1 00:00:00,000 --> 00:00:04,260 Prezentacja została wsparta przez Erasmus Plus KAII. 2 00:00:04,260 --> 00:00:06,660 Cooperation Partnerships. 3 00:00:06,660 --> 00:00:14,900 Innowacja struktury i treści programów studiów w dziedzinie zarządzania genetycznymi zasobami zwierzęcymi 4 00:00:14,900 --> 00:00:23,960 i żywnościowymi przy użyciu digitalizacji. 5 00:00:23,960 --> 00:00:29,660 Wsparcie Komisji Europejskiej dla produkcji tej prezentacji nie stanowi poparcia dla jej treści, 6 00:00:29,780 --> 00:00:37,780 które odzwierciedlają jedynie poglądy autorów, a Komisja nie może ponosić odpowiedzialności za jakiekolwiek wykorzystanie zawartych w niej informacji. 7 00:00:40,940 --> 00:00:42,780 Witam Państwa bardzo serdecznie. 8 00:00:42,780 --> 00:00:44,580 Nazywam się Dorota Kołodziejczyk. 9 00:00:44,580 --> 00:00:54,660 Jestem pracownikiem Instytutu Zootechniki i Rybactwa na Wydziale Agrobioinżynierii i Nauk o Zwierzętach w Uniwersytecie Przyrodniczo-Humanistycznym w Siedlcach. 10 00:00:55,180 --> 00:01:01,780 Mam przyjemność zaprezentować dzisiaj Państwu wykład dotyczący genetyki płci. 11 00:01:03,420 --> 00:01:21,300 Istotą nauki o dziedziczności jest poznanie i zbadanie mechanizmów, za pomocą których u organizmu potomnego wykształcają się ogólne cechy budowy charakterystyczne dla wszystkich osobników danego gatunku. 12 00:01:21,620 --> 00:01:28,420 Natomiast w cechach szczegółowych osobnik ten staje się podobny do swoich rodziców. 13 00:01:29,220 --> 00:01:49,380 Pojęcie zawiązku cechy zwany później genem wprowadził Mendel, zaś Strasburger i Meizel wnieśli duży wkład w odkrycie i opracowanie chromosomów, które okazały się później nośnikiem informacji genetycznej. 14 00:01:52,260 --> 00:01:58,180 Chromosomalną teorię dziedziczenia opracował na początku XX wieku Thomas Morgan. 15 00:01:58,900 --> 00:02:12,020 Okazało się, że chromosomy będące nośnikiem informacji genetycznej są nukloproteidami składającymi się z pokręconej cząsteczki DNA oraz białek. 16 00:02:12,660 --> 00:02:29,300 I to właśnie ten występujący w tej cząsteczce DNA kwas, inaczej kwas dezoksyrybonukleinowy jest nośnikiem tej substancji dziedzicznej. 17 00:02:30,260 --> 00:02:38,340 Chromosomy generalnie możemy podzielić się na dwie zasadnicze grupy, a mianowicie na autosomy i heterosomy. 18 00:02:38,980 --> 00:02:56,660 Chromosomy heterosomy inaczej zwane są chromosomami płci. Uważa się, że chromosomy płci powstały z pary chromosomów autosomalnych, które na drodze postępującej specjalizacji zgromadziły liczną pulę genów determinujących właśnie płeć. 19 00:02:58,180 --> 00:03:06,420 Geny determinujące płeć nie występują jedynie na heterochromosomach, ale również występują w autosomach. 20 00:03:06,820 --> 00:03:22,740 Ponadto należy zaznaczyć, że wzajemne znaczenie hetero i autosomów w genetycznej determinacji płci różnych grup zwierząt nie przedstawia się jednakowo. 21 00:03:23,380 --> 00:03:32,100 I tak na przykład u ssaków genetyczny mechanizm determinacji płci przedstawia się następująco. 22 00:03:32,580 --> 00:03:41,780 XX i XY, gdzie tą płcią homogametyczną są samice, zaś płcią heterogametyczną są samce. 23 00:03:42,740 --> 00:04:09,940 Genem determinującym płeć u ssaków, decydującą rolę w determinacji płci u ssaków odgrywa męski chromosom Y, 24 00:04:10,820 --> 00:04:28,660 a w rzeczywistości gen SRY, który to właśnie rozpoczyna i warunkuje przemiany, w wyniku których powstają pierwszorzędowe cechy płciowe jądra determinujące płeć męską. 25 00:04:29,380 --> 00:04:35,700 Brak tego genu prowadzi do powstania osobnika o fenotypie żeńskim. 26 00:04:36,660 --> 00:04:45,620 W jądrach i jajnikach mamy do czynienia z podziałem mejotycznym komórek, w wyniku którego powstają gamety. 27 00:04:46,420 --> 00:05:01,140 W procesie tym w sposób losowy segregowane są chromosomy płci i do komórki jajowej trafiają wszystkie chromosomy X, 28 00:05:01,220 --> 00:05:15,140 natomiast do plemnika może trafić chromosom X lub Y, ponieważ chromosomy są złożone z pokręconej cząsteczki DNA i z białek, 29 00:05:15,140 --> 00:05:27,860 aby nie nastąpiło w komórkach samic podwojenie białek kodowanych na chromosomach płci, jeden chromosom powinien zostać dezaktywowany. 30 00:05:28,100 --> 00:05:39,700 Do takiej inaktywacji dochodzi już we wczesnym okresie zarodkowym, gdzie jeden z chromosomów X ulega właśnie losowej inaktywacji, 31 00:05:39,700 --> 00:05:49,620 przekształcając się w grudkę chromatyny płciowej, co widoczne jest tutaj na załączonym obrazku. 32 00:05:49,620 --> 00:06:05,620 I mamy kolejny schemat przedstawiający genetyczną determinację płci u ssaków. Na schemacie widać, że w zależności od tego, 33 00:06:05,620 --> 00:06:19,620 który chromosom trafi do plemnika, mamy płeć bądź to żeńską bądź to męską. Jeżeli do plemnika trafi chromosom X, 34 00:06:19,620 --> 00:06:33,620 wówczas mamy płeć żeńską, jeżeli chromosom Y, wówczas mamy płeć męską. Inaczej wygląda schemat genetycznej determinacji płci u ptaków. 35 00:06:33,620 --> 00:06:53,620 U nich, u ptaków mamy do czynienia z genetycznym mechanizmem determinacji płci ZZ, ZW, przy czym tą płcią heterogametyczną w odróżnieniu od ustaków jest samica, 36 00:06:53,620 --> 00:07:11,620 natomiast płcią homogametyczną są samce. Ciekawy faktem jest to, że u ptaków, u płci żeńskiej zaobserwowano występowanie chromatyny płciowej. 37 00:07:11,620 --> 00:07:21,620 Może to dowodzić temu, że chromatyna płciowa nie powstaje na skutek połączenia się dwóch homologicznych chromosomów płciowych. 38 00:07:21,620 --> 00:07:46,620 Niektórzy autorzy uważają, że rola chromosomów Z i W u ptaków nie jest dokładnie jeszcze poznana i rozstrzygnięta. Na pewno nie stwierdzono u ptaków genu SRY mapowanego na jednym z chromosomów płciowych. 39 00:07:46,620 --> 00:08:04,620 Natomiast naukowcy uważają, że za powstanie ptasi płci odpowiada z kolei poziom produktu genu DMR T1 mapowanego na chromosomie Z. 40 00:08:04,620 --> 00:08:23,620 Z kolei u owadów w badaniach nad genetyczną determinacją płci momentem przełomowym było odkrycie przez Jana Dzierżona zjawiska partonogenezy. 41 00:08:23,620 --> 00:08:48,620 Partonogeneza, czyli dzieworództwo, Jan Dzierżon był księdzem, jednocześnie był pszczelarzem, naukowcem i praktykiem, który badając i poświęcając swoje życie pszczołom zaobserwował, że osobniki męskie u pszczoły miodnej rodzą się z jaj niezapłodnionych. 42 00:08:49,620 --> 00:09:07,620 Natomiast badania nad Drosophila wykazały, że determinacja płci u Drosophila uzależniona jest od stosunku liczbowego chromosomów X do liczby haploidalnych garniturów autosomalnych. 43 00:09:07,620 --> 00:09:19,620 Z tym, że chromosomy X wpływają na rozwój płci żeńskiej, natomiast na rozwój płci męskiej wpływają autosomy. 44 00:09:19,620 --> 00:09:39,620 Co z chromosomem Y więc? Chromosom Y okazał się być niezbędny do pełnego rozwoju czynności jąder, czyli jeżeli będziemy mieć osobnika, u którego nie wystąpi chromosom Y, 45 00:09:39,620 --> 00:10:03,620 natomiast stosunek liczbowy chromosomów X do haploidalnych garniturów autosomalnych będzie wynosił jedna druga, będziemy mieć do czynienia z osobnikiem męskim, który będzie niestety bezpłodny ze względu na brak obecności tego chromosomu Y. 46 00:10:03,620 --> 00:10:20,620 Największą różnorodność w determinacji płci zauważono u ryb. Istnieje u nich pięć typów hermafrodytyzmu. 47 00:10:20,620 --> 00:10:42,620 Wyróżnia się tu hermafrodytyzm synchroniczny, czyli stan, w którym osobnik występuje zarówno jako osobnik żeński i męski, hermafrodytyzm funkcjonalny na przemienne, czyli stan, w którym osobnik występuje raz jako płeć żeńska, raz jako płeć męska, 48 00:10:42,620 --> 00:11:05,620 hermafrodytyzm protoandroniczny, czyli stan, w którym osobnik funkcjonuje najpierw jako płeć męska, następnie jako płeć żeńska, sytuacja odwrotna, czyli hermafrodytyzm protogonoidalny, gdzie osobnik występuje najpierw jako płeć żeńska, następnie jako płeć męska, 49 00:11:05,620 --> 00:11:22,620 no i jeszcze ostatni typ hermafrodytyzmu, hermafrodytyzm szczątkowy, czyli taki, który oznacza istnienie cech hermafrodytyzmu u osobnika, który funkcjonującego jedynie jako męski lub jako żeński. 50 00:11:23,620 --> 00:11:35,620 Mówiąc o genetyce płci, nie sposób poruszyć problemu cech, które są sprzężone z płcią. Co to są za cechy? 51 00:11:35,620 --> 00:11:57,620 Cechy sprzężone z płcią są to cechy uwarunkowane genami zlokalizowanymi na chromosomach płci. Do takich cech m.in. zalicza się daltonizm czy hemofilię, wykręcenie nóg, jastrzębiatość upierzenia na przykład czy bezrożność. 52 00:11:57,620 --> 00:12:12,620 Jaki jest mechanizm dziedziczenia cech sprzężonych z płcią? Jest mechanizm dziedziczenia takich cech, jest inny jak w przypadku cech uwarunkowanych genami autosomalnymi, 53 00:12:12,620 --> 00:12:41,620 gdy płeć heterogametyczna, czyli posiadająca chromosom X i Y, zabiera cechę dominującą, natomiast płeć homogametyczna zabiera cechę recyzywną, dochodzi do tzw. dziedziczenia na krzyż, czyli synowie dziedziczą cechy po matce, natomiast córki dziedziczą cechę po ojcu. 54 00:12:42,620 --> 00:12:59,620 W sytuacji odwrotnej, kiedy płeć homogametyczna ma tę cechę dominującą, natomiast płeć heterogametyczna recysywną, cecha będzie się dziedziczyła jak prosta cecha autosomalna. 55 00:12:59,620 --> 00:13:28,620 Na schematach pokazany jest właśnie schemat takiego dziedziczenia. Mamy tutaj samca, czyli płeć homogametyczna, który ma upierzenie czarne skojarzone z płcią heterogametyczną. 56 00:13:29,620 --> 00:13:46,620 O umłaszczeniu jastrzębiatem i widzimy, że w tym krzyżowaniu córki odziedziczyły kolor upierzenia po ojcu, natomiast synowie po matce. 57 00:13:46,620 --> 00:13:54,620 Oprócz cech sprzężonych z płcią wyróżniamy cechy związane z płcią. 58 00:13:54,620 --> 00:14:11,620 Cechami takimi nazywamy cechy, które uwarunkowane są genami zlokalizowanymi w autosomach, lecz ich ekspresja fenotypowa uzależniona jest od płci. 59 00:14:11,620 --> 00:14:37,620 Przykładem takich cech może być umaszczenie czerwone lub mahoniowe u bydła, gdzie homozygoty dominujące, uwarunkowane parą genów M duże, M duże, niezależnie od płci są machyniowe, homozygoty recesywne, uwarunkowane parą genów M małe, M małe są czerwone. 60 00:14:37,620 --> 00:14:58,620 Natomiast heterozygoty, ich barwa zależy od płci. Samce heterozygotyczne będą mahoniowe, natomiast samice będą czerwone. Podobnie ma się w przypadku cechy bezrożności czy rogatości u owiec. 61 00:14:59,620 --> 00:15:19,620 Oprócz cech związanych z płcią, wyróżnia się również cechy ograniczone płcią. Jakie to są cechy? Cechy ograniczone płcią to takie, które występują tylko u jednej płci, mimo iż geny warunkujące te cechy przenoszone są i przekazywane przez oboje rodziców. 62 00:15:19,620 --> 00:15:37,620 Do cech takich należy np. nieśność u kur czy mleczność u samic, wnętrostwo u samców, impotencja buchajów rasy fryzyjskiej np. 63 00:15:38,620 --> 00:16:03,620 Przechodząc do podsumowania, należałoby stwierdzić, że poznanie molekularnych podstaw determinacji płci w hodowli zwierząt odgrywa istotną rolę. Poznanie i ocena płci zarodków umożliwia uzyskanie potomstwa o określonej i pożądanej płci. 64 00:16:03,620 --> 00:16:22,620 Zarodki mogą być pozyskiwane na drodze klonowania, na drodze zapłodnienia pozaustrojowego, czy też mogą być pobierane od superowulacyjnych samic dawczyń i przenoszone do samic biorczyń. 65 00:16:22,620 --> 00:16:47,620 Należy również stwierdzić, że bardzo przydatną metodą określania płci zarodków jest wykrywanie sekwencji genu DNA w izolowanym z komórek zarodka męskiego. Tego procesu dekonuje się na podstawie amplifikacji techniką PCR, wybranego fragmentu DNA oraz elektroforezy uzyskanych produktów. 66 00:16:47,620 --> 00:16:51,620 Bardzo dziękuję Państwu za uwagę.