măng tây, vv Nó được điều chỉnh bởi một gen duy nhất.
Ở đu đủ, đơn, gen có các alen Bires (m, M 1 và M 2 ) được đề xuất để kiểm soát sự phân biệt giới tính. Cây cái là đồng hợp tử (mm.) Con đực dị hợp tử (M 1 m) và dị hợp tử (M 2 m) tạo ra lưỡng tính. Ở thực vật, giới tính được xác định bởi nhiễm sắc thể Y. Nếu có nhiễm sắc thể Y, cây là nam, nếu không là nữ.
Morgan và Drosophila:
Drosophila melanogaster (ruồi giấm) có nghĩa là người yêu sương mù bụng đen, lần đầu tiên được điều tra chuyên sâu trong các phòng thí nghiệm của Đại học Columbia ở thành phố New York, nơi Walter Sutton trước đây là một sinh viên tốt nghiệp. Tại đây Thomas Hunt Morgan năm 1910 đã phát hiện ra một con ruồi giấm có mắt trắng trong lọ ruồi có mắt đỏ bình thường.
Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Phát hiện của Morgan về các đặc điểm liên kết giới tính ở Drosophila đã dẫn đến các thí nghiệm tạo ra các bản đồ nhiễm sắc thể tập hợp Nhị phân xác định các gen được mang bởi mỗi nhiễm sắc thể và vị trí gần đúng của mỗi gen trên nhiễm sắc thể.
Ông đang nuôi hàng ngàn con ruồi mắt đỏ trong chai, cung cấp chuối nghiền làm thức ăn. Cơ sở cho sự thay đổi này là gì? Gen cho mắt trắng phát sinh là đột biến của gen nằm trên nhiễm sắc thể X và có liên quan đến việc sản xuất sắc tố mắt.
Gắn kết bằng chứng cho lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể, chủ yếu đến từ nghiên cứu về Drosophila. Đột biến phải liên quan đến những thay đổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể vì các gen đã có mặt trên nhiễm sắc thể như được thảo luận trong lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể.
TH Morgan chủ yếu nghiên cứu sự kế thừa các đặc điểm đột biến ở Drosophila bởi vì đối với anh ta, chúng ít tốn kém hơn so với các động vật khác như chuột và thỏ. Tuy nhiên, nghiên cứu của ông để nghiên cứu về Drosophila đã chứng minh phần thưởng xứng đáng cho các nghiên cứu về di truyền học.
Drosophila là một vật liệu phù hợp cho các thí nghiệm di truyền vì những lý do sau:
(a) Thời gian tạo ra của nó là 12-14 ngày, rất hữu ích trong nghiên cứu và phân tích nhanh chóng các kết quả trong phòng thí nghiệm.
(b) Nó có thể được nhân lên với số lượng lớn trong điều kiện phòng thí nghiệm.
(c) Một số lượng lớn ruồi được sản xuất trong mỗi thế hệ. Một cặp ruồi trong một con sữa nhỏ có thể tạo ra hàng trăm con cháu trong một lần giao phối.
(d) Nhân giống ruồi có thể được thực hiện trong suốt cả năm trong phòng thí nghiệm với vật liệu rẻ tiền.
(e) Mỗi tế bào của Drosophila melanogaster có bốn cặp nhiễm sắc thể. Trong đó ba cặp nhiễm sắc thể giống nhau ở nam và nữ và được gọi là nhiễm sắc thể. Con đực sở hữu một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y tạo ra hai loại tinh trùng; một nửa với nhiễm sắc thể X và một nửa với nhiễm sắc thể Y.
Nhiễm sắc thể Y thường có hình chữ J. Nữ sở hữu hai nhiễm sắc thể X đồng hình trong các tế bào cơ thể của chúng, do đó được gọi là XX. Là đồng nhất, con cái chỉ tạo ra một loại trứng, mỗi loại có một nhiễm sắc thể X.
Morgan với các thí nghiệm nhân giống của mình trên Drosophila (sau này được mở rộng bởi AH Sturtevant, CB Bridges và HJ Muller), đã kết luận rằng các gen (đơn vị di truyền) nằm trên nhiễm sắc thể theo kiểu tuyến tính.
Một số trong số họ nằm gần nhau và có xu hướng liên kết với nhau. CB Bridges (1916), một trong những sinh viên tốt nghiệp của Morgan tại Đại học Columbia đã xuất bản một bài báo có tựa đề Không phân biệt là bằng chứng về lý thuyết nhiễm sắc thể của Di truyền và đưa ra bằng chứng chi tiết cho thấy kết luận rằng các gen có liên quan về mặt vật lý với nhiễm sắc thể.
Phát hiện của Morgan về các đặc điểm liên kết giới tính ở Drosophila đã dẫn đến các thí nghiệm mang lại bản đồ nhiễm sắc thể, tức là xác định các gen được mang bởi mỗi nhiễm sắc thể và vị trí gần đúng của từng gen trên nhiễm sắc thể. Morgan đã được trao giải thưởng Nobel (về sinh lý học hoặc y học) vào năm 1933 cho công trình tiên phong về di truyền học.
