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性别决定基因ppt

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【篇一：

性别决定】

哺乳动物性别决定机制的研究进展

摘要：

目前，性别决定的研究已经取得不少的成果。

本文综述了哺乳动物性别决定的方式及其机制。

并对哺乳动物性别决定基因的研究进展做了介绍，分析了这些基因之间可能的相互作用机理,为发育生物学、哺乳动物性别决定、性别控制及胚胎鉴定提供一些借鉴。

关键词：

性别决定；哺乳动物

themechanismofmammalssexdeterminationin

mammalianvertebrate

abstract:

atpresent,theresearchofsexdeterminationhasgotmanyachievements.thistextoverviewsthewayandthemechanisminmammals.itintroducesthegenesofsexdeterminationandanalysisestheinteractionmechanismofactionbetweenthesegenes.inordertoprovidesomemirrortodevelopmentbiology,sexdeterminationinmammalian,sexcontrolandembryoidentification.

keywords:

sexdetermination;mammalian

动物的性别与其很多生产性能有关，有些遗传疾病也是伴性遗传的。

所以，了解动物性别决定的过程、有效地控制动物的性别就能更好地利用有限的自然资源。

动物早期的性腺发育过程按时间可以分为两步：

第一步由基因决定原始性腺发育为睾丸或是卵巢，称之为性别决定；第二步在睾丸和卵巢分泌的不同激素的作用下最终分化为雌性或雄性表现型，称之为性别分化【1】。

本世纪以来随着分子遗传学、发育生物学及其他学科的发展，使得人们从本质上对性别决定的认识有了更深层的了解，对性别决定的研究已经从形态学向配子发生和胚胎形成的过程深化。

1动物性别决定方式

1.1动物基因型性别决定

动物的性别受雌雄配子性染色体的组合决定，胚胎发育成雌性或雄性的趋向取决于其性染色体的组成。

目前有以下几种方式：

1.1.1xy型性别决定

性染色体组成是xy的个体将发育成雄性，而性染色体组成是xx的个体将发育成雌性。

xy型性决定方式在生物界比较普遍，除了人类外，全部哺乳动物、某些两栖类，如非洲爪蟾、鱼类、很多昆虫都是xy型性决定。

随着分子遗传学、分子生物学和基因定位技术的飞速发展，人们越来越多地在基因水平上了解到动物的性别决定机制。

目前人们已经发现了位于x染色体上的dax－1基因和位于y染色体上的sry基因。

1.1.2xo型性别决定

蝗虫、蟑螂等的性别决定xo型，雄性只有一个x性染色体而没有y染色体，所以形成带x和不带x两种精子，雌性有一对x染色体形成一种带x的卵细胞，受精后的xx合子发育为雌性，xo合子发育为雄性，它们的理论比例

是1∶1。

这种性别决定叫xo型性别决定，可以看作是xy型的一种变种。

1.1.3zw型性别决定

zz将发育成雄性，而zw将发育成雌性。

这种性别决定方式常见于鳞翅目昆虫、有些两栖类、爬行类和鸟类。

1.1.4其他特例

除了上述几种方式外，还有常染色体上基因决定性别、孤雌配子决定性别以及其他更加复杂的性别决定方式。

2性别决定的机制

2.1性别决定的发育学机制

哺乳动物胚胎发育的早期阶段为性别未分化期，仅有位于中肾内缘的性腺原

【】基，这种未分化的性腺中胚层处于中性2。

家畜性别决定的取向是未来性腺发育

的导向，而性别决定的结果又是通过性腺分化及性表型来体现的【3】。

胚胎生殖腺的发育类型是性别形成的决定物质。

对兔胚胎阉割后的试验表明，在内外生殖器组织分化的临界时间前，无论对雌性还是雄性胚胎切除发育中的生殖腺，均导致了胚胎的内外形态上向雌性发育，说明胚胎中睾丸组织的存在是促使雄性性状发育或者阻止雌性性状发育的必需物质【4】。

当生殖腺原基被某种信息诱导发育为卵巢，由卵巢产生的雌激素则使苗勒氏管发育为阴道、子宫和输卵管。

如果性腺原基发育为睾丸，其间质细胞分泌睾酮，支持细胞分泌抗苗勒氏管因子，诱导中肾管发育成附睾、输精管和精泡等内生殖器。

生殖道中生殖腺分布和发育的异常，将导致不同程度的雌雄同性【5】。

哺乳动物的性别是由遗传来决定的，雌雄个体的性特征44+xx是在不同的性激素刺激下的具体表现。

性别在受精的一瞬间业已决定，或者具体地说是由受精时的精子来决定的。

我们知道二倍体的动物染色体组成中，有一对专门决定个体性别的染色体称作性染色体，雌性动物为xx，雄性动物为xy，其中y染色体是决定动物性别的关键所在。

生殖细胞为单倍体，只含一条性染色体，卵子均为x，精子有x和y两种，数量基本相同。

如果卵子和一个x精子结合形成胚胎性染色体组成为xx，将来发育为雌性个体;如果和y精子结合形成胚胎性染色体组成为xy，将来发育为雄性个体【6】。

性染色体组成异常，往往导致个体生

【7】殖功能障碍或其它相关疾病的发生。

2.2性别决定的分子学机制

从本世纪以来，细胞学研究的进步和显微技术的发展展示了胞内细胞器和核内染色体结构，通过对减数分裂中染色体行为和异型性染色体的研究认识到，y染色体的存在与否是决定性别发育方向的关键因素。

目前的研究认为，哺乳动物的性别决定主要由y染色体上的sry基因调控。

同时还存在着一些其他基因涉及性别决定系统，如常染色体基因sox9、wt1、sf1以及x染色体上的dax1基因【8】。

2.2.1sry基因及作用机理

sry即睾丸决定因子，它是决定动物性别的y染色体上的一个微小片断，它携带有睾丸特异性转录密码，在动物性别决定的关键时期对机体发出遗传信息，将原始性腺的生殖背导向睾丸的发育，经研究确认sry在y染色体上位于靠近假常染色体（断臂末端部分）的边界的一小段内，起源于x染色体上的sox3，

并具有高度的保守性和特异性【9】。

sry基因存在一个较长的阅读框架，它编码了120个氨基酸的保守序列【10】。

sry基因性别决定机理如下:

sry的保守区编码一种dna结合蛋白【11】。

体外试验表明，大肠杆菌中表达的sry蛋白具有明显的dna结合能力，由于突变或缺失都会使sry蛋白的dna结合能力下降或丧失，从而导致sry蛋白所调控的基因不能开启转录，发生xy性反转，这说明sry是一个结合dna的转录调控因子，在性别分化中起调控作用，而sry所调控的基因也是参与性别分化所必需的。

由此可认为哺乳动物的性别决定是一系列基因协调表达的结果，而sry可能起着开关作用【11】。

sry基因的表达如下:

sry基因为开放的读码框架结构，有一个外显子，可编码204个aa肽键，其中有一段可编码79aa的保守区-hmg盒，它具有高度的保守性，现已在包括有袋类和真兽亚纲动物在内的哺乳动物的y染色体上发现有sry同源序列的存在。

有学者通过noilhern印迹在人睾丸中检出sry的表达，koopman等（1990）试验表明sry基因仅在交配后10.5~12h的有限时间内表达，这种表达是随着细胞的发育在生殖嵴细胞内进行的，在小鼠交配后9.5h无预先的表达征兆，只在交配后12.5h，睾丸索明显形成的时候，才有表达痕迹，这种极短时间的表达揭示sry启动睾丸的发育，但对长时间维持睾丸特异基因的表达不是必需的。

还有研究表明，小鼠胚胎时期msry只在睾丸开始形成阶段表达，并且表达仅限于性腺组织，该表达特异性地发生于生殖嵴的体细胞中，且不需要生殖细胞的存在。

综上所述，可知sry表达具有精确的时间性和组织特异性，这意味着有控制sry的基因的存在，这些基因在性别决定通路上是sry的上游基因，而且在生殖嵴中，这些基因一定是常染色体基因或者是x-:

连锁基因，而且在xx和xy胚胎中都有存在。

2.2.2sox9基因及作用机理

sox9（sry-relatedhmgbox，9）是hmg-box家族中的一个转录激活因子，它在哺乳动物、禽类和爬行动物中高度保守，是比sry更古老的性别决定基因。

sox9的基因突变可造成严重的骨质形成异常（campomelicdysplasia，cd）。

小鼠的sox9在雄性生殖嵴高度表达，而雌性没有。

10.5dpc时在支持细胞中可微量地检测到sox9的转录本，在11.5dpc时高度表达（此时也是sry的表达高峰）。

因此，这表明sry可以直接或间接地上游调控sox9的表达。

在13.5dpc时，仅在生殖索中观察到sox9的表达，以后其表达水平一直在睾丸发育过程中维持。

幼年和成年的小鼠睾丸中都检测到sox9的表达，而在卵巢中没有发现，因而它可能被dax-1基因抑制?

3?

。

sox9与sryhmg盒的相似性，表明sox9和sry在睾丸决定中的作用可能是相互影响的，有人甚至提出sry是由一种剂量依赖的性决定基因-sox9进化而来的。

在小鼠中，sry在生殖嵴的前谢尔托立氏细胞（presertolicell）中表达，而睾丸发育需要sertoli细胞。

在此期间，sox9也在生殖嵴中表达。

假若sox9与sry在生殖嵴相同的细胞中表达，那么他们就有可能通过相互作用来影响sertoli细胞在睾丸发育中的功能【12】。

几个实验结果表明，sry的表达一定的阈值范围内达到平衡，但sox9的作用能够提高sry的信号，以致使之超出这个阈值，而起动雄性的发育【13,14】。

2.2.3wt1基因及作用机理

wt1（wilmstumorgene1维尔姆斯瘤基因）基因首先是在denis-drash症候群（dds）中发现的，wt-1在中肾、发育中的肾以及生殖嵴中（小鼠9dpc）表达，雄性wt1基因剔除小鼠缺乏性腺并出现雌性的表型。

同时，研究发现sry的启动子包含有wt1基因的识别位点，表明wt-1与早期性腺发育有关，wt1直接激活sry的表达。

wt1在涉及胚胎发育的基因调节中起重要作用，wti的作用方式是作为转录活化剂。

wt1基因活化sf1的表达，从而间接调节性腺的形成。

wt1能活化内源性的dax1启动子，wt1-dax1途径是哺乳动物性别决定过程中的早期事件[15]。

2.2.4dax1及其作用机理

dax1蛋白是dax1编码核激素受体超家族的1个蛋白，起源于x染色体短臂上的两个遗传位点dss（dosagesen-sitivesexreversal）和ahc（adrenalhypoplasiacongenital）。

dax1蛋白是受视黄酸受体调节转录的负调节因子[16]。

当dss位点在xy个体中x染色体短臂上出现两个拷贝的畸变时，就会引发雄性转变为雌性的性逆转，dss在卵巢的发育中起作用或者在卵巢和睾丸的形成中起联系作用。

dax1和sry在鼠体内起拮抗作用，前者增量表达将导致向雌性方向发育，而后者的增量活化则导致向雄性方向发育。

尽管dax1在性别决定中起重要作用，但其在人与鼠中的行为表现不一，人缺乏dax1能引发肾上腺的先天性发育不全;雄性鼠缺乏dax1促皮质素和肾上腺激素虽能正常表达但不育，雌性鼠缺乏dax1则能生育。

2.2.5sf-1及其作用机理

sf-1（steroidogenicfactor1）是核激素受体超家族成员之一[17]，它在性别决定的整个时期均在生殖嵴持续表达[18]，它参与性腺的形态发生、几个在睾丸功能中起作用的激素转录的活化，包括类固醇生成基因和抗苗勒氏激素。

涉及在性腺轴的多层次水平对繁殖功能进行控制，包括性别决定、性别分化和促性腺激素的生成及类固醇生成。

sf1在鼠的整个性别分化过程中，表现为雄性特异性表达。

mis的转录受到sf1的控制，因为在mis启动子区存在sf1识别序列[19]。

在dax1的启动子区、类固醇生成羟化酶基因、star蛋白基因中也同样发现sf1识别位点。

2.2.6其它相关基因

目前研究发现的几种常染色体基因也与性别决定有关。

cata-4基因的表达对雄性性别分化起重要作用，而wnt4与雌性性别分化有关。

wtn4基因的二个拷贝会致使xy性转变，被认为是一种“抗睾丸”基因，与dax1基因一样，推动卵巢的发育。

从小鼠胎儿性腺提取的富含雌雄的特异基因片断构建而成的cdna文库中，发现一个vnn1基因，其编码一个粘着分子vanin-1，其功能可能是参与睾丸发育过程中细胞从中肾的迁移。

从cdna文库中还发现了一些其他的基因如nexin-1，但具体功能还有待研究。

另外，同源谱系研究发现了与果蝇和线虫各自的性别发育基因dsx（doublesex）、mab-3同源的dmrt1（dm-relatedtran-scriptionfactor-1）基因，它位于人类9号染色体，其异质突变与性转变和性腺的畸形有关。

dmrt1早期在两性中表达水平相同，后来成为睾丸特异性。

dmrt1定向基因诱变小鼠显示此基因对于出生后小鼠的睾丸分化是必需的。

研究还发现，dmrt1的突变将影响睾丸发育下游基因的调控，类似于sry突变。

3问题与展望

近年来，性别决定研究取得了不少成果，但也存在不少问题，主要表现在以下三个方面：

（1）尽管已知哺乳动物的性别决定中sry是唯一的关键性基因，但其上游调节因子目前尚未发现，下游靶基因也有待确认。

因此，目前对sry基因结构的了解仍是局部性的，而不是完整的。

（2）sry在成熟性腺和非性腺组织中也有表达，甚至表达水平比在胚胎性腺中更高，sry在这些组织中有何功能目前也不清楚。

（3）性别决定的研究主要集中于人和鼠，猪、牛等动物性别决定的分子生物学研究才刚刚起步。

性别决定的彻底揭密并付诸实用尚有相当长的路要走，是一个颇值研究的课题。

性别决定是高等有性动物的一大重要生理现象。

从功能角度看，性别决定基因在进化上应是比较保守的，如小鼠、人和大熊猫等动物的sry基因均存在局部序列的高度同源性。

但是，在有些哺乳动物中并未检测到sry基因的存在，如国内外学者对奶牛染色体上是否存在sry基因结论不一。

但是，即使奶牛染色体上不存在与其它哺乳动物同源的sry基因，肯定存在其它基因行使着性别决定的功能。

比较而言，研究奶牛的性别决定具有更大的实用价值。

能否通过性别决定研究，获得性别决定和性别分化正常但y精子丧失正常功能（如丧失顶体功能）的公畜，是一个颇值研究的课题。

可以相信，性别控制技术与体外受精和胚胎移植技术的联合应用，将导致胚胎工程的产业化步入一个全新的实用阶段。

参考文献

［1］李明,李江源.性别决定的分子机制［j］.当代医学,2001,2（7）:

53-56.［2］王元兴,郎介金,丁家桐等.动物繁殖学［m］．南京:

江苏科技出版社.［3］josta.recentproghormres［j］．1953,8:

379-418.

［4］段子渊.动物性别决定的分子机理及性别鉴定与控制新技术［j］．黄牛杂

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52~55.

［5］张保军,杨公社,张丽娟.家畜性别决定的机制及其研究进展［j］．动物科学

与动物医学,2002,6（21）:

14~16.

［6］朱晓华,赵万里,王志跃.家畜性别决定的机制及其控制的研究进展［j］．动

物科学与动物医学,2000,1:

22~24.

［7］李喜和.哺乳动物的性别决定［j］．动物科学与动物医学,2003,6（20）:

47.［8］王建武,丁家桐,刘春玲等.哺乳动物性别决定的基因调控［j］．动物科学与

【篇二：

哺乳动物性别决定基因及研究进展】

陕西师范大学远程教育学院

毕业论文（设计）

论文题目哺乳动物性别决定基因及研究进展

姓名贺容容

学号61251310374001

专业生物科学

批次/层次131专升本

指导教师顾蔚

学习中心陕西榆林横山教师进修学校

1

哺乳动物性别决定基因及研究进展

摘要

目前，性别决定的研究已经取得不少的成果。

本文综述了哺乳动物性别决定的方式及其机制。

并对哺乳动物性别决定基因的研究进展做了介绍，分析了这些基因之间可能的相互作用机理,为发育生物学、哺乳动物性别决定、性别控制及胚胎鉴定提供一些借鉴。

关键字哺乳动物性别决定研究进展

2

第一章动物性别决定方式............错误！

未定义书签。

1.1动物基因型性别决定..............错误！

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1.1.1xy型性别决定..............

1.1.2xo型性别决定..............

1.1.3zw型性别决定..............

1.1.4其他特例..................

第二章性别决定的机制..............

2.1性别决定的发育学机制...........

2.2性别决定分子机制................

第三章性别分化的调控..............

3.1sry基因及作用机理...............

3.2sox9基因及作用机理.............

3.3wt1基因及作用机理..............

3.4sf-1基因及作用机理.............

3.5amh基因及作用机理..............

3.6dax1基因及作用机理.............

3.7wnt4基因及其作用机理...........

3.8sox3基因及其作用机理............

第四章研究进展....................

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3

结束语............................错误！

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参考文献..........................错误！

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4

动物的性别与其很多生产性能有关，有些遗传疾病也是伴性遗传的。

所以，了解动物性别决定的过程、有效地控制动物的性别就能更好地利用有限的自然资源。

动物早期的性腺发育过程按时间可以分为两步：

第一步由基因决定原始性腺发育为睾丸或是卵巢，称之为性别决定；第二步在睾丸和卵巢分泌的不同激素的作用下最终分化为雌性或雄性表现型，称之为性别分化[1]。

本世纪以来随着分子遗传学、发育生物学及其他学科的发展，使得人们从本质上对性别决定的认识有了更深层的了解，对性别决定的研究已经从形态学向配子发生和胚胎形成的过程深化。

从精子与卵子结合那一刻起性别就已经确定，但是从受精卵到一个完整的个体势必又是一个复杂的过程。

虽然哺乳动物的第二步可能会受到内、外环境的影响，但是基因型一旦确定性腺也就确定。

胚胎期的性别发生受到多个基因的调控（sry、sox9、wt1、sf-1、dax1、sox3、wnt4等），这些基因主要位于性染色体上，有些位于常染色体上。

随着研究的深入，性别决定的真相离我们逐渐清晰。

第一章动物性别决定方式

1.1动物基因型性别决定

动物的性别受雌雄配子性染色体的组合决定，胚胎发育成雌性或雄性的趋向取决于其性染色体的组成。

目前有以下几种方式：

1.1.1xy型性别决定

xy型性决定方式在生物界比较普遍，除了人类外，全部哺乳动物、某些两栖类，如非洲爪蟾、鱼类、很多昆虫都是xy型性决定。

随着分子遗传学、分子生物学和基因定位技术的飞速发展，人们越来越多地在基因水平上了解到动物的性别决定机制。

目前人们已经发现了位于x染色体上的dax－1基因和位于y染色体上的sry基因。

1.1.2xo型性别决定

蝗虫、蟑螂等的性别决定xo型，雄性只有一个x性染色体而没有y染色体，所以形成带x和不带x两种精子，雌性有一对x染色体形成一种带x的卵细胞，受精后的xx合子发育为雌性，xo合子发育为雄性，它们的理论比例是1∶1。

这种性别决定叫xo型性别决定，可以看作是xy型的一种变种。

1.1.3zw型性别决定

zz将发育成雄性，而zw将发育成雌性。

这种性别决定方式常见于鳞翅目昆虫、有些两栖类、爬行类和鸟类。

性染色体组成是xy的个体将发育成雄性，而性染色体组成是xx的个体将发育成雌性。

1.1.4其他特例

除了上述几种方式外，还有常染色体上基因决定性别、孤雌配子决定性别以及其他更加复杂的性别决定方式。

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【篇三：

第八讲性别决定基因鉴定及性染色体进化】

第二十章性别决定基因鉴定及性染色体进化

性别决定机制的探讨一直是生命科学研究中最具吸引力和最热门领域之一。

对两性生物而言，性别与分化是个体正常发育和自下而上不可缺少的一环，也是种族得以繁衍延续的物质基础。

自古以来有很多关于性别决定的稀奇古怪的说法，随着科学技术的发展，人们认识到雌性和雄性个体在形态、生理和行为的许多特征及基因产物上才有很大的差异，然而它们在遗传信息上绝大部分是一致的，这就更引起了人们的兴趣，去揭示其中的奥秘。

至今，对性别决定机制的研究已经形成了由遗传学、发育生物学、分子生物学及进化等多学科交叉的前沿研究领域。

性别发育是一个多基因调控的复杂的分化事件，是对两套可轮换的遗传程序之一的精确决定和执行，而其分子机制及其多样性使得性别决定机制的研究成为有关胚胎发育过程中分子调节开关如何起作用的一个丰富的信息源泉。

发育生物学家的目标是追溯出性别决定和分化的基因通路，并以性别决定机制作为一种模式去理解发育的各个过程。

同时，研究人员也致力于研究在大脑中是如何导致产生特殊的性行为，以及在不同的生物中，进化是如何产生截然不同的机制而最终获得相同的结果。

在无脊椎动物中，研究人员以果蝇和线虫为实验对象，已接近实现这个目标，可绘制出详细的信号转导过程，其研究领先于脊椎动物；在低等脊椎动物中，性染色体的分化程度较低，而且其性别决定受环境的影响较大，研究人员在此领域一直没有获得突破性进展；在哺乳动物中，已经克隆了一些调控性别决定和分化的基因，追溯出性别分化早期的一部分信号通路，并先后提出了一系列模型来解释哺乳动物的性别决定机制。

由于线虫和果蝇决定性别分化的基因完全不同，哺乳动物又具有不相关的第三套基因，这使得研究人员无法应用从简单生物中所获得的信息来指导对高等生物的研究。

因此，脊椎动物性别决定基因及其作用机制的研究主要依赖于本身的研究系统。

第一节哺乳动物的性别决定

一、性别决定基因的鉴定

20世纪50年代确立了哺乳动物性别决定的两条规律：

第一，性腺的分化决定了性别的分化，这条规律是通过一系列胎兔阉割实验确立的；第二，y染色体决定雄性，这条规律是在发现性逆转病人的基础上确立的。

哺乳动物性别决定基因的鉴定主要也是来自于对性反转动物的研究。

现在已经发现的性别决定基因见图20－1。

二、性别决定和分化的信号转导途径

人类性别分化始于胚胎发育第4周，生殖嵴发育成包括皮质和髓质的未分化性腺。

男性由髓质分化成睾丸，而皮质萎缩；女性由皮质分化成卵巢，而髓质萎缩。

内生殖器起源于中肾管和副中肾管。

男胚中肾管分化成精巢、输精管和副睾，副中肾管退化；女胚副中肾管发育成输卵管、子宫和阴道的前1/3部分，中肾管退化。

（图20－2）（20－3）中b图认为单拷贝的流行性dss能在正常的xx雌性中阻碍雄性发育途径，a图