Determinação do sexo

Função do sexo Reprodução ? Recombinação de genes ?

Importância da diferenciação sexual Reprodução / produção agrícola Características sexuais de interesse agrícola Entendimento da herança ligada ao sexo

Determinação genotípica do sexo Ocorre na maioria dos animais superiores, raramente nas plantas

Sistemas de determinação do sexo Bovinos XY Gafanhoto XO Aves ZW Os genes que determinam a diferenciação morfológica dos sexos estão localizados em um par de cromossomos, os “cromossomos sexuais”. Existem basicamente três mecanismos de determinação cromossômica do sexo: XY, ZW, XO

Sistema XY: Ex.: Cannabis sativa, Humulus lupulus, Melandrium album, Asparagus officinalis.

A sexo das plantas Nas plantas o órgão sexual feminino é o pistilo. O órgão sexual masculino é o androceu. As angiospermas, usualmente têm flores de três tipos sexuais: hermafroditas, femininas e masculinas. Noventa por cento das plantas possuem flores hermafroditas. As restantes são monóicas, ou seja, possuem tanto flores masculinas como femininas em uma mesma planta; ou dióicas, ou seja, existem plantas com flores masculinas e outras com flores femininas. Existem plantas com combinações destes tipos sexuais como: andromonoicas; ginomonoicas; poligamomonoicas. Sistema sexual Descrição Monóica Flores ♂ e ♀ na mesma planta Dióica Flores ♀ em uma planta (ginoica) e ♂ em outra planta (andróica) Hermafrodita Flores com órgãos ♂ e ♀ (bissexuais) Andromonoica Plantas individuais com flores hermafroditas e ♂ na mesma planta (flores ♂ dominantes) Ginomonoica Plantas individuais com flores hermafroditas e ♀ na mesma planta (flores ♀ dominantes) Polígamas As estruturas masculinas, femininas, e hermafroditas estão todas presentes na mesma planta.

Autossomos controlando o sexo Ex.: Pepino (Cucumis sativus) O sexo do pepino é controlado por dois lócus, cada um com dois alelos. No caso dos agricultores é interessante que todas as plantas sejam hermafroditas porque não precisariam manter e cuidar das masculinas para servirem como supridoras de grãos de pólen. Os produtores comerciais de sementes sabem disso e usam somente matrizes hermafroditas, para produzirem as sementes que são comercializadas, porque geram somente plantas hermafroditas (veja a tabela abaixo). Genótipo Sexo ff MM ou ff Mm monóica FFMM ou FfMm ginóica Ff mm andromonoica FF mm hermafrodita

Herança influenciada pelo sexo Ex Herança influenciada pelo sexo Ex.: Pelagens de bovinos da raça Ayrshire Genótipo autossômico Sexo ♀ (XX) ♂ (XY) M1 M1 Acaju M1 M2 Vermelho-branco M2 M2

A determinação do sexo no mamoeiro

Cruzamentos de mamoeiro de diferentes sexos Proporções sexuais Viáveis Inviáveis Cruzamentos Feminina (XX) Masculina (XY) Hermafrodita (X Y2) Y2 Y2 YY YY2 Masculina pistilada* (XY) 1 2 --- Feminina (XX)

Genes masculinizantes ou feminilizantes existentes nos autossomo Genes autossômico que controlam a presença de chifres tem também efeito masculinizante recessivo, com penetrância completa em fêmeas e incompleta nos machos Penetrância: A porcentagem de indivíduos com um determinado genótipo que exibem o fenótipo associado ao genótipo Expressividade: Mede a extensão que um determinado genótipo se expressa em um indivíduo Tabela 1: Efeitos fenotípicos do gene P e a expressão sexual em caprinos Efeitos fenotípicos do gene P e a expressão sexual em caprinos PP (mocho) Pp (mocho) pp (chifrudo) Fêmeas XX 100% estéreis (34% intersexo; 66% falso macho) 100% férteis Machos XY 60% estéreis 40% férteis (Rodrigues & Espeschit, 1987)

Ex.: Tilápia do Nilo (Sarotherodon) 3 cromossomos sexuais Y>W>X influenciam na masculinização e interagem com o alelo "A" no autossomo. O alelo A masculinizante e o a feminilizante 3 cromossomos sexuais Y>W>X⇒ influenciam na masculinização e interagem com o alelo "A" no autossomo Cromossomos sexuais x alelos autossômicos = 18 constituições genéticas diferentes Genótipos AA Aa aa YY ♂ WY ♀ XY WW WX XX

A partir de 10 ♀ e 8 ♂ é possível serem feitos 80 acasalamentos diferentes com variáveis proporções sexuais Proporções sexuais dos descendentes (fêmeas:machos) 100: 75: 25 62,5: 37,5 50: 50 43,8: 56,2 37,5: 62:5 25: 75 0: 100 Total N. de acasalamentos 14 11 2 33 1 4 7 8 80 Acasalamentos envolvendo machos AAYY produz descendência toda do sexo masculino, independente da fêmea usada. A aplicação de hormônios em machos AAYY os feminiliza. Vantagens de 100% de machos: Ganho de peso e evita superpopulação

A determinação do sexo nos mamíferos A presença do cromossomo Y determina o sexo. As células de uma fêmea contêm dois cromossomos X, e as células de um macho contêm um cromossomo X e um Y. Ocasionalmente nascem indivíduos sem um dos cromossomos sexuais, e o sexo destes indivíduos é sempre determinado pela presença ou ausência do cromossomo Y. Então, os indivíduos com o cariótipo 47,XXY e 47,XYY são masculinos, enquanto os indivíduos com o cariótipo 45,X e 47,XXX são femininos. O cromossomo Y possui uma região com um gene chamado de SRY (vindo do inglês Sex-determining Region Y / Região-determinante do Sexo Y) que desencadeia a formação dos testículos. Até a sétima semana de idade do embrião esta região se encontra inativa, e as gônadas do embrião podem se desenvolver em testículo ou ovário. Há indivíduos com defeitos no gene SRY que, embora sejam XY, acabam tendo o seu desenvolvimento morfológico como mulher

A determinação do sexo nas moscas-das-frutas Número de cromossomos X Grupos de cromossomos autossômicos (A) Número total de cromossomos Relação X/A Sexo 3 2 9 1,5 Metafêmea 4 13 1,33 Fêmea 16 1,00 12 8 1 11 0,67 Intersexo 7 0,50 Macho 10 0,33 Metamacho O cromossomo Y não interfere tanto na determinação sexual, porque indivíduos diplóides XXY são femininos e diplóides XO são masculinos. De fato, a determinação sexual das drosófilas é determinada pela relação entre cromossomos X e autossomos.

Interação genótipo ambiente Ha o cromossomo sexual, mas a falta de um genoma é que regula o sexo, mas a sua expressão é regulada pelo ambiente Ex.: Abelha europa (Apis melifera) NN = ♀ N = ♂ O sistema de fertilização e o ambiente como "moldadores"do sexo

O sexo na abelha doméstica (Apis melífera melifera)

Determinação sexual dependente da temperatura Padrão Ia. Baixas temperaturas de incubação produzem machos e altas temperaturas fêmeas; as fêmeas adultas são maiores que os machos. É exclusivo e o mais comum para tartarugas; Padrão Ib. Baixas temperaturas de incubação geram fêmeas e altas temperaturas machos; os machos são maiores que as fêmeas. É conhecido em lagartos e crocodilianos; Padrão II. Apresenta duas temperaturas pivotais, sendo que baixas e altas temperaturas de incubação geram fêmeas e temperaturas intermediárias machos; machos e fêmeas adultos têm, aproximadamente, o mesmo tamanho. Ocorre em todos os grupos de répteis. Maiores temperaturas  fêmeas Ex. Atlantic silverside (Menidia menidia)

A determinação do sexo nas garoupas O indivíduo dominante (geralmente o mais corpulento) é funcionalmente macho e os dominados são fêmeas. Quando o dominante desaparece, a fêmea mais corpulenta do grupo se torna macho. Existem outras espécies de peixes em que este sistema é inverso

Uma inusitada forma de determinação do sexo Na ginogênese ou hibridogênese todos os indivíduos são femininos mas acasalam com machos, de outra espécie, que servem de doadores do espermatozóide. Os indivíduos formados tem em suas células somáticas o material genético de ambas as espécies. No entanto, quando os óvulos são produzidos, estes não contêm o material genético do pai (o doador), apenas os cromossomos da sua mãe. O conjunto de cromossomos do pai é sempre descartado. Em condições especiais, ocorre a troca de pedaços de cromossomos entre as espécies envolvidas pelo fenômeno do crossing-over, o que gera variabilidade nas populações. Mas usualmente, é como se as mães fizessem um “clone de si”, através de um embrião induzido pelo “empréstimo” de um esperma de uma outra espécie. Esta forma de reprodução é visto em alguns peixes do gênero Poeciliopsis, bem como no sapo Rana esculenta. Poecilia latipinna

Uma outra inusitada forma de determinação do sexo Hamlets são peixes do gênero Hypoplectrus fam. Serranidae. Eles são hermafroditas síncronicos: Têm órgãos sexuais masculino e feminino, ao mesmo tempo mas não praticam auto-fertilização. No ato sexual, o par define qual se comportará como masculino e qual será o feminino e se revezam nos cruzamentos múltiplos, que geralmente ocorrem ao longo de várias noites. Hypoplectrus sp.

Herança ligada ao sexo

Herança ligada ao sexo ou herança ligada ao cromossomo “X” Hemizigose: Somente um alelo de um para está presente Pseudodominância: Quando um recessivo é expressado com a presença de apenas um alelo em hemizigose

A plumagem “barrada é um gene ligado ao cromossomo Z Sexo ♀ ZB W carijó Zb W cinza ♂ ZB ZB ZB Zb Zb Zb

O olho White em drosófilas Na foto (A) o aspecto do “selvagem” ou normal, que tem os olhos vermelhos. Na foto (B), o “mutante” que tem o olho branco. O nome usual deste mutante é White daí ter sido usado o w para identificá-lo. Para genes que existem somente no cromossomo “X”, os cruzamentos recíprocos não dão o mesmo resultado. Para compreender, acompanhe os cruzamentos envolvendo uma fêmea “selvagem” com olhos vermelhos (WW), com um macho “mutante” com olhos brancos (ww) na esquerda; e uma fêmea “mutante” (ww) com um macho “selvagem” (WW), na direita. a) Mutante de Drosofila melanogaster “olho White” (w).