Ж-Х хромосомалық жүйесі: құстар, балықтар, жәндіктерде жыныс анықтау механизмі. Әйелдерде ЖХ, еркектерде ЖЖ хромосомалары болады. Жұмыртқа жынысты анықтайды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Хромосомалық жүйе
Chromosomal system
ZW жынысты анықтау жүйесі – құстарда, кейбір балықтар мен шаяндарда (мысалы, алып өзен шаяны), кейбір жәндіктерде (қоңыздар мен көбелектерді қоса алғанда), жалпақ құрттардың шистосома тұқымдастығында және кейбір бауырымен жорғалаушыларда (мысалы, көптеген жыландар, лацертид кесірткелері және варандар, соның ішінде Комодо вараны) кездесетін хромосомалық жүйе. Бұл жүйе кейбір өсімдіктерде де табылған, онда ол бірнеше рет тәуелсіз түрде пайда болған болуы мүмкін. Бұл жүйені XY жынысты анықтау жүйесінен ажырату үшін Z және W әріптері қолданылады. ZW жүйесінде әйелдерде әртүрлі ZW хромосомалары жұбы болады, ал еркектерде екі бірдей ZZ хромосомалары болады. XY және X0 жынысты анықтау жүйелерінен өзгеше, онда сперма жынысты анықтайды, ZW жүйесінде жұмыртқа ұрпақтың жынысын анықтайды. Еркектер гомогаметтік жынысты (ZZ), ал әйелдер гетерогаметтік жынысты (ZW) құрайды. Z хромосомасы X хромосомасына ұқсас, үлкенірек және көбірек гендерге ие.
The ZW sex determination system is a chromosomal system that determines the sex of offspring in birds, some fish and crustaceans such as the giant river prawn, some insects (including butterflies and moths), the schistosome family of flatworms, and some reptiles, e. g. majority of snakes, lacertid lizards and monitors, including Komodo dragons. It is also present in some plants, where it has probably evolved independently on several occasions. The letters Z and W are used to distinguish this system from the XY sex determination system. In the ZW system, females have a pair of dissimilar ZW chromosomes, and males have two similar ZZ chromosomes. In contrast to the XY sex determination system and the X0 sex determination system, where the sperm determines the sex, in the ZW system, the ovum determines the sex of the offspring. Males are the homogametic sex (ZZ), while females are the heterogametic sex (ZW). The Z chromosome is larger and has more genes, similarly to the X chromosome in the XY system.
ZW және XY жүйелерінің маңызы
Құстардың ZW және сүтқоректілердің XY хромосомалары арасында ешқандай гендер ортақ емес, ал тауық пен адамды салыстырудан Z хромосомасы адамдардағы 9-аутосомалық хромосомаға ұқсас болып көрінеді. Жынысты анықтаудың ZW және XY жүйелері бір шығу тегі жоқ, бірақ жыныстық хромосомалар ортақ ата-бабалардың аутосомалық хромосомаларынан алынған деген ұсыныс бар. Бұл автосомалар жынысты анықтаушы локустарды дамытты деп есептеледі, олар хромосомалар арасындағы рекомбинация (X және Y немесе Z және W) бас тартылғаннан кейін, ақыр соңында тиісті жыныстық хромосомаларға айналды. Монотремалық сүтқоректілер тобындағы бауырымен жорғалаушыда XY хромосомасының бес жұбы бар. Олар еркек мейозындағы гомологты аймақтарға байланысты бірнеше тізбекті құрайды және ақыр соңында XXXXX сперматозоидтар мен YYYYY сперматозоидтарға бөлінеді. Z-қа ұқсас құстар жұптары тізбектің қарама-қарсы шеттерінде пайда болады. Құстың Z хромосомасына гомолог аймақтар X3 және X5 аймақтарында шашырап орналасқан. Жынысты анықтау жүйесі құстардың және әрине, сүтқоректілердің жыныстық хромосомаларымен байланысты болмаса да, ұқсастық сүтқоректілер жыныстық хромосомаларды екі рет дамытты деген қорытындыға келуге мүмкіндік берді. Бұрынғы есеп бойынша, құсбауырдың X хромосомасы териандық сүтқоректілердің Х хромосомаларына ұқсас, ал қазір қателік деп саналады. Алайда, құс тәрізді хромосомалары жыландардың ата-бабаларында құс тәрізді ZW жүйесі болғандығын көрсетеді.
No genes are shared between the avian ZW and mammalian XY chromosomes, and, from a comparison between chicken and human, the Z chromosome appears similar to the autosomal chromosome 9 in humans. It has been proposed that the ZW and XY sex determination systems do not share an origin but that the sex chromosomes are derived from autosomal chromosomes of the common ancestor. These autosomes are thought to have evolved sex determining loci that eventually developed into the respective sex chromosomes once the recombination between the chromosomes (X and Y or Z and W) was suppressed. The platypus, a monotreme mammal, has a system of five pairs of XY chromosomes. They form a multiple chain due to homologous regions in male meiosis and finally segregates into XXXXX sperm and YYYYY sperm. The bird Z like pair shows up on opposite ends of the chain. Areas homologous to the bird Z chromosome are scattered throughout X3 and X5. Although the sex determination system is not necessarily linked to that of birds and definitely not to that of therian mammals, the similarity at least allowed for the conclusion that mammals evolved sex chromosomes twice. The previous report that platypus has X chromosomes similar to that of therian mammals is now considered a mistake. However, the bird like chromosomes of platypus may indicate that ancestors of snakes had a bird like ZW system.
Құстарда
ZW жыныстық анықтау жүйесіне ие басқа организмдер бойынша кең ауқымды зерттеулер жүргізілмегенімен, 2007 жылы зерттеушілер тауықтар мен зебралы шымшықтардың жыныстық хромосомалары хромосомалық деңгейде дозалық компенсацияның ешқандай түрін көрсетпейтінін, ал оның орнына гендік деңгейде дозалық компенсация жасайтынын хабарлады. Зерттеушілер бұл аймақ жергілікті дозалық компенсацияны білдірмейді деп таласқанмен, тауық Z хромосомасындағы MHM аймағы сияқты белгілі бір жерлер аймақтық дозалық компенсацияны көрсетеді деп саналады. Қосымша зерттеулер хромосомалық деңгейде дозалық компенсацияны көрсетпейтін құстар тізімін қарақасқа мен страустарға дейін кеңейтті, осылайша барлық құс хромосомаларында хромосомалық деңгейде дозалық компенсация жоқ екенін көрсетеді. Құс жыныстық хромосомаларында транскрипциялық және трансляциялық гендік дозалық компенсация байқалды. Сонымен қатар, еркек құстардағы екі Z хромосомасының болуын өтеу үшін жынысқа қатысты miRNA-лардың қатысуы ұсынылды. W хромосомасының болуы әйелдерге тән белгілерді тудыра ма, әлде Z хромосомасының көбеюі еркектерге тән белгілерді тудыра ма, әлі белгісіз; сүтқоректілерден айырмашылығы, екі W хромосомасы (ZWW) немесе бір Z (Z0) бар құстар туралы толыққанды мәліметтер жоқ. Дегенмен, аналық құстардың жұмыртқалықтарын алып тастау немесе зақымдау еркектерге тән қауырсынның дамуына әкелуі мүмкін, бұл аналық гормондары құстарда еркектерге тән белгілердің көрінуін тежейтінін көрсетеді. Бұл екі жағдайдың бірі де эмбрионның өліміне себеп болуы мүмкін, немесе екі хромосома да жыныстық таңдауға жауапты болуы мүмкін. Құстардың жынысын анықтауда маңызды ген – DMRT1 гені. Зерттеулер көрсеткендей, еркек жынысын анықтау үшін геннің екі көшірмесі қажет. ZW жыныстық анықтау жүйесі жынысына қарай түсін ажырататын, тізбекті құстарды жасауға мүмкіндік береді, осылайша балапанның жынысын анықтау процесі жеңілдеді.
While there has not been extensive research on other organisms with the ZW sex determination system, in 2007, researchers announced that chickens' and zebra finches' sex chromosomes do not exhibit any type of chromosome wide dosage compensation, and instead seem to dosage compensate on a gene by gene basis. Specific locations on the chicken Z chromosome, such as the MHM region, are thought to exhibit regional dosage compensation, though researchers have argued that this region does not actually constitute local dosage compensation. Further research expanded the list of birds that do not exhibit any type of chromosome wide dosage compensation to crows and ratites, thus implying that all avian chromosomes lack chromosome wide dosage compensation. Both transcriptional and translational gene specific dosage compensation have been observed in avian sex chromosomes. In addition, the involvement of sex biased miRNAs was proposed to compensate for the presence of two Z chromosomes in male birds. It is unknown whether it might be that the presence of the W chromosome induces female features, or whether instead it is the duplication of the Z chromosome that induces male ones; unlike mammals, no birds with a double W chromosome (ZWW) or a single Z (Z0) have been satisfactorily documented. However, it is known that the removal or damage to the ovaries of female birds can lead to the development of male plumage, suggesting that female hormones repress the expression of male characteristics in birds. It appears possible that either condition could cause embryonic death, or that both chromosomes could be responsible for sex selection. One possible gene that could determine sex in birds is the DMRT1 gene. Studies have shown that two copies of the gene are necessary for male sex determination. The ZW sex determination system makes it possible to create sex link chickens in which color at hatching is differentiated by sex, thus making chick sexing an easier process.
Жыландарда
Жыланның W хромосомалары Z хромосомаларына қарағанда әртүрлі күйге түседі. Бұл түрлер арасындағы салыстыру арқылы W хромосомаларының (Y хромосомаларының қысқаруына ұқсас) қысқаруын бақылауға мүмкіндік береді. Белгілі бір гендерді картаға түсіру жыланның жүйесі құстың жүйесінен ерекше екенін көрсетеді. Жыланның жынысын анықтайтын ген әлі белгісіз. Бір ерекшелігі - питонның "W" қысқаруының белгілері аз. Бұл мәселені зерттеуге қызығушылықты әйелдер отбасы мүшелері туды, яғни жұптаспай ұрпақ туа алады. 2010 жылы 22 аналық ұрпақ шығарған аналық Буа констрикторы жабайы табиғатта табылды. Сол кезде мұндай үлгі ВВ хромосомалары арқылы пайда болады деп болжалды. Python bivittatus және Boa imperator, сонымен қатар тек әйел ұрпақ береді; олардың геномдары шектеу ферментінің қорытуымен анықталатын еркек ерекше бір нуклеотидтік полиморфизмдерді бөліседі. Алайда олардың хромосомалық шығу тегі әртүрлі: Питонның XY басқа жыландардың ZW-мен ұқсас, ал Боа XY басқа жыландардың микрохромосомаларына сәйкес келеді. Тек қана әйелдер үлгісі ZW Colubroidean партеногендерінен айырмашылығы бар, олар әрқашан еркек (ZZ) ұрпақ береді.
Snakes' W chromosomes show different levels of decay compared to their Z chromosomes. This allows for tracking the shrinking of W chromosomes (analogous to the shrinking of Y chromosomes) by comparing across species. Mapping of specific genes reveals that the snake system is different from the bird system. It is not yet known which gene is the sex determining one in snakes. One thing that stood out was that pythons show little signs of "W shrinking". Interest in looking into this came from female family members capable of parthenogenesis, or producing offspring without mating. In 2010 a female Boa constrictor that produced 22 female offspring in this manner was found in the wild. By then it was presumed that such a pattern was produced by WW chromosomes. Python bivittatus and Boa imperator, similarly only produce female offspring; their genomes share male specific single nucleotide polymorphisms identifiable by restriction enzyme digestion. Their chromosomal origins, however, differ: Python's XY are similar to other snakes' ZW, while Boa XY maps to microchromosomes in other snakes. The female only pattern is in contrast to the ZW Colubroidean parthenogens, which always produce male (ZZ) offspring.
Ұялы күштер мен көбелектерде
Лепидоптерлерде (күлкілер мен көбелектерде) әйелдерінде Z, ZZW немесе ZZWW болуы мүмкін.
In Lepidoptera (moths and butterflies), females can have Z, ZZW, or ZZWW.
Шистосомалардағы
Schistosomatidae туысы, көбінесе қан құрттары деп аталады, құстар мен сүтқоректілердің несеп қуысының, бауырының, ішегінің және басқа да мүшелерінің қан тамырларында тіршілік ететін шағын паразиттік жазық құрттар. Олар трематодтар класындағы жалғыз жыныстық ерекшеленген отбасы болып табылады және өмірлік циклын аяқтау үшін биохимиялық тұрғыдан жұптасып тіршілік етуге қатысты. Шистосомалардың тоғыз түрінің аналықтарындағы гетерогаметтік жыныстық хромосомалар алғаш рет генетик Маргарет Мензел және паразитолог Роберт Б. Шорт 1960 жылы Флорида мемлекеттік университетінде сипатталған. Жыныстық хромосомалардың айырмашылығы мейоз профазасының пакитен кезеңінде, хромосомалар қалыңдап, гомологтық жұптасымен қатарланған кезде байқалды.
The family Schistosomatidae, commonly called blood flukes, are small parasitic flatworms dwelling in the blood vessels of the bladder, liver, intestines and other organs of birds and mammals. They are the only sexually heteromorphic family among the trematode class, and depend on remaining biochemically paired in copula to complete their life cycle. The heterogametic sex chromosomes in females of nine species of schistosomes were first described by geneticist Margaret Menzel and parasitologist Robert B. Short of Florida State University in 1960. The difference in the sex chromosomes was noted during the pachytene stage of meiotic prophase, when the chromosomes thicken and align with their homologous partner.
Қалқаншаларда
Trionychidae тасбақаларының жынысын анықтау жүйесі ZZ ZW, ол Юра және ерте креда дәуірінің арасында пайда болған.
Trionychidae turtles possess a ZZ ZW sex determinate system, which originated sometime between the beginning of the Jurassic and the Early Cretaceous.
Өсімдіктерде
Еркек және әйел жынысты жеке тұлғалары бар өсімдік түрлерінің шамамен 5% -ы (диоэтикалық) жынысты анықтаудың ZW жүйесі бар. Бұларға фсташка, Fragaria virginiana және Fragaria chiloensis сияқты көкөністердің бірнеше түрлері және Salix viminalis және Salix purpurea сияқты саздың бірнеше түрлері кіреді.
Among the approximately 5% of plant species that have separate male and female individuals (dioecious), several are known to have a ZW system of sex determination. These include pistachio, several species of strawberry such as Fragaria virginiana and Fragaria chiloensis, and several species of willow including Salix viminalis and Salix purpurea.