12.15:

12.15: نسبة الكروموسوم X إلى الجسيمات الذاتية

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

The Ratio of X Chromosome to Autosomes

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Previous Video

12.14: The Y Chromosome Determines Maleness

Next Video

12.16: X-linked Traits

8,559 Views

•

02:45 min

•

April 07, 2021

Overview

في معظم الكائنات الحية ، يتم تحديد الجنس من خلال نسبة الكروموسومات X و Y. ومع ذلك ، في بعض الكائنات الحية ، مثل ذبابة الفاكهة و C.elegans ، يتم تحديد الجنس من خلال نسبة عدد الكروموسومات X إلى عدد مجموعات الجسيمات الجسمية. كروموسوم Y في ذبابة الفاكهة نشط ولكنه لا يحدد الجنس. يحتوي على جينات مسؤولة عن إنتاج المنوية في الذباب البالغ.

ذبابة الفاكهة الذكرية الطبيعية لديها نسبة كروموسوم X واحد إلى مجموعتين من الجسيمات الجسمية. في المقابل ، فإن ذبابة الفاكهة الأنثوية الطبيعية لديها نسبة كروموسومين X إلى مجموعتين من الجسيمات الجسمية. أي اختلاف في نسبة الكروموسومات X إلى الجسيمات الجسدية يؤدي إلى أنماط ظاهرية جنسية مختلفة ، مثل metamale أو metafemale أو ذبابة ثنائية الجنس.

ومن المثير للاهتمام ، أن كل خلية في ذبابة الفاكهة يمكن أن تتخذ خيارا مستقلا فيما يتعلق بالجنس اعتمادا على نسبة X: A. قد يؤدي هذا إلى gynandromorphs – كائن حي به بعض أجزاء الجسم الذكرية وبعض الإناث. على سبيل المثال ، إذا فقدت نواة جنينية بها كروموسوم XX أحد الكروموسومات X ، فستحتوي جميع خلايا ذريتها على كروموسومات XO. ستعرض الخلايا التي تحتوي على كروموسومات XX سمات أنثوية في مثل هذا الكائن الحي ، بينما ستعرض الخلايا التي تحتوي على كروموسومات XO خصائص ذكورية.

إذن كيف تحدد نسبة X: A الجنس في ذبابة الفاكهة؟ يقوم الكروموسوم X بتشفير “بروتينات البسط” ، مثل Sisterless ، وتقوم الجسيمات الذاتية بتشفير “بروتينات المقام” ، مثل Deadpan. هذه هي البروتينات المحددة للجنس التي تظهر نشاطا عدائيا داخل الخلية وتنظم التعبير عن جين مفتاح التأنيث Sex-deadhal أو Sxl. تحدد معالجة الحمض النووي الريبي التفاضلي لجين Sxl الذباب الذكور من إناث الذباب.

Transcript

في البشر ، تلعب الكروموسومات X و Y دورا مهما في تحديد الجنس. يمتلك الذكور البشريون كروموسوم X وكروموسوم Y واحد ، بينما لدى الإناث كروموسومان X.

ومع ذلك ، فإن نظام تحديد الجنس هذا غير موجود في جميع. على سبيل المثال ، في الحشرات مثل ذبابة الفاكهة ، يتم تحديد الجنس عن طريق موازنة المحددات الأنثوية على الكروموسومات X والمحددات الذكرية على الجسيمات الجسمية.

هنا ، المنظم الرئيسي لتحديد الجنس هو جين تبديل يسمى الجنس المميت ، الموجود على الكروموسوم X. في الإناث ، يتم تنشيط الجين أثناء التطور الجنيني المبكر ، بينما في الذكور ، يظل الجين غير نشط طوال المراحل الجنينية المبكرة.

يفسر الاختلاف في نشاط الجينات المميتة للجنس في ذكور وإناث الذباب من خلال الاختلاف في نسبة الكروموسومات X إلى الجسيمات الجسمية.

بشكل عام ، تحتوي الخلايا ثنائية الصبغيات لذبابة الفاكهة الأنثوية الطبيعية على كروموسومين X ومجموعتين من الجسيمات الجسمية ، في حين أن الخلايا ثنائية الصبغيات في ذبابة الفاكهة الذكرية الطبيعية لها كروموسوم X واحد ومجموعتين من الجسيمات الجسمية.

يصنع كل من هذه الكروموسومات X نوعين من البروتينات ، Sisterless-a و Sisterless-b ، بينما تقوم كل مجموعة من الجسيمات الذاتية بتصنيع بروتين يسمى Deadpan.

يرتبط كل بروتين Deadpan ببروتين واحد من Sisterless ويمنع نشاطه. نظرا لأن الإناث لديهن كروموسومين X ومجموعتين من الجسيمات الجسمية ، فإن كمية البروتينات Sisterless هي ضعف بروتينات Deadpan.

يتم تعطيل اثنين من بروتينات Sisterless بواسطة بروتينات Deadpan ، بينما تعمل بروتينات Sisterless الحرة كعوامل نسخ وتنشط الجين المميت للجنس. ثم تؤدي البروتينات المميتة للجنس إلى تخليق بروتين المحولات ، والذي بدوره ينشط الجين مزدوج الجنس. في ظل هذه الظروف ، ينتج الجين مزدوج الجنس بروتينا مزدوجا خاصا بالإناث ، ويتطور الجنين إلى ذرية أنثى.

في ذبابة الفاكهة الذكرية ، نظرا لأن نسبة الكروموسوم X إلى مجموعات الجسيمات الذاتية هي واحد إلى اثنين ، يتم تشكيل كل من بروتينات Sisterless و Deadpan بكميات متساوية. وبالتالي ، يتم تعطيل جميع بروتينات Sisterless بواسطة بروتينات Deadpan.

في حالة عدم وجود أي بروتينات Sisterless حرة ، لا يتم تنشيط كل من جينات Sex-deadhal و Transformer.

ينتج عن هذا إنتاج بروتين مزدوج الجنس خاص بالذكور وتطور الجنين إلى ذرية ذكر.