vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více
DESCRIPTION
Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více. Co je hlavním projevem pohlavního rozmnožování? Prokaryota Transformace Transdukce Konjugace Eukaryota Crossing ove r Segre gace. Funkcí pohlavního rozmnožování je tvořit nové genotypové kombinace K čemu je to dobré ?????. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/2.jpg)
Co je hlavním projevem pohlavního rozmnožování?
Prokaryota Transformace Transdukce Konjugace
Eukaryota Crossing over Segregace
![Page 3: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/3.jpg)
• Funkcí pohlavního rozmnožování je tvořit nové genotypové kombinace
• K čemu je to dobré ?????
Populace s pohlavním Populace s pohlavním rozmnožováním se rozmnožováním se rychleji přizpůsobí rychleji přizpůsobí změnám prostředízměnám prostředí
Populace s nepohlavním rozmnožováním hromadí
škodlivé mutace, jinak odstranitelné při
rekombinaci
Vysvětlení na úrovni populací:
![Page 4: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/4.jpg)
Fisherova-Mullerova hypotéza
S pohlavním rozmnožováním může být výhodná mutace zkombinována s ostatními výhodnými mutacemi rychle (rychlejší adaptace)U nepohlavního rozmnožování se výhodné mutace fixují postupně
After Maynard Smith 1987.
![Page 5: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/5.jpg)
Pohlavní rozmnožování
fyzická rekombinace chromozómů- oprava DNA- nové kombinace alel
- meioza-syngamie (druhá fáze kombinace alel)
Rekombinace původně pravděpodobně sloužilajako způsob, jak opravit poškozenou DNA, vzájemnékombinování alel při meioze je až využití existujícíhojevu
![Page 6: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/6.jpg)
RNAi degraduje nezpárovanou DNA během meiozy(eliminace transpozicí)
Matzke MA and Birchler JA, Nature Reviews Genetics, 2005
![Page 7: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/7.jpg)
Největší energetická daň za pohlavní rozmnožování je
udržování meiotického aparátu a tvorba samců
![Page 8: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/8.jpg)
• Nevýhody pohlavního rozmnožování:– V gametách je pouze polovina naší genetické
informace– Při rekombinaci ničíme osvědčený genotyp– Hledání partnera a energetické výdaje s tím
související jsou obrovské– Možnost přenosu parazitů
![Page 9: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/9.jpg)
Anisogamie
V podstatě jediné obecné pravidlo týkající se pohlavního rozmnožování je, že pohlaví s většímigametami je samičí
![Page 10: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/10.jpg)
Batesmanovo pravidlo
• Když jedno pohlaví investuje do rozmnožování výrazně více, příslušníci druhého pohlaví bojují mezi sebou navzájem o jeho přízeň.
![Page 11: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/11.jpg)
Někteří vířníci se nepohlavně rozmnožují nejméně 50 milionu let.
![Page 12: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/12.jpg)
Obratlovci: některé ryby, obojživelníci a ještěrky se rozmnožují partenogeneticky (zdvojení počtu chromozómů, jež následuje po meióze)(zdvojení počtu chromozómů, jež následuje po meióze)
15 druhů ještěrek rodu Cnemidophorus se rozmnožuje výhradně parthenogeneparthenogenetickyticky. Ačkoli se nevyskytují u těchto druhů žádní samečci, samičky potřebují k rozmnožování napodobit sexuální chování příbuzných druhů, které se rozmnožují pohlavně
Během „páření“ jedna samice napodobuje samce (příště to může být naopak). Samčí chování se vyskytuje po ovulaci, když je hladina estrogenu nízko, samičí potom se zvyšující se hladinou estrogenu.
![Page 13: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/13.jpg)
Červená královna aneb závody ve zbrojení
• U nepohlavního rozmnožování je potenciální parazit už přizpůsoben genotypu hostitele.
• U pohlavního rozmnožování musí parazit reagovat na nový genotyp.
![Page 14: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/14.jpg)
Wolbachia
• Častý endosymbiont členovců (pouze v některých případech kooperují)
• Parazituje na obou pohlavích, přenáší se
pouze maternálně =>
Výskyt v samečkovi je nežádoucí.
![Page 15: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/15.jpg)
Wolbachia
• Evoluční imperativ zvýšit relativní nebo absolutní počet samičích potomků.
• Jak toho dosáhnout:
– Snížit počet samečků
– Zvýšit počet samiček
![Page 16: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/16.jpg)
Wolbachia dosahuje svého cíle třemi způsoby:
-feminizace genetických samečků
-partenogeneze
-zabíjení samečků
![Page 17: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/17.jpg)
Feminizace
- genetičtí samci se vyvinou v samice prostřednictvím inhibice syntézy androgenů
- v některých populacích změna poměru samčích a samičích potomků ve prospěch samic (celkové množství potomků zachováno)
- Některé populace korýšů tvořené pouze samicemi, které jsou genetickými samci! Wolbachia
![Page 18: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/18.jpg)
Zabíjení samců
- poměr samčích a samičích potomků změněn ve prospěch samic, počet potomků redukován.
![Page 19: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/19.jpg)
Partenogeneze
BLANOKŘÍDLÍ- Z oplodněných vajíček vznikají samičky, z neoplodněných samci. Wolbachia způsobí zdvojení chromozomové sádky a tudíž vzniknou samice.
Trichogramma
-změněn poměr samic a samců
Některé druhy, které byly považovány za nepohlavně se rozmnožující, začaly po inkubaci s antibiotiky produkovat samce a začaly se pohlavně rozmnožovat
![Page 20: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/20.jpg)
Determinace pohlaví
- V závislosti na prostředí (ESD)- Systém pohlavních chromozomů (samičky=XX, WZ;
samečci=XY, ZZ)- Komplexní determinace
![Page 21: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/21.jpg)
Želvy jako systém mnoha typů determinace pohlaví
Obecně želvy prezentovány jako organismy bez pohlavních chromozomů s enviromentální determinací pohlaví
Chelidae - XY rod PlatemysKinosternidae - XY rod StaurotypusBataguridae - XY rod Siebenrockiella a ZW u Kachuga smithii
![Page 22: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/22.jpg)
Neobvyklý fenomén spojený s výskytem pohlavních chromozomůNeobvyklý fenomén spojený s výskytem pohlavních chromozomů• Ptakopysk- 5 chromozomů X a 5 Y,
které vždy segregují dohromady
Další fenomény:
– Arrhenotokie – samečci se vyvinou z neoplozených vajíček.
– Pseudoarrhenotokie – samečci se vyvinou z oplozených vajíček, u kterých je následně samčí paternální sada chromozomů zničena nebo inaktivována.
![Page 23: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/23.jpg)
Pohlavní chromozomy se vyvinuly z páru autozomů,nezávisle, během evoluce opakovaně a to jak u rostlin, tak u živočichů
Jak se vyvinuly pohlavní chromozomy ?
![Page 24: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/24.jpg)
Nettie Maria Stevens (1861-1912)
Studies in spermatogenesis, with especial reference to the accessory chromosome…
OBJEV POHLAVNÍCH CHROMOSOMŮ ( 1905 )
Tenebrio molitor ( F = AAXX, M = AAXY )potemník moučný, Coleoptera
![Page 25: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/25.jpg)
Pohlavní chromozomy se vyvinuly jak u rostlin, tak u živočichů.Pohlavní chromozomy se vyvinuly jak u rostlin, tak u živočichů.
Silene latifolia
Papaya
![Page 26: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/26.jpg)
Lidské pohlavní chromozomyLidské pohlavní chromozomy
![Page 27: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/27.jpg)
Lidské pohlavní chromozomy
X chromozom obsahuje stovky funkčních genů
Y chromozom obsahuje méně než sto genů- SRY gen, hlavní gen pro vývoj samečka- několik genů pro samčí fertilitu- několik genů nesouvisejících s projevem pohlavnosti
X a Y chromozom rekombinují pouze na dvou krátkých pseudoautozomálních oblastech
X Y X X
samec samice
![Page 28: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/28.jpg)
Vzestup a pád chromozómu Y
Vznik chromozomuY vytvořením dominantníalely výhodné pro vývoj samečka
Alely podobné funkce se přesouvajína proto-Y
Ztráta rekombinace s X chromozomem
Akumulace mutací podél nerekombinující oblasti
Akumulacemutací v blízkosti těchtoalel
Degenerovaný Y
Zánik chromozómu Y
![Page 29: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/29.jpg)
Poče
t je
din
ců
Počet mutací
Mírně škodlivé a neutrální mutace nejsou rekombinací odstraňovány a jsou na Y
chromozómu kumulovány. Genetickým driftem je potom v populaci nejpravděpodobněji fixován chromozóm s nejčastěji se vyskytující
mutační zátěží.
Mullerova rohatkaMuller’s ratchet
![Page 30: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/30.jpg)
Evoluce pohlavních chromozomů
A A X
SRY
YX
SRY
YX
SRY
Y
![Page 31: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/31.jpg)
Budoucnost lidských pohlavních chromozomů
Geny z chromozomu Y postupně mizí díky degenerativním procesům
Původně bylo na Y chromozomu 1500 genů, ale během evoluce dlouhé cca. 300 milionů let zbylo posledních několik desítek
Pokud budou pokračovat degenerativní procesy stejnou rychlostí, lidský chromozom Y zmizí za 10 mil. let
![Page 32: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/32.jpg)
Euchromatin na chromozomu Y
p q
Y-specifické repetitivní bloky genů představují třetinueuchromatinu chromozomu Y
Trasnsponované z X (99% X-Y identita)Původní z dob A-Aamplikony
Skaletsky et al., Nature 423: 825 (2003)
![Page 33: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/33.jpg)
MSY9 genových rodin pro spermatogenezi:
60 genů, všechny v amplikonechTSPY
VCY
PRY
BPY2
DAZ
RBMY
CDY
XKRY
HSFY
Skaletsky et al., Nature 423: 825 (2003)
![Page 34: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/34.jpg)
99.9% - 99.99% identické
až 1.5 milionů bp
gen
gen
Skaletsky et al., Nature 423: 825 (2003)
Většina těchto amplikonů tvoří palindromy
![Page 35: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/35.jpg)
8 palindromů tvoří 25% euchromatinu MSY
YqYp
HSFYRBMY
PRY
VCY
BPY2DAZ
CDY
8 6 5 4 3 127
XKRY
Skaletsky et al., Nature 423: 825 (2003)
![Page 36: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/36.jpg)
Dva způsoby rekombinace na chromozomu Y
1. X-Y crossing-over v PAR oblasti
2. Y-Y genová konverze v palindromech
Yp Yq Male-specific region
![Page 37: Vše, co jste chtěli vědět o sexu a ještě trochu více](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081503/56815723550346895dc4c13c/html5/thumbnails/37.jpg)
Dva pohledy na MSY
genetická „poušť“
kumulace repeticí
Ztráta rekombinace a postupná
funkční degenerace
~76 protein kódujících genů 27 různých proteinů
genově bohaté palindromy
genová konverze zachování integrity genů