Molekularne mechanizmy

determinacji płci

Molekularne mechanizmy

determinacji płci

• Rozwój płodu w kierunku określonej
płci składa się z wielu, podlegających
genetycznej regulacji, następujących
po sobie etapów

Determinacja płci ssaków jest
modelem tzw. przełączania
rozwojowego, tj. przejścia z jednego
szlaku rozwojowego na inny.
Niezróżnicowana gonada staje się
bowiem jajnikiem lub jądrem

1.

Stan niezróżnicowania.

Struktury narządowe są niezróżnicowane do 6

tygodnia życia płodowego. Strukturami tymi są:

– Gonady – rozwijają się w 5 tygodniu ciąży, głównie z

komórek śródnerczowych, ich kora tworzy się z nabłonka

jamy ciała

– Pierwotne komórki generatywne migrują z pęcherzyka

żółtkowego poprzez krezkę do niezróżnicowanych płciowo

gonad w 6 tygodniu ciąży i tworzą następnie

spermatogonie lub komórki jajowe. Po osiedleniu się w

gonadach komórki generatywne charakteryzują się dużą

aktywnością mitotyczną

– Przewody Wolffa (śródnerczowe) pojawiają się w 30 dniu

ciąży i są strukturami parzystymi

– Przewody Müllera (przyśródnerczowe) pojawiają się w 40 –

48 dniu ciąży i też są strukturami parzystymi. Powyższe

dwie pary przewodów tworzą wewnętrzne narządy

płciowe płodu. W 6 tygodniu ciąży struktury te są jednak

niezróżnicowane i obecne zarówno u płodów męskich, jak i

żeńskich

2. Rola chromosomów płciowych.

Chromosom Y odgrywa kluczową rolę w determinacji płci.

Zarodek dziedziczący chromosom Y rozwija się jako

męski, zarodek bez chromosomu Y zaś jako żeński

•Geny determinujące płeć znajdujące się w chromosomie Y

indukują rozwój jąder na drodze nieznanych dotąd

mechanizmów. Postuluje się, że geny sprzężone z

chromosomem Y inicjują aktywność kaskady genów

zarówno sprzężonych z chromosomem X, jak i

autosomalnych, powodujących, że niezróżnicowana

gonada staje się jądrem. Gen SRY (sex – determining

region Y) znajduje się na krótkim ramieniu chromosomu Y,

bardzo blisko regionu pseudoautosomalnego i koduje

wysoce konserwatywne białko wiążące się z DNA. W

powstawaniu jądra zaangażowane są również inne geny

autosomalne i gen sprzężony z chromosomem X

•Przy braku SRY gonada rozwija się jako jajnik, ale dwa

chromosomy X są niezbędne do utrzymania istnienia

jajnika

3. Rozwój wczesnego jądra.

W 6 tygodniu ciąży, pod wpływem chromosomu Y,

pierwotne sznury płciowe gwałtownie różnicują się

w sznury płciowe jądrowe składające się z

pierwotnych komórek płciowych i komórek Leydiga

– Podporowe komórki Sertolego jąder płodowych

produkują substancję hamującą rozwój przewodów

Müllera (MIS, Müllerian-inhibiting substance,

hormon antymüllerowski). Działa ona miejscowo i

specyficznie, hamując rozwój przewodów Müllera

– Śródmiąższowe komórki Leydiga rozpoczynają

produkcję testosteronu w 7 tygodniu ciąży,

prawdopodobnie pod wpływem łożyskowej ludzkiej

gonadotropiny kosmówkowej (hCG). Testosteron

wpływa na rozwój przewodów Wolffa i innych

wrażliwych na jego działanie tkanek poza drogami

płciowymi

– Pierwotne komórki płciowe różnicuję się w

spermatogonie, które są komórkami pnia do

produkcji nasienia

4. Rozwój wewnętrznych i zewnętrznych

narządów płciowych męskich

–

Narządy płciowe wewnętrzne. Testosteron pochodzący z

komórek Leydiga łączy się z receptorami dla

androgenów i stymuluje przewody Wolffa do rozwoju w

męskie narządy płciowe wewnętrzne, na które składają

się: najądrza, nasieniowody i pęcherzyki nasienne.

Proces prowadzi do wytworzenia systemu przewodów

wytryskowych nasienia i jest zakończony w 14 tygodniu

ciąży

–

Narządy płciowe zewnętrzne. Podobnie jak wewnętrzne,

są początkowo niezróżnicowane i składają się z guzka

moczowo – płciowego, wałów moczowo – płciowych i

fałdów moczowo – płciowych. W tkance jądrowej

następuje konwersja testosteronu w dihydrotestosteron

(DHT) pod wpływem 5α-reduktazy. DHT swoiście

oddziałuje na niezróżnicowane struktury zewnętrzne,

powodując rozwój zewnętrznych narządów płciowych

męskich, które są całkowicie rozwinięte już w 14

tygodniu ciąży

•

Guzek moczowo – płciowy rozwija się w żołądź prącia

•

Wały moczowo – płciowe zrastają się tworząc mosznę

•

Fałdy moczowo – płciowe pod wpływem DHT tworzą

trzon prącia

5. Testosteron i dihydrotestosteron (DHT)

• Testosteron inicjuje rozwój męskich

narządów płciowych wewnętrznych,
oddziałując wskutek miejscowej dyfuzji i
wychwytu przez receptory cytoplazmatyczne
(receptory androgenowe). W okresie
pokwitania testosteron powoduje zmiany w
owłosieniu ciała, muskulaturze, wpływa na
pogrubienie głosu i wzrost prącia

• DHT powstający z testosteronu, jest

najefektywniej wiązany przez męski narządy
płciowe zewnętrzne i gruczoł krokowy

6. Rozwój wewnętrznych i zewnętrznych narządów płciowych

żeńskich. Przy braku chromosomu Y lub genu SRY jądra nie

rozwijają się. Gonada staje się jajnikiem, w którym komórki

nabłonkowe otaczają komórki płciowe już w 50 dniu rozwoju.

Nie wiadomo, czy inicjacja rozwoju jajnika jest procesem

czynnym.

–

Wewnętrzne narządy płciowe. Przy braku pochodzącej z

jąder substancji MIS struktury przewodów Müllera

kontynuują swój rozwój i stają się jajowodami, macicą i

górną częścią pochwy. Przy braku testosteronu

pochodzącego z komórek Leydiga przewody Wolffa

zanikają

–

Zewnętrzne narządy płciowe. Przy braku androgenów

niezróżnicowane narządy płciowe zewnętrzne wykazują

brak zrostu w linii pośrodkowej

•

Guzek moczowo – płciowy staje się łechtaczką

•

Wały moczowo – płciowe stają się wargami sromowymi

większymi. Żeńskie struktury płciowe są rozwinięte już w

14 – 16 tygodniu ciąży

•

Fałdy moczowo – płciowe stają się wargami sromowymi

mniejszymi