Ia hanya sebahagian kecil daripada kromosom Y yang menimbulkan perkembangan testis. Kelly Searle / Unsplash

Terdapat banyak faktor kebudayaan dan sosial yang terlibat dalam membuat bayi menjadi lelaki atau wanita. Tetapi secara biologi, seks bermula apabila anda hanya sekumpulan kecil sel dalam rahim ibu anda.

Kami mempunyai idea umum yang baik tentang bagaimana "maleness" atau "femaleness" berkembang dalam embrio manusia, dan bagaimana ia diterjemahkan ke dalam kemampuan untuk membuat telur atau sperma.

Kami juga mula memahami berapa banyak gen lain yang menyumbang kepada perubahan luar biasa dalam perkembangan seksual, tingkah laku dan identiti manusia.

Fleksibiliti awal dalam sistem ini sangat menarik. Ia mengingatkan saya kepada penulis ikon Hugh Lofting Pushmi-pullyu ("Push-me-pull-you"), watak berkepala dua dalam kisah Doktor Dolittle, yang berada di dalam tizz untuk menentukan cara untuk pergi.

Sel-sel kuman dan gonad

Kebanyakan sel dalam badan kita ditakdirkan untuk mati. Tetapi diketepikan dalam embrio adalah beberapa sel yang mengekalkan keupayaan mereka untuk menjadi seorang yang utuh. Sel-sel ini - dipanggil "sel germinal primoridal"Akhirnya berkembang menjadi sperma atau telur.

Tetapi mereka mempunyai perjalanan panjang untuk ke sana. Kira-kira tiga minggu selepas pembuahan, sel-sel kuman 50 primordial diketepikan dalam membran di luar embrio. Mereka berlipat ganda dan membuat perarakan epik ke dalam embrio, bergerak terus melalui usus embrionik. Sel-sel ini tiba di gonad embrio dengan enam minggu.

Kemudian mereka menerima isyarat yang mengarahkan mereka untuk menjadi sperma (yang dibuat dalam berbilion-bilion mereka sepanjang hayat lelaki), atau menjadi telur 20,000 seorang gadis dilahirkan.

Telur dan sperma adalah unik kerana masing-masing mempunyai separuh jumlah kromosom sebagai sel-sel lain. Orang mempunyai dua salinan genom manusia dalam setiap sel badan, satu dari ibu dan satu dari ayah. Sel-sel kuman perlu memotong kembali ini kepada satu genom yang merupakan gabungan kedua-dua gen ibu bapa. Ini dicapai oleh jenis pembahagian sel yang dikenali sebagai "meiosis"Di mana kromosom 46 ditiru sekali, tetapi sel membahagikan dua kali.

Organ-organ di mana semua ini berlaku adalah gonads: testis pada lelaki, ovari pada wanita.

Gonads bermula sebagai rabung sel di kedua-dua belah tulang belakang pada kira-kira lima minggu selepas pembuahan. Ini "rabung kelamin"Bermula sama dalam semua embrio.

Tetapi dalam embrio ditakdirkan untuk menjadi lelaki, rabung kelamin menerima isyarat yang dipanggil "faktor penentu testis"Pada sepuluh minggu selepas pembuahan. Isyarat ini bermula dengan perkembangan testis dan menghalang perkembangan ovari.

Jika tidak mendapat isyarat testis, rabung kelamin menunggu beberapa minggu lagi, dan menjadi ovari.

Kemudian faktor-faktor dari testis atau ovari mendorong sel-sel kuman satu cara atau yang lain, ke dalam berkembang sama ada sperma atau telur.

Gonad tidak hanya membuat sperma atau telur. Mereka juga mengeluarkan hormon yang mempengaruhi keseluruhan perkembangan embrio. Testis embrio membuat testosteron yang mengarahkan perkembangan lelaki, membentuk zakar dan skrotum. Estrogen mempunyai kesan yang bertentangan - menyokong perkembangan alat kelamin wanita, dan menyusun payudara masa depan.

Apakah dan ke manakah isyarat yang memulakan ujian?

Kami tahu isyarat yang membawa kepada perkembangan testis berasal dari kromosom seks.

Genom manusia dipotong ke dalam molekul DNA panjang 23 yang kita lihat sebagai kromosom di bawah mikroskop. Semua bayi mempunyai pasangan kromosom 22 biasa (satu set 22 dari ibu, dan satu set dari ayah).

Tetapi lelaki dan perempuan berbeza dalam pasangan kromosom 23rd: kanak-kanak perempuan mempunyai dua salinan kromosom bersaiz sederhana yang dipanggil X. Kanak-kanak mempunyai X tunggal dan kromosom kecil yang dipanggil Y. Nama-nama tidak ada kaitan dengan bentuk mereka tetapi mencerminkan misteri perbezaan mereka ("X" untuk tidak diketahui).

Pada meiosis dalam testis, kromosom X dan Y dapat diasingkan ke sperma yang berbeza - sperma 50% akan membawa X, 50% a Y. Semua telur mempunyai kromosom X tunggal.

Jadi pada persenyawaan, separuh embrio bermula dengan XX, dan separuh dengan kromosom seks XY.

Kita tahu bahawa Y menanggung isyarat testis, kerana orang dengan hanya satu X adalah perempuan, dan orang yang mempunyai dua kromosom X dan Y adalah lelaki.

Oleh itu isyarat mesti berasal dari gen pada kromosom Y. Dalam 1990, isyarat telah ditunjuk berhampiran dengan atas kromosom Y. Bahagian ini Y hadir pada lelaki dan tidak hadir pada wanita yang hanya mempunyai sebahagian kromosom Y.

A gen yang dipanggil SRY telah dikenal pasti dalam sedikit Y ini terbukti "faktor menentukan testis" dengan analisis beberapa gadis yang mempunyai normal mencari Y, tetapi SRY mutan, dan oleh memasukkan SRY ke embrio tetikus XX yang berkembang sebagai lelaki.

Bagaimanakah kerja SRY dan apa yang boleh berlaku?

Meiosis adalah proses pembahagian sel yang mencipta kromosom 23 dalam telur dan sperma. dari www.shutterstock.com

Sebaik sahaja gen SRY dikenalpasti kita semua fikir ia akan menjadi satu atau dua langkah antara SRY dan pengaktifan gen lain yang membuat testis.

Tetapi ternyata ada reaksi web kompleks yang dikawal oleh sekurang-kurangnya gen 30. Beberapa menggalakkan perkembangan testis. Ada yang mempromosikan perkembangan ovari. Sesetengah pembentukan testis antagonis, yang lain menimbulkan ovari. Itulah keadaan push-me-pull-you yang sebenar.

Terdapat juga gen (satu contoh ialah DMRT1) yang menjadikan gonad pada laluan pembangunan yang jelas. Sekiranya anda mengetuk gen tersebut, sel-sel dalam testis mula bertindak seperti sel-sel ovari, atau sel-sel di ovari mula bertindak seperti testis.

Tetapi ia tidak berhenti di sini. Hebatnya, satu gen SRY ini, melalui rangkaiannya dan pengaruh hormon, mempengaruhi aktiviti lebih daripada gen 6,500 (daripada jumlah 20,000 kami) secara berbeza dalam lelaki dan wanita.

Oleh itu lelaki dan wanita benar-benar genetik sangat berbeza dalam gen mereka, dan bagaimana mereka aktif.

Mutasi di salah satu daripada gen 30 yang terlibat dalam web kompleks reaksi yang membezakan gonad boleh menyebabkan pembalikan seks (wanita XY atau lelaki XX), atau pembezaan gonad tidak lengkap. Sebagai contoh, beberapa wanita mempunyai kromosom Y dan gen SRY yang utuh, tetapi kekurangan protein yang diterima isyarat dari hormon lelaki.

Dan beberapa wanita XY adalah hilang sedikit kromosom 4 yang mengandungi gen DMRT1: anda memerlukan dua salinan gen ini untuk menjadi lelaki, walaupun dengan gen SRY.

Gen lain mengawal watak-watak seks

Terdapat beratus-ratus gen yang diperlukan untuk membuat sperma. Ada yang berbohong pada Y kromosom berhampiran SRY, tetapi yang lain adalah pada X atau bertaburan di seluruh genom (tetapi aktif hanya pada lelaki). Perkara yang sama mungkin berlaku untuk membuat telur.

Terdapat juga banyak gen lain yang terlibat dalam pembezaan seksual, menjadikan organ seperti penis dan payudara.

Sesetengah varian gen terlibat dalam pilihan pasangan seksual. Mungkin ada beratus-ratus yang disebut "gay gay" itu Saya telah mencadangkan adalah gen yang "mencintai lelaki", dan mungkin terdapat beratus-ratus gen yang "mencintai wanita". Varian gen ini adalah perkara biasa kerana dalam seks lain mereka menyatakan betapa terutama perempuan penyayang laki-laki dan lelaki penyayang perempuan, yang sepertinya berkahwin lebih awal dan mempunyai lebih banyak anak.

Kehadiran alat kelamin lelaki biasanya menunjukkan bahawa kanak-kanak mempunyai kromosom Y. dari www.shutterstock.com

Saya rasa perkara yang sama mungkin benar tentang gen yang mempengaruhi identiti jantina. Varian gen yang menggalakkan identiti lelaki yang kuat mungkin tidak selalu bersama dengan kromosom Y, dan gen yang mempromosikan identiti perempuan mungkin tidak sepadan dengan pasangan lelaki yang menentukan Y. Identitas transgender mungkin biasa kerana, seperti "gen gay", seperti varian gen akan dipilih dengan tegas dalam seks lain - wanita dengan identiti wanita yang kuat dan lelaki dengan identiti lelaki yang kuat mungkin berkawan dengan lebih bersemangat dan mempunyai lebih banyak anak.

Adalah luar biasa bahawa sesuatu yang sangat penting dan kritikal bagi kelangsungan spesies sebagai seks harus dikawal oleh gen yang rumit dan berubah-ubah.

Kami perlu mengucapkan terima kasih kepada evolusi kerana memberikan kami kerumitan yang sedemikian, dan belajar untuk meraikan variasi hebat yang telah dipastikan oleh alam semulajadi.

Tentang Pengarang

Jenny Graves, Profesor Genetik yang terkenal, La Trobe University

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon