Determinazione
sessuale
La determinazione cromosomica del sesso
Sono molte le modalità attraverso le quali i cromosomi possono determinare il sesso di un embrione.
Nei mammiferi, è la presenza di un altro cromosoma X o di un cromosoma Y a determinare se un embrione sarà femmina (XX) o maschio (XY).
Negli uccelli la situazione è inversa: il maschio ha i due cromosomi sessuali omologhi (ZZ) e la femmina ha una coppia di cromosomi diversi (ZW).
Nei moscerini il cromosoma Y non ha alcun ruolo nella determinazione del sesso, ma il fenotipo sessuale è determinato dal rapporto tra cromosomi X e autosomi (cromosomi non sessuali).
In altri insetti, le uova fecondate, diploidi, danno origine a individui femmine, mentre le uova non fecondate, aploidi, generano maschi.
I cromosomi sessuali
Il corredo cromosomico umano è costituito da 23 coppie di cromosomi omologhi
22 coppie di autosomi,
morfologicamente uguali nei due sessi
1 coppia di cromosomi sessuali
-Sono definiti “COPPIA” perché, pur potendo essere diversi, durante la meiosi si appaiano comportandosi come cromosomi omologhi
-Sono definiti “SESSUALI” perché alle differenze che in essi si riscontrano tra individuo femminile e individuo maschile si associa il SESSO GENETICO o CROMOSOMICO di un individuo
Il sesso maschile è portatore di una coppia eteromorfica di cromosomi sessuali (sesso eterogamico) Il sesso femminile è portatore di due cromosomi sessuali identici (sesso omogamico)
Sesso Genetico
Si definisce SESSO GENETICO o CROMOSOMICO, il sesso determinato al momento della fecondazione
I gameti, maschili e femminili, hanno un corredo
cromosomico aploide (n), che comprende quindi un solo
cromosoma sessuale
Le cellule uovo hanno tutte un cromosoma sessuale X
Tra gli spermatozoi, alcuni hanno un cromosoma sessuale X, altri un cromosoma sessuale Y
In base alla fecondazione casuale della cellula uovo si potrà avere
Poiché tutte le cellule di un organismo derivano dallo zigote ed hanno tutte una copia dei suoi cromosomi,
IL SESSO GENETICO o CROMOSOMICO E’ UGUALE PER TUTTE LE CELLULE SOMATICHE E FA PARTE DEL CARIOTIPO
DELL’INDIVIDUO. 46, XX ➔ sesso genetico femminile 46, XY ➔ sesso genetico maschile
Determinazione del sesso nei mammiferi
Determinazione primaria del sesso: consiste nella
determinazione delle gonadi (gli ovari che formano gli oociti o i testicoli che formano gli spermatozoi)
Determinazione secondaria del sesso: consiste nella
determinazione del fenotipo maschile o femminile da parte degli ormoni prodotti dalle gonadi.
La determinazione del sesso è dato dalla fecondazione “casuale” di un ovulo con uno spermatozoo, che porta alla comparsa di cromosomi XX o XY. Come già detto questo è il SESSO GENETICO o CROMOSOMICO
Il differenziamento del sesso invece, è un processo che porta alla
formazione di componenti caratteristici che distinguono il sesso femminile dal sesso maschile; in particolare si parla di:
SESSO FENOTIPICO:
differenziamento dei genitali esterni e dei caratteri sessuali secondari (che si sviluppano dalla pubertà in poi)
SESSO GAMETICO:
differenziamento delle cellule germinali in gameti SESSO GONADICO: differenziamento delle gonadi SESSO GENITALE: differenziamento delle vie genitali e dei genitali esterni
La normale catena di processi differenziativi porta dalla determinazione del sesso
genetico, al differenziamento del sesso gonadico, del sesso genitale e quindi del sesso gametico e del sesso fenotipico, in modo che tutti questi si accordino con il sesso
Da un corretto differenziamento del sesso gonadico dipende poi il differenziamento del SESSO GENITALE
La relazione tra sesso gonadico e sesso genitale è enunciata nella:
DOTTRINA DI JOST SULLO SVILUPPO SESSUALE
“in condizioni normali il sesso GENETICO determina il sesso GONADICO. Quando non ci sono gonadi o queste sono ovaie, il feto sviluppa spontaneamente il sesso FENOTIPICO femminile. Quando le gonadi sono testicoli, vengono prodotti due tipi di ormoni che dirigono lo sviluppo verso il sesso FENOTIPICO maschile”
Sviluppo delle gonadi
La formazione degli ovari e dei testicoli è un processo attivo geneticamente regolato.
Entrambe le gonadi maschili e femminili divergono da un precursore comune, la gonade bipotente (o gonade
indifferenziata).
Nell’embrione inizialmente si sviluppano sia gli abbozzi delle vie genitali femminili
(DOTTI DI MULLER), che gli abbozzi delle vie genitali maschili (DOTTI DI WOLFF).
Esperimenti a sostegno della dottrina di Jost
Esperimenti di rimozione delle gonadi da embrioni di coniglio sia femminili che maschili, in varie fasi di sviluppo embrionale.
❖ rimuovendo le gonadi da embrioni femmine NON succedeva niente, cioè il feto si sviluppava in una femmina del tutto normale, con un SESSO GENITALE femminile, come se le gonadi non avessero niente a che fare con la determinazione di tale fenotipo
❖ rimuovendo le gonadi da embrioni maschili in fasi precoci di sviluppo, i feti si differenziavano in FEMMINE
❖ rimuovendo le gonadi da embrioni maschili in fasi più tardive, il feto sviluppava un SESSO GENITALE maschile
Il tempo di castrazione delle gonadi maschili risulta quindi
critico e deve avvenire prima che il testicolo cominci a secernere due ormoni specifici.
N.B.: Quando non ci sono gonadi, o queste sono ovaie, i dotti di Wolff DEGENERANO
SPONTANEAMENTE, e i dotti di Muller si DIFFERENZIANO SPONTANEAMENTE nelle vie genitali femminili.
La dottrina di Jost
I risultati di tali evidenze portano quindi a due conclusioni:
• la natura realizza spontaneamente il fenotipo femminile, in quanto individui castrati di entrambi i sessi si sviluppano SEMPRE come femmine
• le gonadi maschili (testicoli) devono realizzare ATTIVAMENTE il fenotipo maschile, sopprimendo il differenziamento
Il testicolo deve produrre due diversi ormoni mascolinizzanti per produrre il
fenotipo maschile, in quanto devono provvedere attivamente a due diversi eventi:
“salvare” i dotti di Wolff dalla
spontanea degenerazione e indurli a differenziarsi nelle vie genitali maschili ➔ testosterone, ormone steroideo indurre la degenerazione dei dotti di
Muller, che procederebbero altrimenti alla spontanea differenziazione in vie genitali femminili
➔ fattore antimulleriano (AMH), ormone proteico
Il testosterone oltre ad un effetto
mascolinizzante diretto sulle vie genitali, ha inoltre un effetto indiretto sui genitali esterni.
Esso infatti viene convertito da un enzima chiamato riduttasi in diidrotestosterone, il quale dirige il differenziamento dei
genitali esterni (CARATTERI SESSUALI PRIMARI MASCHILI)
Gli ormoni mascolinizzanti sono tre:
• testosterone, per il differenziamento del SESSO GENITALE
• diidrotestosterone (DHT), per il differenziamento dei CARATTERI SESSUALI PRIMARI (GENITALI ESTERNI)
• fattore antimulleriano (AMH), per impedire lo spontaneo differenziamento delle vie genitali femminili
Gli estrogeni sono necessari per il completo sviluppo postnatale sia dei dotti di Muller che dei dotti di Wolff.
Inoltre, sono essenziali per la fertilità dei maschi e delle femmine.
Alla fine degli anni ’50 non era ancora chiaro se la mascolinità fosse legata alla:
presenza del cromosoma Y
mancanza di una
coppia di cromosomi X.
Analogamente, non si sapeva se la femminilità fosse dovuta alla:
mancanza del cromosoma Y
presenza di due cromosomi X
Tale dilemma venne risolto analizzando:
1) I cariotipi di pazienti con anomalie cromosomiche a carico dei cromosomi sessuali, derivanti dalla non disgiunzione di questi durante la meiosi
• Sindrome di Klinefelter • Sindrome di Turner
2) Il genoma degli pseudoermafroditi, cioè individui con sesso genetico diverso dal sesso gonadico
• Pseudoermafroditi femminili • Pseudoermafroditi maschili
Sindrome di Klinefelter
(cariotipo 47, XXY ➔ trisomia): gli individui affetti si presentano fenotipicamente maschi
Sindrome di Turner
(cariotipo 45, X0 ➔ monosomia): gli individui affetti si presentano fenotipicamente femmine.
l’assenza di un cromosoma Y determina la femminilità (e non il numero di X)
la presenza di un cromosoma Y determina la mascolinità (e non il numero di X)
Pseudoermafroditi maschili (individui con S.G. XY, S.F. ♀)
possiedono un
cromosoma Y mancante di una piccola regione. Pseudoermafroditi femminili
(individui con S.G. XX, S.F. ♂)
possiedono una piccola porzione del cromosoma Y traslocata su un cromosoma X
Gli pseudoermafroditi hanno gonadi di un solo tipo (a differenza degli ermafroditi che hanno gonadi di entrambi i sessi), ma i loro caratteri sessuali secondari differiscono da quelli attesi sulla base del loro sesso gonadico.
N.B.: Da non confondere con gli ermafroditi che presentano contemporaneamente sia cellule XX sia cellule XY
In conclusione, il cromosoma Y deve contenere informazioni per la produzione di «qualcosa».
Questo «qualcosa» è definito TDF, cioè fattore di determinazione
testicolare.
Il TDF serve per indirizzare attivamente il differenziamento del sesso gonadico maschile.
Dall’analisi comparata:
• delle sequenze di Y traslocate in un cromosoma X degli pseudoermafroditi femminili
• delle sequenze di Y assenti negli pseudoermafroditi maschili
si identificò il gene responsabile del fattore di determinazione sessuale (TDF).
Tale gene venne denominato
SRY
(= regione sessuale del cromosoma Y)