Chromosome sexuel
Définition
Un chromosome sexuel est un chromosome qui participe à la détermination du sexe d'un organisme, généralement l'un de deux types mâle ou femelle. Les chromosomes sexuels induisent le développement des gonades qui synthétisent les hormones stéroïdes sexuelles.
Les humains et la plupart des autres mammifères ont deux chromosomes sexuels, le X et le Y. Les femelles ont deux chromosomes X dans leurs cellules, tandis que les mâles ont à la fois des chromosomes X et Y dans leurs cellules.
Les chromosomes sexuels XX et XY :
Les chromosomes sexuels portent les gènes maîtres déterminant le sexe : XX chez les femelles (femmes) et XY chez les mâles (hommes).
Explications
Différents systèmes de chromosomes sexuels sont apparus à plusieurs reprises dans diverses lignées de vertébrés et sont définis par différents gènes déterminant le sexe. Les gènes impliqués dans les voies de développement des testicules et des ovaires sont largement conservés chez les vertébrés, et de nombreux commutateurs déterminant le sexe ont évolué à partir d'une mutation affectant la fonction de l'un de ces gènes.
Chez de nombreuses espèces diploïdes, un sexe porte deux chromosomes sexuels similaires (X ou Z), tandis que l'autre sexe en porte deux différents (Y et X chez les mâles ou W et Z chez les femelles). Les chromosomes sexuels proviennent des autosomes grâce au gain d'une fonction déterminante du sexe.
Les chromosomes sexuels (soit X et Y dans les systèmes hétérogamétiques mâles, soit Z et W dans les systèmes hétérogamétiques femelles) proviennent d'une paire d'autosomes homologues. Ancestralement, les chromosomes sexuels ont échangé de l'ADN, recombiné, sur toute leur longueur, mais avec le temps, la plupart des paires de chromosomes sexuels ont perdu la capacité de se recombiner sur la plupart de leurs longueurs. Les petites régions où la recombinaison intervient encore sont appelées régions pseudoautosomiques (PAR). La liaison pseudoautosomique fait référence à l'ADN dans les régions pseudoautosomiques - des régions qui se trouvent sur les chromosomes sexuels mais qui peuvent encore se recombiner, comme la plupart des autres régions autosomiques. La biologie et la diversité de ces régions pseudoautosomiques sont distinctes des régions entièrement liées au sexe et des régions autosomiques et offrent une occasion unique de comprendre les processus évolutifs.
La trajectoire évolutive des chromosomes sexuels est unique dans le génome et commence par l'émergence d'un gène déterminant le sexe. Les disparités entre les chromosomes humains X et Y reflètent une étape ultérieure du processus évolutif. Ce processus a disparu chez certains rongeurs avec la perte de leur chromosome Y. Cela annonce l'émergence de nouveaux systèmes de chromosomes sexuels chez les mammifères, démontrant la robustesse de la détermination du sexe chez les vertébrés malgré la gamme de nouveaux commutateurs de détermination du sexe.
Chez tous les mammifères et oiseaux, certains reptiles et poissons, les mâles et les femelles diffèrent par une paire de chromosomes. Des chromosomes hétéromorphes sont également présents chez de nombreux insectes tels que la mouche des fruits (drosophile Drosophila), les papillons nocturnes et les papillons. En fait, les chromosomes sexuels ont été repérés pour la première fois chez les sauterelles, lorsqu'il a été observé qu'un chromosome était présent dans le duplicata normal chez les femelles, mais était seul chez les mâles. Ce chromosome particulier lié au sexe a été appelé le "X" pour indiquer sa signification inconnue - le nom n'a rien à voir avec sa forme. Chez d'autres insectes tels que la mouche des fruits, les femelles avaient à nouveau deux chromosomes X et les mâles un seul, mais il y avait aussi une petite entité spécifique aux mâles (appelée Y). Chez les mites et les papillons, c'est l'inverse - les mâles ont deux copies (comme d'habitude) d'un chromosome sexuel (appelé le Z pour éviter toute confusion), et les femelles ont un seul chromosome Z et un chromosome W plus petit. C'est la même histoire chez les vertébrés; les mammifères (y compris les humains) ont un système femelle 20 : mâle XY, tandis que les oiseaux et les serpents ont un système femelle ZW : mâle ZZ.
Par exemple, SOX3 est un facteur de transcription jouant un rôle dans le développement du système nerveux central et la gonadogenèse masculine. Il a évolué pour devenir le gène de détermination du sexe (SRY) chez les mammifères Thériens et indépendamment en un gène déterminant le sexe différent chez un poisson (Oryzias dancena). De même, le facteur de transcription DMRT1 a un rôle conservé dans le développement des mâles vertébrés et a évolué en un gène déterminant le sexe indépendamment chez le poulet (Gallus gallus), un poisson (Médaka Oryzias latipes) et une grenouille (xénope Xenopus laevis). Cela suggère que la voie de développement des gonades conservées a une plasticité inhérente qui peut s'adapter à une multitude de déclencheurs différents déterminant le sexe.
La plasticité des commutateurs déterminant le sexe est mise en évidence chez certaines espèces de rongeurs où le chromosome Y et le gène Sry ont été perdus.
Deux espèces de rats ont perdu leur chromosome Y et le gène Sry chez un ancêtre commun. Il semble qu'une mutation du gène Sry ait affaibli sa fonction, réduisant probablement la sélection pour conserver Sry et, finalement, le chromosome Y. Un gène conservé supprimant les ovaires (Cbx2) a été identifié comme le nouveau gène candidat déterminant le sexe. La présence de copies supplémentaires de Cbx2 chez les rats épineux mâles suggère que la répression ovarienne est le nouveau mécanisme (ou émergent) de détermination du sexe, qui définira un nouveau système de chromosomes sexuels.
De même, deux espèces de campagnol taupe ont perdu leurs chromosomes Y lors d'événements indépendants. Il semble que le rôle de Sry ait pu être déstabilisé par des mutations dans un autre gène faisant partie intégrante de la voie de détermination des testicules, rendant Sry (et par conséquent le chromosome Y) redondant. Un gène alternatif déterminant le sexe n'a pas encore été identifié chez les campagnols taupes, mais l'évolution d'un nouveau système de chromosomes sexuels doit avoir commencé.
Synonymes, antonymes
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