9- LA GENETICA DEL SEXO (1)

Vista previa del material en texto

CLASE N° 12
LA GENETICA DEL SEXO
LA GENETICA DEL SEXO
En muchos casos, la determinación del sexo es genética: machos y hembras portan alelos o genes diferentes que especifican su morfología sexual. 
En los animales, suele ir acompañado de diferencias cromosómicas. 
Como mucho, puede generalizarse que la mayoría de los eucariotas presentan alguna forma de sexo.
Para determinar el sexo de un organismo hay una gran variedad de mecanismos y estrategias. 
Entre ellos se encuentran la determinación del sexo *por la temperatura a la cual se desarrolla el embrión, *por el balance entre machos y hembras que existe en la vecindad, *por el tamaño de un individuo con respecto a su pareja, *por la presencia de uno o varios genes, *por la cantidad de ciertos genes con respecto a otros, etcétera.
DETERMINACIÓN SEXUAL EN MAMÍFEROS
La diferencia fundamental entre machos y hembras es que los primeros tienen testículos y las segundas ovarios. 
Sin embargo, esta diferencia no existe desde el momento de la fecundación, sino que se genera en etapas más avanzadas del desarrollo.
En las hembras, las gónadas permanecen sin cambios morfológicos por más tiempo.
Además de las gónadas, otras diferencias sexuales se dan en los conductos sexuales por los cuales los gametos salen de las gónadas. 
En el caso de los machos, éstos son el conducto eferente, el epidídimo y el conducto deferente, los cuales se originan a partir del conducto de Wolff. 
En hembras, el conducto de Müller origina al oviducto (o trompas de Falopio) y al útero.
El conducto de Wolff y el conducto de Müller se desarrollan tanto en embriones hembra como en macho; sin embargo, dependiendo del tipo de gónada que se forme, uno de los dos conductos desaparece. 
En machos, la hormona antimülleriana producida por las células de Sertoli en el testículo provoca la degeneración de los conductos de Müller. 
Por otro lado, la testosterona producida por las células de Leydig promueve el desarrollo y masculinización de los conductos de Wolff. 
En hembras, los conductos de Wolff se degeneran por la ausencia de testosterona mientras que los de Müller se mantienen, ya que no hay producción de hormona antimülleriana
En 1901 se propuso que el cromosoma X era el que determinaba el sexo; por primera vez se proponían bases genéticas a la determinación sexual.
En los mamíferos la determinación primaria del sexo es estrictamente cromosomal, y en la mayoría de los casos un individuo con dos cromosomas sexuales XX será hembra, mientras que con un cromosoma sexual X y otro Y (XY) será macho.
En 1959 se estableció que, en mamíferos, el cromosoma Y era el inductor dominante de las características masculinas (o fenotipo masculino), ya que en su presencia, sin importar el número de cromosomas X, el desarrollo era de macho. 
El cromosoma Y es el inductor dominante del fenotipo masculino, se concluyó que en él debía existir un “factor determinante del testículo”.
En 1991 con la identificación del gen SRY, (Factor determinante testicular, del inglés Sex determining región of the Y chromosome ) el único dentro del cromosoma Y que se necesita para la determinación del testículo. 
Esto se demostró al introducir un fragmento de ADN que contenía exclusivamente al gen SRY en embriones de ratón XX, ocasionando que los individuos se desarrollaran como machos (Koopman y colaboradores, 1991).
La proteína SRY es capaz de unirse al ADN, por lo que se cree que actúa como factor transcripcional (es decir, que regula a otros genes) iniciando así una cascada de señales que finaliza con la formación del testículo. 
Aparte de su función como regulador de la expresión de otros genes, se observó que SRY podría participar también en el mecanismo de empalme de los ARNs mensajeros, moléculas a partir de las cuales se sintetizan las proteínas (Ohe y colaboradores, 2002).
La expresión de SRY induce la proliferación de las células de Sertoli y la migración de las llamadas células mioides peritubulares hacia el testículo, las cuales forman una barrera entre las células del estroma y las células germinales y de Sertoli.
Además del SRY, se conocen otros genes que participan en la determinación sexual. 
Éstos generalmente se han identificado por mutaciones o cambios que causan reversión sexual, o porque tienen distinta expresión en machos y hembras. 
Dentro de estos genes se encuentra SOX9.
Es interesante que SOX9 se encuentre también expresado en células de Sertoli de testículos de aves (donde el macho es el homogamético, XX) y en reptiles (donde el sexo se determina por la temperatura de incubación de los huevos; Moreno-Mendoza y colaboradores, 1999). 
Por otro lado, existen evidencias que indican que se requiere SOX9 para activar a la hormona antimülleriana, lo que conecta a este gen con el resto de la cascada de diferenciación sexual. 
Todo esto sugiere que aparte del SRY, SOX9 es un gen crítico y necesario para la determinación del testículo, no sólo en mamíferos, sino en vertebrados en general.
SRY, SOX9 es un gen crítico y necesario para la determinación del testículo, no sólo en mamíferos, sino en vertebrados en general
En mamíferos se han encontrado varios genes DM, los cuales pudieran estar involucrados en el desarrollo sexual. 
DMRT1 (factor de transcripción 1 relacionado con el doble X ) expresa en gónadas indiferenciadas, aumentando su expresión en testículo, tanto en células de Sertoli como en células germinales, y apagando su expresión en ovarios. 
Este gen también se requiere para la diferenciación del testículo (Raymond y colaboradores, 2000). 
Otros miembros de esta familia de genes también presentan expresión diferencial. 
DMRT3 se expresa principalmente en machos, mientras que DMRT7 lo hace en hembras. 
Se conoce todavía muy poco respecto a la determinación y el desarrollo del ovario. 
Hasta hace poco se había considerado que se desarrollaba pasivamente y que no se requería de ninguna señal para convertirse en ovario, por ser éste el camino predeterminado de desarrollo.
Sin embargo, se encontró un gen (DAX1) que puede estar directamente relacionado con su determinación y desarrollo. 
DAX1 se encuentra en el cromosoma X.
DAX1 se expresa diferencialmente en los ovarios durante la etapa embrionaria, además de expresarse en tejidos involucrados en la síntesis de hormonas esteroides.
En conclusión, parece que el establecimiento adecuado del sexo se logra a través de un balance muy fino entre diversos factores.
Herencia ligada al sexo
La mayoría de las animales y muchas plantas presentan dimorfismo sexual, es decir los individuos pueden ser machos o hembra.
El sexo está determinado por cromosomas especiales, los cromosomas sexuales.
Los cromosomas sexuales se presentan generalmente solo un par en los organismos diploides (organismos con dimorfismo sexual).
La herencia de genes situados en los cromosomas sexuales se conoce como herencia ligada al sexo. 
Una de las primeras evidencias de la herencia ligada al sexo fue dada por Thomas H. Morgan cerca de 1920 durante sus estudios del color de ojos en la mosca de la fruta Drosophila. 
La mosca de la fruta o del vinagre también tienen, al igual que el mamífero, hembras XX y machos XY. 
Una de las características dominantes y bien visible de la mosca de la fruta eran sus ojos rojos brillantes y moscas con ojos blancos, un mutante (recesivo).
Un macho de estas moscas de ojos blancos fue apareado con una hembra de ojos rojos y toda la F1 presentó ojos rojos.
La relación fenotípica esperada 3 a 1 a favor del normal, la relación estuvo más cerca a 4 a 1 y, además, todos los individuos de ojos blancos eran machos. 
A Morgan le surgió el interrogante depor qué no había hembras de ojos blancos.
Para responder a ello cruzó un macho original de ojos blancos con una hembra de la F1 de ojos rojos y obtuvo machos y hembras de ojos rojos y blancos en una proporción 1 a 1
Morgan y sus colaboradores formularon la siguiente hipótesis: el gen para color de ojos es llevado solamente en el cromosoma X. 
El alelo para ojos blancos debe ser en realidad recesivo dado que todas las moscas de la F1 eran de ojos rojos. 
Así una hembra heterocigota debería tener ojos rojos y su descendencia también. 
Pero un macho que recibiera un cromosoma X recesivo, siempre sería de ojos blancos, ya que en el cromosoma Y no hay alelos para el color de ojos.
Cruzas de las moscas en donde se ve el genotipo.
Genes LIGADOS al sexo, usualmente se denominan así a los genes ubicados en la región diferencial del cromosoma X pero no poseen el alelo en el Y en los macho.
Los genes ligados al sexo tienen un comportamiento distinto en los machos y en las hembras. 
Ello es debido a que el cromosoma Y es diferente del cromosoma X. 
Esta diferencia es la causa de que algunos caracteres se manifiesten solo en los individuos de sexo masculino y no en los de sexo femenino. 
Entre estos caracteres se encuentran algunas enfermedades genéticas importantes.
Hay mucho genes ubicados en el X entre ellos algunos responsables de muchas características hereditarias muy conocidas, como el gen de la hemofilia, el daltonismo, la distrofia muscular de Duschene entre otras.
Un ejemplo el DALTONISMO 
El daltonismo o ceguera cromática interfieren en la percepción de los colores, aunque hay diferentes grados, la más conocida es la incapacidad de distinguir entre el verde y el rojo. 
Otra enfermedad producida por un gen recesivo ligado al sexo es la HEMOFILIA tanto en animales (caballos, perros) como en humano.
En el caso de los genes ligados al cromosoma X hay muchas características que se heredan de esta forma que se denomina Herencia cruzada. 
Esto es debido a que los machos heredan de la madre el cromosoma X y por supuesto del padre el Y. 
Por lo tanto si el gen responsable de la característica es recesivo y la madre es portadora o enferma, su hijos machos serán enfermos.
GENES LIGADOS AL CROMOSOMA Y
Los genes propios del cromosoma Y se denominan HOLANDRICOS. 
En el caso de los mamíferos donde el macho es el que da dos tipos de gametas (X e Y) o heterogamético y se llaman HOLOGÉNICOS cuando están en el Y pero en las aves por ejemplo donde son las hembras las heterogaméticas
Por lo tanto es lógico que solo se hallen en el cromosoma Y pero no en el X, de lo contrario también lo tendrían las hembras. 
Otro ejemplo es la hipertricosis en las orejas que se transmite de padre macho a hijos machos.
Algunas de las enfermedades ligadas al cromosoma Y son:
Infertilidad del cromosoma Y. 
La infertilidad del cromosoma Y es una condición que afecta a la producción de esperma, por lo que para los hombres afectados es difícil o imposible tener hijos. 
Síndrome XYY o Síndrome de Jacobs. 
Síndrome XXYY.
Herencia influenciada por el sexo
Existen caracteres determinados por genes que no se encuentran en los cromosomas sexuales, sino en los autosomas, pero cuya manifestación depende del sexo del individuo, comportándose de distinta manera si se encuentran en machos o en hembras. 
Se dice que su herencia está influida por el sexo.
En este caso los genes se expresan de manera diferente en machos y hembras probablemente por la influencia de las hormonas en su expresión. 
Uno de los ejemplos clásicos son los genes que determina el plumaje en algunas aves, donde el color es mucho más llamativo en los machos que en las hembras.
Otro ejemplo muy conocido es el de los Cuernos en las Ovejas. 
El gen que codifica para la presencia de cuernos es Dominante en Machos pero recesivo en hembras. 
Por ello solo las hembras homocigotas podrás ser astadas (con cuernos) en cambio los machos tendrán cuernos sean homocigotas o heterocigotas.
Herencia limitada por el sexo
Un rasgo que aparece sólo en uno de los dos sexos se denomina limitado por el sexo. 
Esto es diferente de la herencia ligada al cromosoma X, que se refiere a los rasgos que son transmitidos en el cromosoma X.
Se trata de caracteres determinados por genes que existen en los dos sexos pero que sólo se manifiestan en uno de ellos. 
Es lo que ocurre con los genes para la producción de leche en mamíferos, esos genes existen en los machos y en las hembras.
Pero requieren un medio ambiente hormonal femenino y, por ello, sólo producen leche las hembras (como se ve, no tienen por qué ser características sexuales)
Por ejemplo el criptorquidismo o ausencia del descenso de los testículos en los machos solo lo pueden expresar los machos y no las hembra pero como los genes se hallan en ambos sexos las hembras pueden portarlos y no lo presentarán nunca fenotípicamente.
Reversibilidad sexual
Oír una historia de que una gallina se convirtió en gallo. 
Tales historias son vistas con escepticismo, pero reversión del sexo, de hecho, ocurre, aunque no muy frecuentemente. 
Sin embargo, la reversión sexual espontánea de machos a hembras no ha sido reportada.
La mayoría de los casos de reversión espontánea del sexo son el resultado de una condición patológica que ha originado un daño en el ovario izquierdo. 
Normalmente, las gallinas solo tienen un ovario funcional, el izquierdo. 
El ovario derecho y el oviducto están presentes en los estados embrionarios de todas las aves, pero normalmente no se desarrolla en la gallina.
El tejido residual del ovario derecho prolifera en la ausencia funcional del ovario izquierdo. 
Esta gónada derecha regenerada es conocida como ovotestis, y puede contener tejido característico del ovario, testículo, o ambos. 
Existen reportes que estos ovotestis producen semen capaz de procrear. 
La mayoría, sin embargo, nunca pondrán un huevo o tener crías.
Los individuos macho de Xiphophorus helleri tienen alto valor comercial por sus características sexuales secundarias, especialmente la prolongación de la aleta caudal, que los hacen mas vistosos que las hembras. 
Otro factor importante económicamente es el tamaño que es mayor en las hembras que en los machos
La manipulación del fenotipo por tratamiento hormonal puede llevar a la obtención de individuos de gran tamaño, pero con características masculinas. 
Las hembras adultas, alimentadas con Tilapia Reversión, alimento hormonado con 17 metil testosterona (MT) (60 mg MT/ Kg). 
La dosis de alimento correspondió al 6% del peso corporal total. 
El día 42 de tratamiento fue posible establecer 100% de reversión morfológica
Base biológica de la determinación del sexo
En biología, un sistema de determinación del sexo define el desarrollo de las características sexuales de un organismo (concretamente de una especie). 
Se distinguen, generalmente, dos tipos de sistemas de determinación del sexo:
Determinación genética del sexo (DGS): aquella que está determinada por factores contenidos en los cromosomas.
Determinación cromosómica: cuando existen cromosomas heteromórficos.
Determinación génica: cuando los cromosomas son homomórficos.
Determinación por haplodiploidía: cuando uno de los sexos posee la mitad de la dotación cromosómica del otro.
Determinación ambiental del sexo (DAS): aquella que está determinada por factores ambientales.
Determinación por temperatura (DTS): establecido por la temperatura de incubación.
Intersexo 
Los animales intersexos, son aquellos que presentan órganos genitales ambiguos y se clasifican en función a: 
anormalidades del sexo cromosómico, 
anormalidades del sexo gonadal o 
anormalidades del sexo fenotípico (Meyers-Wallen 2001). 
Los desórdenes intersexuales corresponden al hermafroditismo y al pseudohermafroditismo.
El hermafrodita es un animal con las gónadas de ambos sexos, bien con un ovario y un teste o con dos ovotestes.La apariencia externa es de hembra.
 
El pseudohermafrodita es un animal con las gónadas de un sexo y con los genitales externos de otro o ambiguos. 
Las causas del hermafroditismo son alteraciones cromosómicas en los pares sexuales.
En el caso del pseudohermafroditismo masculino, la causa es: 
una exposición de los fetos machos a estrógenos exógenos, 
o alteraciones que impiden la sensibilización normal de los órganos a los andrógenos. 
Los pseudohermafroditas femeninos son causados o por: 
una exposición a andrógenos en el útero, o 
por la administración de progestágenos sintéticos durante la gestación.
La manifestaciones incluyen alargamiento del clítoris, localización anormal de la abertura genital, comportamiento masculino con apariencia femenina, infertilidad, ciclos estrales irregulares o ausentes, etc. 
También pueden incluir signos compatibles con una [piómetra] o con un [sertolioma], incontinencia urinaria, criptorquidismo, etc.
MUCHAS GRACIAS