Dědičnost pohlaví a znaků s pohlavím souvisejících

1. Dědičnost pohlaví a znaků s pohlavím souvisejících

2. Rozmnožování Nepohlavní – amixis bez zvýšení genotypové proměnlivosti Pohlavní - amfimixiszvýšení genotypové proměnlivosti Hermafrodité: jeden jedinec oba typy pohlavních buněk Gonochoristé: dvě oddělená pohlaví Apomixis - bez splynutí pohlavních buněk • Partenogeneze z neoplozené samičí buňky • Apogametie z jakékoli buňky samičího pohl. aparátu • Fakultativní partenogeneze u diplohaploidních organismů • a další

3. Rozlišení pohlaví evolučně výhodný způsob rozmnožování Evoluce pohlavních chromozomů • - jejich diferenciace co do velikosti X,Y • - soustředění hlavních genů souvisejících se vznikem pohlaví

4. Determinace pohlaví Negenetické mechanismy U řady nižších živočichů, ryb, hmyzu, červů, obojživelníků, aj. • vliv teploty • vliv pH • vliv stanoviště • vliv proudění vody • vliv světla • vliv salinity prostředí • aj. Indiferentní základ Vliv prostředí Diferenciace samčího nebo samičího pohlaví

5. Determinace pohlaví Genetické mechanismy (specifické pohlavní geny a pohlavní chromozomy) (u vyšších živočichů a některých rostlin) TDFgen, SRYgen a další geny (testes determinující geny) ODG (ovaria determinující geny) Indiferentní základ pohlaví Diferenciace samčího pohlaví Diferenciace samičího pohlaví

6. Pohlavní typy Typ drosofila (savčí) Jeho modifikace protenor ♀ ♀ ♂ ♂ XY XO XX XX P P Y O X X X X gamety gamety XX XX XY XO F1 F1 ♀ ♀ ♂ ♂ Savci, dvoukřídlí, ryby. Ploštice, kobylky.

7. Pohlavní typy Typ abraxas (ptačí) Jeho modifikace ♀ ♀ ♂ ♂ XY XO XX XX P P X X Y O X X gamety gamety XY XO XX XX F1 F1 ♀ ♀ ♂ ♂ Hmyz, ryby, plazi, ptáci. Moli.

8. Pohlavní typy Typ habracon ♂ ♀ U samců není redukční dělení AX AAXX n 2n AX AX AX gamety AAXX AX ♀ ♂

9. Genotypová determinace pohlaví (drozofila) Pohlavní indexy (PI) počet X ch. F počtu sádek A M PI = tj. AAXX 1:1 1 normální ♀ AAXY 1:2 0,5 normální ♂ AAXXX 3:2 1,5 nadsamice AAAXY 1:3 0,33 nadsamec AAAXX 2:3 0,66 intersex

10. Genotypová determinace pohlaví (drozofila) Pohlavní indexy (PI) Platí u nižších organismů, u vyšších živočichů vč. člověka má významnou úlohu také chromozom Y, v jeho krátkém raménku prokázána přítomnost maskulinních faktorů.

11. Gynandromorfismuschimérický charakter organismu, který nese znaky obou pohlaví. Vznik non-disjunkcí.

12. Vznik gynandromorfismu Typ drozofila AX AX Non-disjunkce, v 1. dělení ztratí X chromozom. AAXX ♀ ♂ • Dělení – blastomery. • V jednom organismu znaky obou pohlaví, např. pravá-levá strana. AAX AAXX

13. Vznik gynandromorfismu Typ abraxas AX AX Dvoujaderné vajíčko oplozené 2 spermiemi. AX AY ♂ ♀ AAXY AAXX 1. Dělení - blastomery

14. Vznik gynandromorfismu Typ habracon Dvoujaderné vajíčko, 1jádro oplozeno spermií. AX AX AX ♀ ♂ AX AAXX 1. Dělení - blastomery

15. Genotypová determinace pohlaví Drosofila F v X M v autosomech AAXX AAXY MMFF MMF ♀ ♂ FF>MM MM>F

16. Abraxas M v X chromozomech F v Y AAXX AAXY MM MF ♂ ♀ F > M

17. Habracon Diplohaploidní organismy M i F v X AAXX AX ♀ ♂ FFMM MF FF > MM M > F

18. Lyonizace - sexchromatin X Buňka v interfázi normální♂ normální ♀ ♀ s Turn. syn. ♂s Klinf. syn. ♀s Polysomie X XY XX X0 XXY např. XXX Počet tělísek = nX - 1

19. Y chromatin Buňka v interfázi normální♂ normální ♀ ♂ s Klinf. syn. ♂ u s. XYY Polysomie Y XY XX XXY XYY XYYY Počet tělísek Y = nY Chr.

20. Evoluce pohlavnosti Reprodukce je základní vlastností vyšších organismů. Rozmnožování nepohlavní: • Evolučně mladší • Rozšířeno hlavně u rostlin (většina druhů, více než 90%) a u některých nižších živočichů Rozmnožování pohlavní: • Evolučně vyšší • U některých rostlin (dvoudomé, např. knotovka, šťovík, jahodník) a vyšších živočichů

21. Pohlavní rozmnožování Přináší evoluční výhody: • Kombinaci genomů odlišných gamet • Rekombinaci genetické informace (při meiotickém crossing overu) Vzniká pohlavní dimorfismus (gonochorismus): • Vyvinuly se dva typy pohlaví – samčí a samičí • Dva typy pohlavních buněk – spermie a vajíčka • Dva odlišné pohlavní fenotypy • Nová generace vzniká splýváním gamet • Střídání fází – haploidní diploidní

22. Hermafroditismus: • Pohlaví nerozlišeno • Tentýž jedinec vytváří gamety obou pohlavních typů nebo jen • pohlavního typu jednoho - izogamety Vývoj gonochorismu: • Mutace: potlačení jednoho typu orgánů • ze vzniká • Translokace: přesun chromoz. hmoty a vznik pohlavních • chromozomů ♂ ♀ ♂ ♀

23. Mechanismy determinace pohlaví Enviromentální: • Nejčastěji vliv teploty, pohybu, chemické • vlivy, výživa, teploty inkubace vajíčka, aj • Například: • aligátoři • Například: • krokodýli ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ • Například: • želvy ♂ ♀

24. Mechanismy determinace pohlaví Genetické: • embryonální reprodukční struktury jsou u obou pohlaví stejné (bisexuální), jsou tvořeny kůrou (cortex) a dření (medula) • např. u člověka diferenciace od 7. dne vývoje embrya

25. Mechanismy determinace pohlaví Diferenciace pohlaví: Vývoj cortikální vrstvy potačení medulární vrstvy Vývoj kůra (cortex) vnější ♀ Vývoj medulární vrstvy potačení cortikální vrstvy Vývoj dřeň (medula) vnitřní ♂

26. Mechanismy determinace pohlaví AAXY je Y chromozom je SRY gen vzniká jeho produkt TDF rozvoj meduly (testes) produkce testosteronu samčí diferenciace U samce: Pod vlivem TDF je podporován vývoj meduly a dochází k degeneraci cortexu Testis Determining Factor TDF je produkt genu SRY lokalizovaném na Y chromozomu ( sex ratio )

27. Mechanismy determinace pohlaví U samice: AAXX chybí SRY nevzniká TDF rozvoj cortexu (vaječníků) produkce estrogenu samičí diferenciace Při nepřítomnosti Y chromozomu chybí SRY gen i jeho produkt TDF. Proto dochází k vývoji cortexu a degeneraci medule.

28. Mechanismy determinace pohlaví Müllerův a Wolfův vývod Embryonálně se současně zakládají Müllerův a Wolfův vývod. U samce degeneruje Müllerův vývod a z Wolfova vývodu vznikají samčí pohlavní cesty. U samic je tomu naopak.

29. Mechanismy determinace pohlaví Evoluce pohlavnosti Genetické mechanizmy vzniku pohlaví jsou spojeny se vznikem (diferenciací) pohlavních chromozomů.

30. Výhody a nevýhody pohlavního rozmnožování Evoluce pohlavnosti Nevýhody • poloviční rychlost rozmnožování • vyřeďování vlastního genetického materiálu • dochází k rozpadu osvědčených genových kombinací • vyžaduje složitý fyziologický aparát • časově i energeticky náročná činnost • možnost šíření parazitických organismů • kritická velikost populace

31. Výhody • možnost současné selekce několika výhodných • mutací • zbavování se sousedství nevýhodných mutací • udržování polymorfizmu v populaci • udržování diploidního stavu alel v genomu • snižování vzájemné konkurence mezi sourozenci • výběr jedinců ideálně přizpůsobených stanovišti • snížení podobnosti mezi rodičem a potomstvem • vznik pohlavního rozmnožování je evolučně • jednosměrný proces

32. Paradox sexu • Příroda klade důraz na zajištění genetické přesnosti, proto je výhodou asexuální reprodukce • Na druhé straně sexualita je zdrojem kombinací a rekombinací. Důsledkem je zvýšení proměnlivosti. • Třetím paradoxem je cena za sex, cena za vznik samečka (výrazně například u včel).

33. Monogamie - polygamie: • Monogamie je proti polygamii evolučně favorizována (při péči obou rodičů o mláďata větší šance na přežití). • V umělém chovu zvířat platí opačný proces.

34. Princip vazby na pohlaví Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím homologické úseky chromozomů xy diferencialní úseky chromozomů xy Úplná vazba na chromozom X Úplná vazba na chromozom Y centromera Neúplná vazba na pohlaví Neúplná vazba na pohlaví

35. Vazba na pohlaví Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím aa A- Xa AA a- VAZBA NA X XA - - A a a A Y Aa A- aA a- Color sexing uniformní (dědičnost křížem) VAZBA NA Y X -- -A -- -a YA -- A- -- Ya -a Dědičnost přímá - holandrická YA, Ya hemizygot (dominantní, recesívní)

36. Autosexing – peříčková metoda Vazba na pohlaví K – pomalé opeř. úplná dominance, úplná k – normální opeř. vazba na X ♂ ♀ P x F1 bílá plemena (nejčastěji) -K kk - K k k ♂ ♀ Dědičnost křížem -k Kk Normální opeřování Pomalé opeřování

37. Znaky pohlavím ovládané Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím AABbCc..XX G♀=G♂ AABbCc..XY +♂ hormony +♀ hormony projev znaku O Geny: A, B, C ... X pro dojivost Geny: K, L, M ... N pro hustotu ejakulátu KKLlMm...XX G♀=G♂ KKLlMm..XY +♂ hormony +♀ hormony projev znaku O

38. Znaky pohlavím ovlivněné Dědičnost znaků souvisejících s pohlavím ♂ ♂♂♀♀ ♀ aa Aa AA aa Aa AA Dom.Dom. Rec.Dom.Rec.Rec. Ayrsh. mahagon Ayrsh. červený ♂ Aa + ♂ hormony projev znaku ♀ + ♀ hormony 0 Aa ŘADA MODIFIKACÍ