Sistema de Determinação Sexual

Sistema XY

O sistema XY é o mais conhecido e amplamente estudado sistema de determinação sexual em animais, especialmente em mamíferos, incluindo os seres humanos. Nesse sistema, as fêmeas possuem o cariótipo XX, ou seja, apresentam dois cromossomos X, enquanto os machos apresentam os cromossomos XY, com um X e um Y. Esse sistema está presente não apenas em mamíferos, mas também em vários insetos, alguns peixes e até plantas.

Nos humanos, o macho é o sexo heterogamético (XY), o que significa que é o espermatozoide que determina o sexo da prole, já que pode carregar o cromossomo X ou o Y. A presença do cromossomo Y, que contém o gene SRY (Sex-determining Region Y), é fundamental para o desenvolvimento do sexo masculino, pois induz a formação dos testículos, que produzem testosterona. Essa testosterona promove o desenvolvimento das características sexuais secundárias masculinas, como o crescimento de pelos faciais, voz mais grave, e maior massa muscular. A ausência do cromossomo Y, ou seja, a combinação XX, leva ao desenvolvimento do sexo feminino.

Vale destacar que variações e anomalias genéticas nesse sistema podem levar a condições como a Síndrome de Turner (XO) e a Síndrome de Klinefelter (XXY).

Curiosidade

Cromatina Sexual (Corpúsculo de Barr)

A cromatina sexual é uma estrutura densa e visível no núcleo das células de organismos com determinação sexual do tipo XY, que corresponde a um dos cromossomos X condensados e inativos. Ela foi descoberta pelo cientista Murray Barr em 1949, por isso também é chamada de corpúsculo de Barr.

O que é?

Nos indivíduos do sexo feminino (XX), um dos cromossomos X é inativado durante o desenvolvimento embrionário, formando essa massa condensada de cromatina, que fica localizada no núcleo celular.
Essa inativação é um mecanismo de compensação de dose gênica, evitando que as fêmeas produzam o dobro da quantidade de proteínas codificadas pelos genes do cromossomo X, que poderia ser prejudicial.
A cromatina sexual é geralmente visível ao microscópio óptico em células da mucosa oral, linfócitos, ou outros tecidos, aparecendo como uma pequena mancha densa, próxima à membrana nuclear.

Cromatina sexual em machos e fêmeas

Fêmeas (XX): possuem um corpúsculo de Barr visível em praticamente todas as suas células, correspondente ao X inativo.
Machos (XY): normalmente não apresentam corpúsculo de Barr, já que têm apenas um cromossomo X ativo. No entanto, em casos de anomalias cromossômicas, como a síndrome de Klinefelter (XXY), os machos podem apresentar um ou mais corpúsculos de Barr.

Importância biológica e clínica

A inativação do cromossomo X é essencial para o equilíbrio da expressão gênica entre machos e fêmeas.
A presença ou ausência do corpúsculo de Barr pode ser usada em análises clínicas para detectar anomalias cromossômicas e para determinar o sexo genético de uma pessoa.
O processo de inativação do X é aleatório e ocorre logo no início do desenvolvimento embrionário. Isso faz com que fêmeas sejam mosaicos genéticos para os genes localizados no cromossomo X, ou seja, algumas células expressam um X e outras células expressam o outro.

Sistema X0

O sistema X0 é caracterizado pela ausência do cromossomo Y nos machos. Nesse caso, as fêmeas apresentam dois cromossomos X (XX), enquanto os machos possuem apenas um único cromossomo X, representado como X0 (lê-se “xis-zero”), ou seja, eles possuem um número ímpar de cromossomos. Esse sistema é comum em diversos insetos, como gafanhotos, baratas e alguns percevejos.

Nos machos X0, a determinação sexual ocorre pela presença ou ausência do segundo cromossomo sexual, e o sexo é determinado pela segregação cromossômica durante a meiose. Por não possuírem o cromossomo Y, esses machos não produzem os mesmos genes relacionados ao desenvolvimento masculino do sistema XY, mas ainda desenvolvem características sexuais masculinas por mecanismos alternativos. As fêmeas, por sua vez, possuem um número par de cromossomos, o que pode influenciar a viabilidade e a diversidade genética da espécie.

Sistema ZW

O sistema ZW é encontrado em várias espécies de aves, alguns répteis, peixes e insetos, funcionando de forma oposta ao sistema XY. Nesse sistema, o sexo heterogamético é a fêmea, que apresenta os cromossomos sexuais ZW, enquanto o macho é homogamético (ZZ). Isso significa que a fêmea determina o sexo da prole, uma vez que pode produzir gametas contendo Z ou W.

Por exemplo, em aves como galinhas, a combinação ZZ resulta em macho, e ZW em fêmea. O cromossomo W carrega genes que são determinantes para o desenvolvimento das características femininas, embora ainda haja muito estudo para compreender todos os detalhes genéticos envolvidos. Esse sistema contribui para uma diversidade evolutiva no mecanismo de determinação sexual e demonstra como diferentes linhagens animais desenvolveram estratégias variadas para garantir a reprodução.

Outros tipos de determinação do sexo

Determinação por temperatura

Além dos sistemas cromossômicos, em algumas espécies o sexo não é determinado geneticamente, mas sim por fatores ambientais, como a temperatura de incubação dos ovos. Esse fenômeno é comum em répteis, como crocodilos, jacarés, tartarugas e alguns lagartos.

Nas tartarugas marinhas, por exemplo, ovos incubados a temperaturas mais baixas tendem a produzir machos, enquanto temperaturas mais elevadas produzem fêmeas. Essa sensibilidade térmica ao sexo, chamada de determinação sexual dependente de temperatura (TSD), pode ser crucial para o equilíbrio populacional e é objeto de estudo frente às mudanças climáticas globais, que podem impactar as proporções sexuais naturais dessas espécies.

Partenogênese

A partenogênese é um processo de reprodução assexuada em que um embrião se desenvolve a partir de um óvulo não fertilizado, ou seja, sem fecundação. Os indivíduos gerados são haploides (contêm apenas um conjunto de cromossomos) e possuem material genético exclusivamente materno. Esse mecanismo ocorre em algumas espécies de insetos, como as abelhas.

Nas abelhas, os machos, chamados zangões, surgem da partenogênese e são haploides, enquanto as fêmeas (operárias e rainhas) são diploides, resultantes da fertilização. Curiosamente, o desenvolvimento das fêmeas pode ser influenciado pelo tipo de alimentação que recebem durante a fase larval: as rainhas são alimentadas com geleia real, que ativa genes responsáveis pela fertilidade e desenvolvimento reprodutivo, enquanto as operárias recebem uma dieta diferente e são estéreis. Esse sistema é um exemplo fascinante de como a genética e o ambiente interagem para determinar o fenótipo e o papel social dos indivíduos dentro de uma colônia.

Exercícios:

1. Em uma espécie de inseto que possui sistema de determinação sexual X0, um macho tem 23 cromossomos. Quantos cromossomos a fêmea dessa espécie terá? Justifique sua resposta.

2. (Suprema) A determinação do sexo em animais pode não estar relacionada a presença de cromossomos sexuais. Em alguns casos, o sexo é determinado pelo número de conjuntos cromossômicos, sendo as fêmeas com dois conjuntos e os machos com apenas um. Dessa forma é possível afirmar que.

As fêmeas não necessitam que haja fecundação e se originam por partenogênese.
As fêmeas produzem gametas a partir do mecanismo de mitose.
Os machos terão sempre metade do número de cromossomos do que as fêmeas.
Os machos terão sempre um cromossomo a menos do que as fêmeas.

3. (UNESP) Comportamento do casal pode definir sexo do bebê, dizem pesquisadores

Muitas pessoas sonham não só com o nascimento de um bebê, mas com o sexo dele. Não é possível escolher se você vai gerar uma menina ou um menino, mas alguns pesquisadores sugerem que alguns fatores, como fazer sexo exatamente no dia da ovulação, ou a frequência das relações sexuais, aumentariam a chance de ter uma criança de determinado sexo.

(Ivonete Lucirio. https://universa.uol.com.br, 06.08.2012. Adaptado.)

A notícia traz hipóteses ainda em discussão entre especialistas, mas o que o conhecimento biológico tem como certo é que, na espécie humana, o sexo da prole é definido no momento da fecundação e depende da constituição cromossômica do

espermatozoide, que é definida na meiose I da gametogênese do pai e a mãe não tem participação na determinação do sexo da prole.
óvulo, que é definida na meiose II da gametogênese da mãe e o pai não tem participação na determinação do sexo da prole.
espermatozoide, que é definida na meiose II da gametogênese do pai e a mãe não tem participação na determinação do sexo da prole.
óvulo e do espermatozoide, que são definidas na meiose II da gametogênese de ambos os genitores e o pai e a mãe participam, conjuntamente, da determinação do sexo da prole.
óvulo, que é definida na meiose I da gametogênese da mãe e o pai não tem participação na determinação do sexo da prole.

4. (ENEM 2006) Em certas localidades ao longo do rio Amazonas, são encontradas populações de determinada espécie de lagarto que se reproduzem por partenogênese. Essas populações são constituídas, exclusivamente, por fêmeas que procriam sem machos, gerando apenas fêmeas. Isso se deve a mutações que ocorrem ao acaso nas populações bissexuais. Avalie as afirmações seguintes, relativas a esse processo de reprodução.

I. Na partenogênese, as fêmeas dão origem apenas a fêmeas, enquanto nas populações bissexuadas cerca de 50% dos filhotes são fêmeas.

II. Se uma população bissexuada mistura-se com uma que se reproduz por partenogênese, essa última desaparece.

III. Na partenogênese, um número x de fêmeas é capaz de produzir o dobro do número de descendentes de uma população bissexuada de x indivíduos, uma vez que nesta só a fêmea põe ovos.

É correto o que se afirma:

a) apenas em I.

b) apenas em II.

c) apenas em I e III.

d) apenas em II e III.

e) em I, II e III.

5. Qual das alternativas explica o motivo da inativação de um dos cromossomos X nas fêmeas?

A) Para aumentar a produção gênica
B) Para compensar a dose gênica entre sexos
C) Para evitar a formação de gametas femininos
D) Para transformar o cromossomo em Y

6. (UECE) Numere a coluna B de acordo com a coluna A associando cada tipo de organismo ao seu sistema de determinação do sexo.

COLUNA A COLUNA B

1. Aves ( ) X0

2. Abelhas Melíferas ( ) XY

3. Gafanhoto ( ) ZW

4. Homem ( ) HAPLODIPLÓIDE

Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo.

1; 2; 3; 4
2; 3; 4; 1
4; 1; 3; 2
3; 4; 1; 2

7. (IFPE) A abelha é o animal mais famoso pela capacidade de polinização, que é o transporte de pólen de uma flor para a outra, o que permite que as flores sejam fecundadas e que os frutos e sementes se desenvolvam. A determinação do sexo das abelhas, bem como dos outros insetos da Ordem Hymenoptera (formigas, vespas) é denominado haplodiploide e caracteriza-se por

todas as fêmeas férteis e todos os machos homogaméticos.
todos os machos férteis e todas as fêmeas estéreis.
todos os machos possuirem apenas cromossomos de origem paterna e todas as fêmeas possuírem apenas cromossomos de origem materna.
todas as operárias serem resultantes da partenogênese e todas as rainhas não serem resultantes desse processo.
todos os machos haploides e todas as fêmeas diploides.

8. Em aves, o sistema de determinação sexual é diferente do sistema humano. A fêmea apresenta os cromossomos sexuais ZW, enquanto o macho apresenta ZZ. Sabendo disso, analise as alternativas a seguir e marque a correta:

A) O macho é heterogamético e define o sexo da prole.
B) O sexo da prole é definido pela fêmea, que produz dois tipos de gametas sexuais, com cromossomos Z ou W.
C) A determinação sexual por esse sistema é idêntica ao sistema XY dos mamíferos.
D) Todos os descendentes terão o cromossomo W se forem do sexo feminino.