La determinazione e il differenziamento del sesso Prima del XX secolo si riteneva che fosse l’ambiente (età genitori, giorno della settimana) a determinare il sesso nei mammiferi…

Coincide sempre con il sesso genetico? Come si determina? Sesso fenotipico Cosa è? Coincide sempre con il sesso genetico? Scamarcio e Martina stella

Sesso genetico

La determinazione del sesso Sesso genetico All’inizio del 900 i ricercatori ipotizzarono che la determinazione del sesso fosse legata a fattori genetici Successivamente fu dimostrata una correlazione tra i cromosomi (geni) e il sesso Si dimostrò che i mammiferi utilizzano i cromosomi X e Y per determinare il sesso durante lo sviluppo embrionale ♂ (XY) ♀ (XX): il maschio è eterogametico Alcuni vertebrati (Rettili e Uccelli) utilizzano un sistema diverso Z e W ♂ (ZZ) ♀ (ZW): la femmina è eterogametica

La determinazione del sesso Nell’uomo cariotipo normale 22 coppie di autosomi 1 coppia di Cromosomi sessuali Femmine sono XX Maschi sono XY

♀ ♂ La determinazione del sesso nei mammiferi: formazione dei gameti x Il sesso è determinato geneticamente. Si stabilisce al momento della fecondazione in base al cromosoma sessuale portato dai 2 gameti. tutte le uova hanno un cromosoma X a Meiosi A x Uovo a X 22 coppie di autosomi + XX (2n) 22 autosomi + X (n) zigote Spermatozoo Meiosi 22 coppie di autosomi + XX (2n) ♀ 22 autosomi + X (n) ♂ 22 coppie di autosomi + XY (2n) 22 autosomi + Y (n) Gli spermatozoi hanno un cromosoma X o Y

Un brevissimo cenno di anatomia… Gli apparati genitali: - Gonadi (ovaio e testicolo) - Vie genitali - Genitali esterni

Differenziamento del sesso Sesso fenotipico Acquisizione caratteristiche ♀ o ♂ nei componenti dell’apparato genitale (gonadi, vie genitali, genitali esterni, cellule germinali) Il differenziamento delle gonadi (ovaie o testicoli) è il sesso gonadico. Il differenziamento delle vie genitali e dei genitali esterni è il sesso genitale. Le caratteristiche dei genitali esterni e i caratteri sessuali secondari costituiscono il sesso fenotipico (visibile).

Relazione tra sesso genotipico e sesso fenotipico

Differenziamento del sesso Determinazione del sesso genetico Differenziamento del sesso gonadico Differenziamento del sesso fenotipico Ma esistono delle eccezioni: pseudoermafroditi Hanno un sesso genetico che non corrisponde al sesso fenotipico. Sulla base del sesso genetico: XX, XY Quali sono i meccanismi che regolano il rapporto tra sesso genetico e sesso fenotipico?

Differenziamento del sesso Pseudoermafroditi maschili sesso genetico (XY) ed aspetto (genitali esterni) di femmine. Pseudoermafroditi femminili sesso genetico (XX) ed aspetto (genitali esterni) di maschi. Come si spiega?

Dottrina di Jost (1953) sullo sviluppo sessuale relazione tra sesso gonadico e sesso genitale La natura realizza spontaneamente il fenotipo femminile - in presenza di ovaio - ma anche in assenza delle gonadi Per spiegare la relazione tra il differenziamento delle gonadi e quello dei genitali esterni: Rimuove le gonadi da embrioni di coniglio ♀ l’embrione si sviluppa come ♀ Rimuove le gonadi da embrioni di coniglio ♂ L’embrione si sviluppa come ♀ se la castrazione era precoce; o come ♂ se era tardiva Il fenotipo maschile si realizza solo in presenza delle gonadi maschili Le gonadi maschili devono produrre “qualcosa” che dirige il differenziamento in senso maschile

Attualmente conosciamo le molecole responsabili: Ormoni Dottrina di Jost (1953) sullo sviluppo sessuale relazione tra sesso gonadico e sesso genitale Sesso genitale: vie genitali e genitali esterni I testicoli devono: realizzare attivamente il fenotipo ♂ (sesso genitale) con la secrezioni di ormoni sopprimere il differenziamento spontaneo del fenotipo ♀ (sesso genitale:utero e vagina). Attualmente conosciamo le molecole responsabili: Ormoni Testosterone Fattore antimullerano (AMH)

Il testicolo produce recettori recettori inibisce differenziamento vie genitali femminili AMH Testosterone Diidrotestosterone recettori recettori Stimolano il differenziamento delle vie genitali maschili e genitali esterni

Ormoni mascolinizzanti (T, AMH, DHT) Gli individui pseudoermafroditi maschili: Sindrome di Morris o insensibilità agli androgeni (maschi con aspetto fenotipico di femmine) Geneticamente XY Testicoli aspetto di femmine Producono Testosterone ma sono privi di Recettori per testosterone (mutazione sul comosoma X) Le vie genitali e genitali esterni si sviluppano come se il Testosterone non ci fosse: assenza di vie genitali maschili Producono AMH e non hanno vie genitali femminili: ovidotti e Utero. Il Testosterone non utilizzato per la mascolinizzazione è trasformato in Estrogeni che determinano lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari femminili

Ormoni mascolinizzanti Pseudoermafroditi femminili sesso genetico (XX) ed aspetto dei genitali esterni di maschi. Lo pseudoermafroditismo ♀ è dovuto all’esposizione dei genitali esterni ad un eccesso di androgeni prodotti dalla madre (ghiandola surrenale) o dal feto. Hanno utero e vagina perché manca AMH (prodotto dai testicoli solo in individui XY)

Fattore di determinazione testicolare (TDF) ♀ XX ♂ XY Fino al 1950: Cosa determina la mascolinità e la femminilità? Il numero di X o la presenza di Y? Nel 1959: Analisi dei cariotipi in individui con la sindrome di Klinefelter (XXY), fenotipicamente ♂ e con la sindrome di Turner (X0) fenotipicamente ♀ ha chiarito che: La presenza di Y determina la mascolinità. La mancanza di Y determina la femminilità. Sindrome Turner (XO) Bassa statura, torace a scudo Anomalo sviluppo delle gonadi, assenza oociti Sindrome di Klinefelter (XXY) Basso livello intellettivo, sterili,

Regione dell’Y responsabile dei tratti maschili 1959 Inizia la ricerca del TDF (testis determining factor). 1990 Viene identificato il gene SRY (sex region Y). Il gene SRY gene è stato scoperto da 2 gruppi di ricerca indipendenti nel 1990. Berta et al., (1990) Nature 348 448-45 Jager et al., (1990) Nature 348 452- 53

Regione dell’Y responsabile dei tratti maschili La proteina SRY è un fattore di trascrizione, che regola lo sviluppo della gonade maschile Regola espressione di molti altri geni: Geni necessari per stabilire la formazione della gonade (Wt1, Sf1) AMH Scc, necessario per la produzione di androgeni

SRY regola lo sviluppo della gonade maschile inibisce differenziamento vie genitali femminili Il testicolo produce AMH Testosterone Diidrotestosterone recettori recettori Stimolano il differenziamento delle vie genitali maschili e genitali esterni

Esistono geni per la femminilizzazione? La ricerca e le nuove scoperte non si fermano mai…la situazione è più complessa… Per lo sviluppo della gonade maschile è importante anche il gene SOX-9 Geni importanti per lo sviluppo della gonade femminile espressi sul cromosoma X: DAX1, WNT4 (Modified from Gilbert 2006)

Delezioni sul cromosoma Y possono causare infertilità Il cromosoma Y nel corso di una evoluzione di 300 milioni di anni ha conservato, nella regione che si ricombina, geni di grande importanza per l’integrità di tutte le cellule (geni housekeeping, +) ha acquistato altri geni necessari per la fertilità maschile. Delezioni sul cromosoma Y possono causare infertilità +