Welches Gen oder Chromosom ist geschlechts-bestimmend?

Präsentation zum Thema: "Welches Gen oder Chromosom ist geschlechts-bestimmend?"—  Präsentation transkript:

1 Welches Gen oder Chromosom ist geschlechts-bestimmend?
Knippers T5-3

2 Sex Determination bei Säugetiere
Prinzip: 1. Chromosomale Geschlechtsbestimmung 2. Transkriptionsfaktor 3. Hormone-Hormonrezeptoren

3 H. sapiens: nach 8 Wochen sind die Gonaden determiniert
Danach im Testes: Lydig-Zellen im Testes produzieren das Steroidhormon Testosteron: für Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale

4 Wie kommen die Keimzellen in die Gonaden?
aus Wolpert: 12.16 Wandernde Keimzellen: alternative zu ES?

5 Sexdetermination

6 Mensch (Säuger) 1. Chromosomale Geschlechtsbestimmung
Y-Chromosom in Sex Determination Y-Chromosom für Fertilität 2. Hormone: Ausprägung der sekundären Geschlechtsmerkmale 3) Problem: Dosiskompensation, Frauen 2X, Männer 1X

7 Die chromosomlae Geschlechtsdetermination beim Menschen
aus Wolpert Fig. 12.1

8 Das Y-Chromosom der Säuger ist geschlechtsbestimmend


9 SRY: Sex reversal durch Y-Teil
aus Wolpert, Fig 12.2 1 : XX

10 Einengung des SRY-Bereichs
durch zufällig aufgetretenen Translokationen in der Population

11 Lokalisation von TDF durch Deletionen
Blau = vorhandene Region des Y

12 Y-Chromosom & Translokationen
aus Gilbert Developmental Bioloy

13 In SRY Region: 8 Transkripte beim Menschen
Weitere Strategie: Vergleich zu anderen Säugetieren

14 Testis determining factor (TDF)
Genetic Analysis

15 Sex reversal on the Y (Sry)
 SRY-Transgen in weibliche Mäuse,männlich aber steril!! Genetic Analysis

16 PAUSE

17 Das Y-Chromosom der Säuger ist geschlechtsbestimmend
SRY: ein wichtiger Transkriptionsfaktor auf dem Y-Chromosom kodiert Aber wie wirkt SRY (TDF).... 

18 H. sapiens:Gonadenentwicklung
Wie wird der Müllersche Gang abgebaut? dann: Leydig-Zellen im Testes produzieren Testosteron: für Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale

19 Wie wirkt TDF? in den mesodermalen Sertolizelle im Testes exprimiert,
induziert Synthese von Anti-Müllerian Duct Hormon (AMDH, auch als Müllerscher Gang Inhibition-Faktor bezeichnet (MIF) 2) induziert bestimmte somatische Zellen sich zu Leydig Zellen zu differenzieren, diese synthetisieren Testosteron (Steroidhormon) 3) induziert in den einwanderenden Ur-Keimzellen die Spermatogenese

20 SRY/TDF Säuger Sex-Determination
Aus: Müller.Hassel: Entwicklungsbiologie, 3. Aufl., Springer Verlag

21 Männliche Fertilität Auf dem Y gibt es viele Gen, die für die Fertilität nötig sind! Einige von ihnen kodieren für RNA bindende Protein z.B. DAZ : Deleted in AZOOSPERMIA

22 Mensch (Säuger) 1. Chromosomale Geschlechtsbestimmung
Y-Chromosom in Sex Determination Y-Chromosom für Fertilität 2. Hormone: Ausprägung der sekundären Geschlechtsmerkmale 3) Problem: Dosiskompensation, Frauen 2X, Männer 1X

23 Hormone & Sex Testosteron wird vom Androgen Rezeptor gebunden
Aus: Müller.Hassel: Entwicklungsbiologie, 3. Aufl., Springer Verlag

24 Was passiert, wenn das Testosteron/Androgenrezeptor System versagt?
Beispiel aus der Humangenetik

25 XY aber? Androgen -rezeptor fehlt

26 Geschlechtsbestimmung
Dosiskomp. Wolpert Summary S.381

27 Mensch (Säuger) 1. Chromosomale Geschlechtsbestimmung
Y-Chromosom in Sex Determination Y-Chromosom für Fertilität 2. Hormone: Ausprägung der sekundären Geschlechtsmerkmale 3) Problem: Dosiskompensation, Frauen 2X, Männer 1X (Beispiele aus der Humangenetik)

28 Der DNA-Gehalt der Chromosomen des Menschen
Shoemaker Nature 409, 922 Fig.4

29 Dosiskompensation Zunächst Problem erklären, Details später
Trisomie 21: Down Syndrom Aneuploiden im X haben vergleichsweise geringe Auswirkungen

30 XO Turner Syndrom Das Y-Chromosom der Säuger ist geschlechts-bestimmend aber: reduzierte Ausprägung weibliche Merkmale 

31 XXY Klinefelter Syndrom 
aber z.T. weibliche Mermale, warum ? In der frühen Embryonalentwicklung sind noch beide X aktiv! 

32 Bestimmen immer die Geschlechtschromosomen weiblich verus männlich, oder regeln sie z.t. nur die Fertilität?

33 Welches Gen oder Chromosom ist geschlechts-bestimmend?
Knippers T5-3

34 Wenn Zeit Transgene Mäuse erklären wegen SRY vermittelter Geschlechtsumkehr

35 Maus: Embryonal-Entwicklung

36 Blastocyl: Histologie
aus Alberts Fig

37 Chimäre Mäuse I Zufalls-gemässes Muster in der Fellfarbe
aus Wolpert 02, Fig. 3.24

38 Diverse Mäuse Chimäre Mäuse transgene Mäuse zufallsgemässe Integration
1) Promotoranalysen mit Reportergen 2) Enhancer-trap zum Auffinden interessanter Muster 3) Expression zu testenden Genen z.B. SRY oder Oncogene b) knock out 1) null Mutanten 2) spezifische Mutanten (z.B. best. Domänen testen) als knock in 3) gewebespezifische „ knock out“

39 Transgene Mäuse (mit Nutzung der Chimeren-Technik)
oder z. B. SRY Zellkultur: von braunen Mäusen Blastocyste von weisser Maus wenn die Keimbahn ebenfalls chimer ist, würde das zu braunen transgenen Nachkommen führen

40 Knock-out mice Aus: Molecular Cell Biology, 4. Edition, Lodish et. al.
Figure General procedure for producing gene-targeted knockout mice. Embryonic stem (ES) cells heterozygous for a knockout mutation in a gene of interest (X) and homozygous for a marker gene (here, black coat color) are transplanted into the blastocoel cavity of 4.5-day embryos that are homozygous for an alternate marker (here, white coat color). The early embryos then are implanted into a pseudopregnant female. Some of the resulting progeny are chimeras, indicated by their black and white coats. Chimeric mice then are backcrossed to white mice; black progeny from this mating have ES-derived cells in their germ line. By isolating DNA from a small amount of tail tissue, it is possible to identify black mice heterozygous for the knockout allele. Intercrossing of these black mice produces individuals homozygous for the disrupted allele, that is, knockout mice. [Adapted from M. R. Capecchi, 1989, Trends Genet. 5:70.] Aus: Molecular Cell Biology, 4. Edition, Lodish et. al.