Autosomen und Geschlechtschromosomen
In der obigen Abbildung ist zu erkennen, dass die meisten Chromosomen gepaart sind (gleiche Länge, Lage des Zentromers und Bänderungsmuster). Diese Chromosomen werden als Autosomen bezeichnet. Beachten Sie jedoch, dass zwei der Chromosomen, das X- und das Y-Chromosom, nicht gleich aussehen. Dies sind die Geschlechtschromosomen. Beim Menschen haben Männer jeweils ein X-Chromosom, während Frauen zwei X-Chromosomen haben. Autosomen sind die Chromosomen, die bei Männern und Frauen in gleicher Anzahl vorhanden sind, während die Geschlechtschromosomen dies nicht sind. Als die Geschlechtschromosomen zum ersten Mal entdeckt wurden, war ihre Funktion unbekannt, und der Name X wurde verwendet, um auf dieses Geheimnis hinzuweisen. Die nächsten hießen Y, dann Z und schließlich W.
Die Kombination der Geschlechtschromosomen innerhalb einer Art ist entweder mit männlichen oder weiblichen Individuen verbunden. Bei Embryonen von Säugetieren, Fruchtfliegen und einigen Blütenpflanzen entwickeln sich diejenigen mit zwei X-Chromosomen zu Weibchen, während diejenigen mit einem X und einem Y zu Männchen werden. Bei Vögeln, Nachtfaltern und Schmetterlingen sind die Männchen ZZ und die Weibchen ZW. Da die Geschlechtschromosomen im Laufe der Evolution mehrfach entstanden sind, unterscheiden sich die molekularen Mechanismen, durch die sie das Geschlecht bestimmen, von Organismus zu Organismus. Obwohl beispielsweise Menschen und Drosophila beide X- und Y-Geschlechtschromosomen haben, verfügen sie über unterschiedliche Mechanismen zur Bestimmung des Geschlechts.
Bei den Säugetieren entwickelten sich die Geschlechtschromosomen kurz nach der Abspaltung der monotremen Linie von der Linie, die zu den Plazenta- und Beuteltieren führte. Daher verwenden fast alle Säugetierarten das gleiche System zur Geschlechtsbestimmung. Während der Embryogenese entwickeln sich die Keimdrüsen entweder zu Eierstöcken oder Hoden. Ein nur auf dem Y-Chromosom vorhandenes Gen namens TDF kodiert ein Protein, das die Gonaden zu Hoden heranreifen lässt. XX-Embryonen haben dieses Gen nicht, und ihre Keimdrüsen reifen stattdessen zu Eierstöcken heran (Standard). Nach ihrer Bildung produzieren die Hoden Sexualhormone, die den Rest des sich entwickelnden Embryos dazu bringen, männlich zu werden, während die Eierstöcke verschiedene Sexualhormone produzieren, die die weibliche Entwicklung fördern. Die Hoden und die Eierstöcke sind auch die Organe, in denen die Geschlechtszellen (Spermien oder Eizellen) produziert werden.
Wie verhalten sich die Geschlechtschromosomen während der Meiose? Nun, bei Individuen mit zwei gleichen Chromosomen (d.h. homogamen Geschlechtern: XX-Frauen und ZZ-Männer) paaren und segregieren sich die Chromosomen während der Meiose I genauso wie Autosomen es tun. Während der Meiose bei XY-Männchen oder ZW-Weibchen (heterogame Geschlechter) paaren sich die Geschlechtschromosomen miteinander (Abbildung \(\PageIndex{16}\)). Bei Säugetieren hat dies zur Folge, dass alle Eizellen ein X-Chromosom tragen, während die Samenzellen entweder ein X- oder ein Y-Chromosom tragen. Die Hälfte der Nachkommen erhält zwei X-Chromosomen und wird weiblich, während die andere Hälfte ein X und ein Y erhält und männlich wird.
Abbildung \(\PageIndex{16}\)): Meiose bei einem XY-Säugetier. Die dargestellten Stadien sind Anaphase I, Anaphase II und reife Spermien. Beachten Sie, dass die Hälfte der Spermien Y-Chromosomen und die Hälfte X-Chromosomen enthält. (Original-Harrington-CC:AN)