Лекция 12 ПОЛОВАЯ СИСТЕМА Типы размножения биологических

Лекция 12 ПОЛОВАЯ СИСТЕМА

Типы размножения биологических систем • Бесполое размножение (повторное копирование одного и того же варианта генетического текста) • Половое размножение (создание нового варианта генетического текста, рекомбинация генов)

Большинство хордовых животных являются раздельнополыми Направления эволюции половой системы • от гермафродитизма к раздельнополости и дифференциации полов • от наружного осеменения к внутреннему и внутриутробному развитию • развитие и дифференциация половых путей

«Конечная цель» эволюции половой системы • Создание надежных систем, которые обеспечивают реализацию процессов рекомбинации генов и перенос новой генетической информации в генофонд популяции

Филогенез половой системы Появление специфической популяции клеток с одинарным набором хромосом

Половая система хрящевых рыб Семенник Почка Мочеточник, он же семявыводящий каналец Мочевой пузырь клоака

Sex determination in different animals HOMOGAMETIC SEX HETEROGAMETIC SEX Female XX Male XY Presence of Y-chromosome = maleness (mammals and fish) Presence of second Xchromosome = femaleness (Drosophila, the fruit fly) Male ZZ Female ZW Birds, amphibians, reptiles, butterflies, moths. Female XX Male Xo © 2007 Paul Billiet ODWS SEX DETERMINATION Grasshoppers

Половая дифференциация эмбриона человека

Генетический пол у человека детерминируется в процессе оплодотворения (ХХ, ХY), но реализация «генетических директив» , которые приводят к половой дифференцировке начинается только на 14 -й неделе эмбрионального развития

Эмбрионы, независимо от генетического пола (46, XX or 46, XY), являются бипотенциальными. Для эмбрионов характерна врожденная тенденция дифференциации по женскому типу. У человека базовый пол женский

Генетический контроль развития и дифференцировки гонад у плода 1. The major gene influencing gonadal differentiation is the "sex-determining region of the Y" (SRY) gene, located on the Y chromosome and acts as a switch mechanism (переключатель). 2. The presence of one, two, or more X chromosomes does not alter this process; however, the presence of more than one X chromosome (e. g. , 47, XXY syndrome) results in eventual meiotic failure, loss of germ cells, and infertility.

Значение Х-хромосомы Факторы транскрипции и регуляторы факторов транскрипции Контролируют процессы дифференцировки различных тканей плода. Мутация Tfm (Testicular feminizaion locus) в половых Х-хромосамах. Гетерозиготные самки Tfm/+ нормальны, половина их генетически мужских потомков (Tfm/Y) имеют женский фенотип. Женщины с генотипом ХУ и высоким уровнем мужских половых гормонов.

Fetal Sex Differentiation 1. Половая дифференцировка плода начинается на 7 -14 -ой неделе. 2. Половая дифференцировка по женскому типу не требует наличия яичников или эстрогенов. 3. Половая дифференцировка по мужскому типу требует: • Sex-determining region of Y (SRY) gene • Наличия билатеральных семенников, которые должны синтезировать тестостерон и ингибиторы развития протоков Мюллера. • 5 α-Reductase (в наружных гениталиях) • Testosterone and dihydrotestosterone receptor (во внутренних и наружных гениталиях)

Дифференцировка половой системы плода В отсутствие протоков Вольфа протоки Мюллера не развиваются Мочевой пузырь

«Судьба» протоков Мюллера в процессе половой дифференцировки по женскому и мужскому типу

Анатомия половых органов эмбриона человека 6 week old embryo (size = 0. 5 inch, 12 mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - Buds of the arm Arc branchial Placenta membrane Eye Genital tuber Site of the heart Bud of the leg Tail Umbilical cord

9 week old embryo (size 40 -50 mm) Тhere are not yet any notable differences. The boy is on the left and the girl on the right. boy girl 1 - Anus; 2 - Labio scrotal folds; 4 - Genital tuber; 7 - Urethral groove; 8 - Urogenital folds

Testis 1 Peritoneum Развитие мужской половой системы Testis Fig. 28. 4 Epididymis Ductus deferens Gubernaculum Abdominal cavity Pubic bone Ductus deferens Urinary Inguinal canal bladder Process Rectum vaginalis Gubernaculum Developing penis 2 Scrotum Urinary bladder Scrotum Approximately 8 weeks Approximately 12 weeks 1 Each testis forms as a retroperitoneal structure near the level of the kidney. Inguinal canal Urinary bladder (2 The testis beneath the parietal peritoneum is descending 2 toward the inguinal canal. The process vaginalis extends into the inguinal canal alongside the gubernaculum. Inguinal canal Process Ductus vaginalis deferens (obliterated) 3 Process vaginalis Between 7 and 9 months Testis Gubernaculum Scrotum Urinary bladder 4 Ductus deferens Tunica vaginalis 3 The testis follows the process vaginalis and descends through the inguinal canal into the scrotum. Testis Adult Scrotal ligament Scrotum 4 Between birth and adulthood, the process vaginalis is obliterated, and its inferior portion becomes the tunica vaginalis. The gubernaculum becomes the scrotal ligament.

Женская половая система

The fetal testes play a major role in male sex differentiation by producing two hormones, MIS and testosterone, which are major determinants of internal and external genital differentiation Тhe fetal ovaries play a negligible or no role in female sex differentiation, although they may have some steroidogenic capacity.

Схема событий половой дифференцировки по женскому и мужскому типу

Аномалии развития внутренних гениталий

Some intersex patients appear normal at birth • Many (but not all) cases of gonadal dysgenesis. • XX male. • 46 -XY male with persistent mullerian ducts and complete androgen insensitivity syndrome (c. AIS)

Синдром Шерешевского-Тернера (дисгенезия гонад) различные формы аномалий половых хромосом - делеции, изохромосомы, кольцевые хромосомы, разнообразный мозаицизм. Частота дисгенезии гонад — 1: 2500 новорожденных девочек. Простая полная моносомия (45, X)

Синдром Клайнфельтера у лиц мужского пола: 47, XXY; 47, XYY; 48, XXXY; 48, XYYY; 48 XXYY; 49 XXXXY; 49 XXXYY. Наиболее распространен синдром Клайнфельтера (XXY). Общая частота его колеблется в пределах 1 на 500 -700 новорожденных мальчиков [2].

46, ХХ-мужчины (Синдром Ла Шапелля) Кариотип 46, XX у фенотипических мужчин встречается с частотой приблизительно 1: 20000 — 1: 24000. У таких лиц все женские внутренние гениталии отсутствуют, и в психосексуальном плане они ощущают себя мужчинами. Синдром ХYY

Гермафродитизм Бразильская супермодель Жизель Бундхен Леди Гага