Determinacija i diferencijacija spola
Determinacija i diferencijacija spola je genetički određena. Mužjak i ženka imaju različite kromosomske komplemente koje čine autosomi i spolni kromosomi. Determinacija spola najčešće ovisi o nasljeđivanju spolnih kromosoma. Ženski spol ima dva identična spolna kromosoma (najčešće XX), a muški spol dva različita spolna kromosoma (najčešće XY).
Spolni kromosomi su kromosomi sa spolno-determinirajućim genima. Svi kromosomi neke vrste čine njezin kariotip (slika 6.1.a.), a kromosomi stanice ili organizma složeni u homologne parove i poredani po veličini od najvećeg do najmanjeg para čine kariogram (slika 6.1.a. i b.). Kromosom X čovjeka je veličine 5-5,5 µm, submetacentričan je i pripada skupini C kariotipa dok je kromosom Y veličine 2 µm i pripada skupini G kariotipa. Spolni kromosomi se stavljaju na kraj kariotipa (slika 6.1.).
Spolni kromosom X je kod kukaca roda Pyrrhocoris otkrio Hermann Henking 1890. Početkom prošloga stoljeća (1905.) Stevens i College otkrili su Y-kromosom kod kukca Tenebrio molitor. Thomas Morgan je 1910. otkrio spolne kromosome i spolno-vezane gene kod vinske mušice. Za otkriće spolno-determinirajućih gena na spolnim kromosoma X i Y kod čovjeka zaslužan je Painter. Spol može biti određen i stupnjem ploidije (npr. u opnokrilaca poput pčela, mrava i osa) tako da su mužjaci haploidni, a ženke diploidne. Okolišni faktori mogu također utjecati na razvitak spola: npr. kod guštera macaklina je spol određen temperaturom na kojoj se razvijaju jaja tako da se kod 25 °C iz jaja razvijaju ženke, a kod 32 °C ½ potomaka su mužjaci, a ½ su ženke.
Slika 6.1.b. Kariogram muškarca dobiven Giemsa G-pruganjem kromosoma (izvor: National Human Genome Research Institute – Extracted image from http://www.genome.gov/glossary/resources/karyotype.pdf.).
Slika 6.1.a. Kariogram (lijevo) i kariotip (desno) ženskog spola (izvor: “Courtesy National Human Genome Research Institute – Found on National Human Genome Research, USA. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sky_spectral_karyotype.png”).
Spolni kromosomi su kromosomi sa spolno-determinirajućim genima. Svi kromosomi neke vrste čine njezin kariotip(slika 6.1.a. – desno), a kromosomi stanice ili organizma složeni u homologne parove i poredani prema veličini od najvećeg do najmanjeg para čine kariogram (slika 6.1.a. – lijevo i b.). Kromosom X čovjeka je veličine 5-5,5 µm, submetacentričan je i pripada skupini C kariotipa dok je kromosom Y veličine 2 µm i pripada skupini G kariotipa. Spolni kromosomi se stavljaju na kraj kariotipa (slika 6.1.).
Važno!
Spolno-vezano nasljeđivanje
Spolni kromosomi razlikuju se po strukturi i genetskom sastavu od autosoma. Osim spolno-determinirajućih gena na spolnim kromosomima se nalaze i drugi geni čije nasljeđivanje ovisi o nasljeđivanju spolnih kromosoma pa ga nazivamo spolno-vezano nasljeđivanje.
Početkom prošlog stoljeća (1910.) Thomas H. Morgan i njegova grupa sa Sveučilišta Columbia (SAD) otkrili su na X-kromosomu vinske mušice gen za boju oka (bijele/crvene oči, slika 6.2.). Njihovo otkriće je bilo ključno za razvoj Kromosomske teorije nasljeđivanja. Kromosomsku teoriju nasljeđivanja koja govori o tome da su geni dijelovi kromosoma, postavili su 1903. Walter Sutton i Theodor Bovari. Ta teorija objašnjava ponašanje kromosoma odnosno nasljeđivanje gena tijekom mejoze čime su razjašnjeni Mendelovi zakoni nasljeđivanja.
Morgan i njegovi suradnici su na temelju dobivenih rezultata zaključili da X-kromosom, osim gena za determinaciju spola, nosi i gene koji nisu važni za determinaciju spola ali njihovo nasljeđivanje ovisi o nasljeđivanju spolnih kromosoma. To nasljeđivanje nazivamo još spolno-vezano nasljeđivanje, a budući da je na kromosomu X veliki broj gena to nasljeđivanje još nazivamo X-vezano nasljeđivanje
Slika 6.2. Gen za boju oka vinske mušice na X-kromosomu kontrolira 2 fenotipa: bijelo oko, Xw i crveno oko – divlji tip, Xw+.