Genetická determinace pohlaví Marie Černá Přednáška No 504-V

Meióza – rekonstrukce genetického materiálu Přestavba chromosomů na základě děje crossing-over Náhodná segregace maternálních a paternálních chromosomů do gamet – počet kombinací 223 (8 388 608)

Meióza

Profáze prvního meiotického dělení Leptoten – kondenzace chromosomů Zygoten – synapse chromosomů → bivalent Pachyten – tetráda chromatid, crossing-over Diploten – chiasmata Diakineze – oddělování chromosomů

Zrání gamet

Meióza u muže - spermatogeneze je spuštěna v době puberty androgeny trvá 64 dní zahrnuje spermiohistogenezi přeměna spermatidy na funkční spermii: - vznik akrosomu - kondenzace jádra a vyloučení cytoplasmy - vznik krčku, spojovacího oddílu a bičíku

Meióza u ženy - oogeneze období diktyoten - u plodu 12. – 20. týden dělení primárních oocytů zastaveno v diplotenu profáze prvního meiotického dělení ovulace - od puberty do přechodu ve vejcovodu začíná druhé meiotické dělení → dělení sekundárních oocytů zastaveno v metafázi druhého meiotického dělení fertilizace - vstup spermie do vajíčka končí druhé meiotické dělení

Spermatogeneze Oogeneze spermatogonie ↓ primární spermatocyty sekundární spermatocyty spermatidy spermatozoa oogonie ↓ primární oocyty sekundární oocyty oplodněné vajíčko (zygota) mitóza meióza I meióza II

Barrovo tělísko

Determinace pohlaví u savců (lidé), určitého hmyzu (ovocné mušky) u určitého hmyzu (kobylky, cvrčci, plotice) u ptáků, některých ryb, určitého hmyzu (motýli, moli) u včel a mravenců

Pohlaví je určeno: Genetickou determinací → GONADY → hormony Hormonální diferenciací → genitální dukty, vnější genitál + mozek Psychologickou diferenciací → vlastní určení

Časný vývoj párová indiferentní gonáda v 5. týdnu těhotenství 2 000 primordiálních zárodečných buněk z entodermu žloutkového váčku infiltruje primitivní pohlavní provazce v mezodermálních genitálních lištách, které se vyvinuly z célomového epitelu.

Další vývoj bez přítomnosti chromosomu Y primitivní pohlavní provazce zanikají proliferace epiteliálních kortikálních provazců estrogeny, z matčina organismu, placenty a fetálních ovarií, → paramezonefrické Műllerovy dukty se vyvíjejí → vejcovod a děloha mezonefrické Wolffovy dukty regredují diferenciace vnějšího genitálu

Gen SRY na chromosomu Y v 7. týdnu těhotenství se aktivuje „zinc finger protein“ vede k proliferaci v testikulárních provazcích: - Leydigovy buňky z mezenchymu → androgeny (testosteron) → mezonefrické Wolffovy dukty se vyvíjejí → chámovod a nadvarle - Sertoliho buňky z epitelu, v 4. měsíci → Műllerian inhibiting substance (MIS) → paramezonefrické Műllerovy dukty regredují

Gen SRY na chromosomu Y produkce androgenů (testosteronu) → v 8. – 18. týdnu těhotenství (do 4. měsíce) diferenciace vnějšího genitálu testosteron se vlivem lokální 5-α-reduktázy mění na dihydrotestosteron v 7. měsíci těhotenství kontrakce gubernakula – sestup varlat do šourku

Puberta je vyvolána hormony vylučovanými hypofýzou Nadledviny → androgeny (androsteron) → pubické a axilární ochlupení u dívek Vaječníky → estrogeny → růst prsních žláz, menstruace, vyzrání dělohy, rozšíření pánve Varlata → zvětšení varlat → androgeny (testosteron) → růst penisu a hrtanu, spermatogeneze

Znaky pohlavím ovládané ovlivněné jsou kódované geny na autozomech projevují se jen u jednoho pohlaví - sekundární pohlavní znaky míra jejich exprese je různá u různého pohlaví - předčasná lysivost jako autozomálně dominantně děděný znak u mužů

Turnerův syndrom

Turnerův syndrom

Turnerův syndrom

Klinefelterův syndrom

Klinefelterův syndrom

Klinefelterův syndrom

Chromozom Y Pseudoautozomální homologické oblasti na distálních koncích krátkých (Xp a Yp) a dlouhých (Xq a Yq) ramen pohlavních chromozomů → homologická rekombinace Gen SRY na krátkém rameni Yp, determinuje mužské pohlaví (gonády - testes) Oblasti AZF na dlouhém rameni Yq, determinují vývoj mužských gamet (spermií)

Poruchy určení pohlaví v důsledku mutace genu SRY Mužský fenotyp s karyotypem 46,XX může být způsoben abnormální přítomností genu SRY: gen SRY je přenesen na X chromozom - při abnormálním crossing-overu mimo homologní oblasti chromozomů X a Y gen SRY je přenesen na autozom translokací

Poruchy určení pohlaví v důsledku mutace genu SRY Ženský fenotyp s karyotypem 46,XY může být způsoben chyběním genu SRY: gen SRY je deletován gen SRY je mutován

Poruchy vývoje pohlavních žláz a pohlavních znaků hermafroditismus – přítomnost obojí ovariální a testikulární tkáně → genitál je obojetný pseudohermafroditismus – přítomnost gonadální tkáně pouze jednoho pohlaví ale s obojetným nebo opačným vnějším genitálem

Ženský pseudohermafroditismus karyotypy 46,XX → normální ovaria, ale mužský vnější genitál kongenitální adrenální hyperplazie autozomálně recesivní porucha deficience 21-hydroxylázy kůry nadledvin ↓ kortizol + aldosteron, ↑ androgeny

Kongenitální adrenální hyperplazie

Mužský pseudohermafroditismus karyotypy 46,XY → normální testes, ale ženský vnější genitál Deficience steroidní 5-α-reduktázy autozomálně recesivní porucha Syndrom rezistence vůči androgenům X-vázaný syndrom testikulární feminizace mutace genu pro androgenní receptor

DNA je nejstabilnější molekula našeho těla královna Nefertiti 1381 – 1344 př. n. l. tajná komora v hrobce Amenhotepa II. v Údolí králů v Luxoru

Literatura Klinická genetika, překlad 6. vydání Thompson & Thompson Triton, 2004 Kapitola 2: Chromozomální podstata dědičnosti Lidská gametogeneze a fertilizace stránky 25 – 28 Kapitola 10: Klinická cytogenetika Pohlavní chromozomy a jejich abnormality stránky 168 – 181 Klinické případy: 24, 28

Literatura Medical Genetics at a Glance, second edition, Dorian J. Pritchard & Bruce R. Korf Blackwell Publishing, 2008 (Základy lékařské genetiky, Galén, 2007) Part 1: Developmental biology 10,(11,12),13 Part 2: Medical genetics 23, 25 pages 28 – 35, 59 – 61, 64 – 65