22) Хромосомный механизм определения пола. Дифференциация и переопределение пола в онтогенезе. Дифференцировка и переопределение пола в онтогенезе

Формирование половых признаков осуществляется под генетическим контролем. Генетический пол зародыша человека определяется набором половых хромосом при слиянии гамет: ХХ и ХY.

Зачатки гонад у ранних эмбрионов до 5-й или 6-й недели не различаются у разных полов и называются бисексуальными. Они состоят из внешнего слоя - кортекса (cortex) и внутреннего слоя – медула (medulla). Первичные клетки зародышевого пути обнаруживаются у человека на 3-й неделе эмбрионального развития в эктодерме желточного мешка. Затем под влиянием хемотаксических сигналов они мигрируют в гонады. Эта миграция не зависит от пола. Зачатки гонад могут развиваться в яичники или семенники. Дифференцировка мужской гонады наблюдается на 7-й неделе. На 36 день семенник начинает выделять андрогены (тестостерон), определяющий развитие мужского пола. Развитие женской гонады наблюдается на 8-й неделе. Результатом этого является образование женских гормонов – эстрогенов.

В норме Х-хромосомы содержат ген-репрессор - ген тестикулярной феминизации Tfm.Нормальная аллель гена Tfm определяет синтез белкового рецептора для андрогенов. Развитие по мужскому фенотипу зависит от гена Y-хромосомы - H-y-антигена. Его секретируют первичные мужские клетки зародышевого пути. H-y-антиген отвечает за выработку тестостерона. Как только эти клетки попадают в зачатки гонад, начинается дифференцировка семенников. Н-Y-рецепторыимеются на поверхности клеток гонад обоих типов. Считалось, что мужской фенотип определяется всей мужской Y-хромосомой. Но в 1990 году был открыт ген (Sex Region Y), локализованный в кариотипе Y-хромосомы. При его отсутствии генотип XY дает женский фенотип.

При сочетании половых хромосом ХУ, белки-рецепторы воспринимают андрогены. Формируется нормальный мужской фенотип. В случае рецессивной мутации (tfm) рецепторы на поверхности клеток не синтезируются, гормон не воспринимается. Возникает не соответствие между мужским генотипом Х ^tfmУ и формирующимся женским фенотипом.

РАЗВИТИЕ ГОНАД

Зачаточная гонада – бисексуальна до 6-й недели внутриутробного развития.

·        Генотип особи XY вызывает развитие медуллы и формирует семенник на 7-8-й неделе.

·        Генотип особи ХХ вызывает развитие кортекса и формирует яичник на 8-9-й неделе внутриутробного развития.

Гонады детерминируют развитие первичных и вторичных половых признаков. Половые железы выделяют гормоны, которые вместе с гормонами эндокринных желез контролирую пути дифференцировки пола. Уровень гормонов в свою очередь контролируется генами.

Таким образом, процесс половой дифференцировки включает:

1.     Генетический контроль;

2.     Регуляторные функции гормонов.

Существует теория действия гормонов в качестве регуляторных факторов на гены. Они действуют только на специфические клетки-мишени. В клетке вырабатывается особый белок - рецептор, связывающийся с гормоном  по заданному типу развития. После чего гормон приобретает свойства индуцировать работу одного или нескольких генов в хромосомах. Клетки-мишени женского организма воспринимают гормоны по женскому типу в большей степени, а клетки-мишени мужского организма – мужской гормон. Соответственно в норме формируется женский или мужской фенотип. Таким образом существует следующая схема:

1.     В клетках мишенях вырабатывается белок-рецептор.

2.     Белок-рецептор связывается с гормоном.

3.     Инициируется работа нескольких генов в хромосомах.

Образование белков-рецепторов и гормонов контролируется в свою очередь генами. В случае мутаций возникает нарушение контроля, вызывающие аномалии. Примером служит синдром Мориса - тестикулярной феминизации. У лиц с этим заболеванием отсутствуют белки-рецепторы к тестостерону, и гормон не воспринимается. В силу этого развитие по мужскому типу прекращается, и появляются женские фенотипические признаки. В исключительных случаях возможно исправление таких дефектов введением соответствующих гормонов.

Мутации таких генов вызывают:

1.     Нарушения синтеза белков-рецепторов.

2.     Отсутствие восприятия гормонов.

3.     Нарушение формирования пола.

Нормальная аллель, контролирующая синтез белкового рецептора для андрогенов - Х^Tfm.

Рецессивная мутация гена, вызывающая нарушение синтеза рецептора - Х^tfm.. При этом гормон по заданному типу не воспринимается.

Генетическая схема скрещивания при мутациях, приводящих к переопределению пола.

Х^tfm Y – синдром Мориса. Особь с мужским генотипом, но женским фенотипом.Синдром вызван отсутствием рецепторов к тестостерону в клетках-мишенях