18 dicembre 2012

Determinazione del sesso in Drosophila

Chiedilo a Tania

E anche oggi, rispondo a una domanda di una mia lettrice!

Salve Tania! Sto studiando, in biologia dello sviluppo, la determinazione del sesso in Drosophila. Il mio professore ha detto che in questi insetti funziona diversamente rispetto ai mammiferi, ma il meccanismo mi è chiaro solo in parte. Si tratta di un argomento piuttosto tecnico, potrebbe aiutarmi ugualmente?
Grazie
Saluti (:
Giulia

Ciao Giulia,
sicuramente l'argomento che proponi non è un argomento di genetica di base, facilmente comprensibile a tutti i miei lettori.
Si tratta, tuttavia, di un argomento piuttosto curioso e, quindi, ho deciso di scrivere comunque il post.

Cominciamo.
Maschi e femmine di Drosophila hanno due cromosomi sessuali X e Y; i maschi sono XY e le femmine XX.

Nei moscerini della frutta, tuttavia, non è la presenza di un cromosoma Y a determinare il sesso.
Nel 1916 il biologo statunitense Calvin Bridges propose che sia i cromosomi X sia i cromosomi autosomi concorressero alla determinazione del sesso nel moscerino della frutta. Vediamo ora di comprenderne il meccanismo.

Per prima cosa è importante il numero dei cromosomi X!
Ad esempio, i moscerini XXY (con normale assetto dei cromosomi autosomi) sono femmine normali; i moscerini X0 (con normale assetto dei cromosomi autosomi) sono, invece, maschi sterili.
La presenza del cromosoma Y, dunque, non determina il sesso maschile, né la sua assenza determina il sesso femminile. Tuttavia, dato che i maschi X0 sono sterili, il cromosoma Y contiene informazioni indispensabili per la fertilità del moscerino.

In Drosophila la presenza di due cromosomi X determina la produzione della proteina "Sex-lethal", codificata da un gene collocato sul cromosoma X.  La presenza della proteina "Sex-lethal" induce uno sviluppo femminile, mediante l'attivazione di altri geni.
Se la proteina Sex-lethal non viene espressa lo sviluppo è maschile.

Cerchiamo ora di capire il ruolo dei cromosomi autosomi.
La Drosophila ha 4 paia di cromosomi: una coppia X/Y e tre coppie autosomiche etichettate 2, 3, e 4.
Ha un numero aploide di 4: 3 coppie di autosomi e 1 coppia di cromosomi sessuali.
Una femmina normale ha due cromosomi X, due cromosomi 2, due cromosomi 3 e due cromosomi 4. Ovvero ha due cromosomi sessuali X e tutti gli autosomi sono presenti a coppie.
Possiamo scriverlo in questo modo 2X:2A. Questa scrittura ci permette di calcolare agevolmente il rapporto tra il numero dei cromosomi X e il numero di assetti autosomici.
Nel caso di una femmina normale, il rapporto è 2:2=1.
Come mostrato nella tabella sottostante, femmine triploidi o tetraploidi sono comunque normali perché il rapporto X:A è comunque uguale a 1.

Nel maschio normale, invece, il rapporto è pari a 0,5: X:2A, ovvero 1:2.

Cromosomi X e Y
Cromosomi autosomi
rapporto X:A
Sesso del moscerino della frutta
XX
AA
2X:2A = 1
Femmina normale
XXX
AAA
3X:3A = 1
Femmina normale
XXXX
AAAA
4X:4A = 1
Femmina normale
X
AA
X:2A = 0.50
Maschio normale, ma sterile
XY
AA
X:2A = 0.50
Maschio normale
XXX
AA
3X:2A = 1.50
Metafemmina, con gravi problemi di sviluppo
XXXX
AAA
4X:3A = 1.33
Metafemmina, con gravi problemi di sviluppo
XX
AAA
2X:3A = 0.66
Intersesso, con caratteri sia maschili sia femminili
XXX
AAAA
3X:4A = 0,75
Intersesso, con caratteri sia maschili sia femminili
X
AAA
X:3A = 0.33
Metamaschio, sterile e debole
XY
AAA
X:3A = 0.33
Metamaschio, sterile e debole


Schematizzando: se il valore del rapporto tra il numero dei cromosomi X e il numero di assetti autosomici:
  • è < di 0,5 avremo dei moscerini metamaschi
  • è = a 0,5 avremo dei moscerini maschi
  • è = a 1,0 avremo dei moscerini femmina
  • è > di 1,0 avremo dei moscerini metafemmina
  • è compreso tra 0,5 e 1,0 avremo dei moscerini intersesso
In conclusione: il sesso in Drosophila è un carattere quantitativo, determinato dal rapporto tra il numero di cromosomi X ed il numero degli assetti aploidi degli autosomi. Tale sistema di determinazione del sesso è chiamato "sistema di equilibrio genico".

Cosa ne dici, Giulia? Ora dovrebbe essere più semplice!
In bocca al lupo per l'esame di domani,
Un saluto,
Tania Tanfoglio


PER APPROFONDIRE:

18 commenti:

  1. Affinchè si sviluppi una Drosophila normale devono esserci tanti cromosomi X tanto quanto sono gli autosomi?

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    1. SI: se la femmina ha due cromosomi X, devono esserci anche: 2 cromosomi 2, 2 cromosomi 3 e 2 cromosomi 4. Se la femmina ha tre cromosomi X, devono esserci anche: 3 cromosomi 2, 3 cromosomi 3 e 3 cromosomi 4.

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    2. Ho capito! Grazie mille Tania! :-)

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  2. Può per caso spiegarmi la determinazione del sesso nel topo e nei mammiferi?

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  3. Ciao lettore anonimo,
    Benvenuto sul mio blog.
    Leggi qui
    Chiedilo a Tania
    E mandami un'e-mail con la tua richiesta e una breve presentazione. Appena possibile ti risponderò.
    Ps: il topo è un mammifero.
    Un saluto,
    Tania Tanfoglio

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    1. Ok le ho mandato un'email

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    2. Va bene, grazie. Appena possibile preparo il post: al massimo una settimana / dieci giorni. Comunque, quando ho deciso la data, ti faccio sapere.

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  4. Risposte
    1. Ciao Irene,
      Benvenuta sul mio blog.
      I moscerini OY (qualsiasi sia il numero degli autosomi) non sopravvivono: il cromosoma X porta i geni necessari per la vitalità.
      Per approfondire ti consiglio
      questo post su BiosProject
      Un saluto,
      Tania Tanfoglio

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  5. Corregimi se sbaglio: in questo esempio gli assetti cromosomici triploidi e tetraploidi per cromosomi sessuali e/o autosomi non sono normali ma risultato di variazioni come ad esempio poliploidia?

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  6. Scusa, non intendevo poliploidia ma non-disgiunzione.

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  7. Salve,io non ho capito il passaggio:il numero di assetti autosomici (ovvero quanti cromosomi sono presenti per ciascun cromosoma?! :-)

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    1. Salve Anonimo, mi dispiace ma non capisco la domanda. Cosa vuol dire: "quanti cromosomi sono presenti su ciascun cromosoma?"

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    2. no io ho riportato facendo copia incolla una frase presente nel testo qui sopra e che non mi sembra corretta...ovvero con A penso che viene indicato l'assetto degli autosomi cioè se sono aploidi(A),diploidi (AA),triploidi (AAA)ecc...ma non capisco cosa significhi tale frase che ho riportato nel commento precedente

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    3. Grazie per la segnalazione, non mi ero accorta dell'errore. Ho eliminato la frase e l'ho sistemata in modo che risulti più chiara.

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