A性腺发育和性别决定课件

第十一章第十一章 性腺发育和性别决定性腺发育和性别决定性别决定的机制一直是胚胎学研究的一个重大课题性别决定的机制一直是胚胎学研究的一个重大课题在很长一段时间内人们认为环境，特别是热量和营养在性别决在很长一段时间内人们认为环境，特别是热量和营养在性别决定中起重要作用定中起重要作用Correus根据孟德尔学说假设，根据孟德尔学说假设，雄性是杂合的，雌性是纯合的雄性是杂合的，雌性是纯合的，则可以实现大多数物种的性别比率为则可以实现大多数物种的性别比率为1:1. 20世纪初发现昆虫世纪初发现昆虫雌性具有雌性具有XX染色体染色体和和雄性具有雄性具有XY或或XO染色染色体体，证明性别决定是核的遗传产生的证明性别决定是核的遗传产生的现在发现环境的和内在的机制在不同物种的性别决定中起作用现在发现环境的和内在的机制在不同物种的性别决定中起作用第一节第一节 哺乳动物性腺的发育哺乳动物性腺的发育性腺性腺(gonad)发育是一种独特的胚胎发育现象，其他器官原基只能发育是一种独特的胚胎发育现象，其他器官原基只能分化为一种器官类型，而分化为一种器官类型，而性腺原基通常具有两种选择性腺原基通常具有两种选择：发育：发育为卵巢为卵巢(ovary)或精巢或精巢 (testis)，因此决定机体将来性别发育。

因此决定机体将来性别发育人类性腺原基在妊娠人类性腺原基在妊娠4周时出现于中间的中胚层，到周时出现于中间的中胚层，到7周前一直处周前一直处于未分化状态于未分化状态.此时此时生殖嵴生殖嵴(genital ridge)上皮增生进入其上方的上皮增生进入其上方的疏松结缔组织中疏松结缔组织中(右图右图)，形成形成生殖索生殖索(sex cords)，妊娠妊娠6周时它包围周时它包围迁入的生殖细胞在迁入的生殖细胞在XX和和XY两种性腺中生殖索保持与上皮连两种性腺中生殖索保持与上皮连接如果胎儿是如果胎儿是XY, 生殖索到妊生殖索到妊娠娠8周一直增殖并彼此愈合，周一直增殖并彼此愈合，形成内部的生殖索网和最形成内部的生殖索网和最远端较细的睾丸网远端较细的睾丸网( re t e testis)最后睾丸索与上皮最后睾丸索与上皮脱离被一层厚的细胞外基脱离被一层厚的细胞外基质质白膜隔开白膜隔开n 生殖细胞处于生殖索中，生殖细胞处于生殖索中，胎儿和童年期生殖索是实心的胎儿和童年期生殖索是实心的，到青春到青春期变成中空的，形成生精小管期变成中空的，形成生精小管(seminiferous tubele)，生殖细胞开生殖细胞开始精子形成。

精子通过与输出管始精子形成精子通过与输出管(efferent duct)连接的睾丸网运连接的睾丸网运出睾丸这些输出管是中肾的残余物，它们将睾丸连接到这些输出管是中肾的残余物，它们将睾丸连接到乌尔夫氏管乌尔夫氏管，在，在雄性它分化为输精管雄性它分化为输精管(vas deferen)，精子通过输精管进入泄殖腔精子通过输精管进入泄殖腔(urethra)并排出体外并排出体外在胎儿时期睾丸中的在胎儿时期睾丸中的间质细胞已分化为睾丸间质细胞间质细胞已分化为睾丸间质细胞(Leydig cell)，它们它们分泌睾丸酮分泌睾丸酮(testosterone); 睾丸索的细胞分化为支持细胞睾丸索的细胞分化为支持细胞(Sertoli cell)，它们为精子提供营养和它们为精子提供营养和分泌抗缪勒氏管的激素分泌抗缪勒氏管的激素在在XX性腺中，性腺中，生殖索退化生殖索退化，很快，很快又又由上皮产生一组新的生殖索由上皮产生一组新的生殖索，它仅停留在性腺的外表面称为它仅停留在性腺的外表面称为皮皮质生殖索质生殖索(cortical sex cord)，它断裂它断裂成簇，每个围绕一个生殖细胞，成簇，每个围绕一个生殖细胞，此时生殖细胞变为此时生殖细胞变为卵卵(ova)，围绕围绕的上皮生殖索将分化为的上皮生殖索将分化为颗粒细胞颗粒细胞(granulosa cell)，而卵巢间质细胞而卵巢间质细胞分化为分化为卵泡膜细胞卵泡膜细胞(thecal cell)，它它与颗粒细胞共同形成与颗粒细胞共同形成卵泡卵泡(follicle)，每个卵泡围绕一个卵每个卵泡围绕一个卵.它们它们分泌分泌类固醇类固醇(steroid)激素。

激素雌性的缪勒氏管保持完整雌性的缪勒氏管保持完整, 分化为分化为输卵管、子宫、子宫颈和上阴道输卵管、子宫、子宫颈和上阴道.乌尔夫氏管因为丧失了睾酮的影乌尔夫氏管因为丧失了睾酮的影响而退化响而退化.右图右图第二节第二节 哺乳动物的性别决定哺乳动物的性别决定 一一. 哺乳动物染色体的性别决定哺乳动物染色体的性别决定初级性别决定初级性别决定初级性别决定涉及性腺的决定初级性别决定涉及性腺的决定，是，是严格由染色体决定严格由染色体决定，不受环境，不受环境影响通常影响通常雌性是雌性是 XX，雄性是，雄性是XY雌性每个卵具有一个雌性每个卵具有一个X染色体，雄性产生两种类型的精子，一半染色体，雄性产生两种类型的精子，一半含含X染色体，另一半含染色体，另一半含Y染色体如果受精卵接受精子的染色体如果受精卵接受精子的X染染色体，产生的个体形成卵巢，发育为雌性；如果受精卵接受色体，产生的个体形成卵巢，发育为雌性；如果受精卵接受精子精子Y染色体，产生个体形成精巢染色体，产生个体形成精巢, 发育为雄性发育为雄性Y染色体携带一个基因编码决定因子染色体携带一个基因编码决定因子, 它组织性腺发育为精巢它组织性腺发育为精巢。

如果精子既不含如果精子既不含X染色体，也不含染色体，也不含Y染色体染色体(XO),那么产生的个那么产生的个体形成纤维性生殖腺，它既不形成精子，也不形成卵子体形成纤维性生殖腺，它既不形成精子，也不形成卵子因此因此精子提供的精子提供的X或或Y染色体对形成性腺和保持其功能是必须染色体对形成性腺和保持其功能是必须的的哺乳动物哺乳动物Y染色体对其性别决定是一个关键因子染色体对其性别决定是一个关键因子.一个有一个有5个个X染色体和染色体和1个个Y染色体染色体(XXXXXY)的人将是雄性；的人将是雄性；而只具有而只具有1个个X染色体染色体, 而不具有第二个而不具有第二个X或或Y染色体的人发育染色体的人发育为雌性为雌性, 并开始形成卵巢，但其中并不含卵泡并开始形成卵巢，但其中并不含卵泡次级性别决定次级性别决定次级性别决定涉及性腺之外的身体表现型次级性别决定涉及性腺之外的身体表现型雄性具有阴茎、精囊、前列腺和常见的雄性个体大小、声带软骨雄性具有阴茎、精囊、前列腺和常见的雄性个体大小、声带软骨和肌肉系统；和肌肉系统；雌性具有阴道、子宫颈、子宫、输卵管、乳腺和常见的性别特异雌性具有阴道、子宫颈、子宫、输卵管、乳腺和常见的性别特异的个体大小、声带软骨和肌肉系统。

的个体大小、声带软骨和肌肉系统上述上述第二性征是由性腺分泌的激素决定第二性征是由性腺分泌的激素决定的在缺少性腺的情况下，的在缺少性腺的情况下，产生雌性的表现型，具有输卵管、子宫和阴道，而不管其染产生雌性的表现型，具有输卵管、子宫和阴道，而不管其染色体是色体是XX，还是，还是XY哺乳动物性别决定过程哺乳动物性别决定过程如下图精巢分泌两种激素精巢分泌两种激素: 一种是一种是抗抗缪勒氏管激素缪勒氏管激素(anti-Mllerian duct hormone，AMH)，抑制，抑制雌性表现型分化第二种激素雌性表现型分化第二种激素睾酮睾酮刺激雄性表现型的形成刺激雄性表现型的形成.二二. 哺乳动物精巢决定的哺乳动物精巢决定的 Y 染色体基因染色体基因未分化性腺分化为精巢依赖上皮生殖索细胞中未分化性腺分化为精巢依赖上皮生殖索细胞中Y染色体基因的表染色体基因的表达达, 通过通过XX和和XY卵裂球制备的镶嵌小鼠证明卵裂球制备的镶嵌小鼠证明, 这种这种XX/XY小小鼠是不育的雄性鼠是不育的雄性人类睾丸决定因子人类睾丸决定因子(testis-determining factor, TDF)的基因位于的基因位于Y染色体染色体的短臂上的短臂上.个体具有个体具有Y染色体短臂染色体短臂, 无长臂无长臂, 为雄性为雄性; 但无短臂但无短臂, 有长臂为雌性。

有长臂为雌性1985年短臂含有年短臂含有TDF基因基因的区域已经通过临床的区域已经通过临床结合结合DNA杂交研究鉴定出来杂交研究鉴定出来人群中存在人群中存在XX雄性雄性(1/20000)和和XY雌性雌性.DNA杂交结果表明杂交结果表明: XX雄性一个染色体上具有转位的雄性一个染色体上具有转位的Y染色体染色体 1 区中的特异区中的特异DNA,而而所有检测的所有检测的XY雌性丢失了雌性丢失了Y染色体的这个区染色体的这个区(下左图下左图).Y染色体染色体 1 区位于拟常染色体末区位于拟常染色体末端前面端前面(下右图下右图)，含有含有35000碱基对碱基对, 其中其中有男性特异序列编码有男性特异序列编码223氨氨基酸的肽基酸的肽,它可能是转录因子它可能是转录因子,含含有有HMG-box的的DNA结合域结合域.此此DNA称为称为SRY (sex-determining region of the Y)基因基因, 它发现于它发现于XY和极少和极少XX雄性中雄性中,而而XX和许多和许多XY雌性缺如雌性缺如在其他在其他XY雌性中发现雌性中发现SRY基因具有突变点和移码基因具有突变点和移码(frame shift)。

如如果果SRY 真的编码主要的睾丸决定因子，那么应期望它在睾丸真的编码主要的睾丸决定因子，那么应期望它在睾丸刚分化或分化期间直接在生殖嵴中起作用，这已在小鼠同源刚分化或分化期间直接在生殖嵴中起作用，这已在小鼠同源染色体的研究中得到证实染色体的研究中得到证实.小鼠的这个基因小鼠的这个基因(Sry)也与睾丸的出现有关也与睾丸的出现有关，它存在于，它存在于XX 雄性中，雄性中，而在而在XY雌性中缺如雌性中缺如Sry 基因在小鼠性腺刚分化为睾丸之前基因在小鼠性腺刚分化为睾丸之前或分化期间在未分化性腺的体细胞中表达，这是在小鼠胚胎或分化期间在未分化性腺的体细胞中表达，这是在小鼠胚胎中唯一看到这个基因表达的时间和地点中唯一看到这个基因表达的时间和地点Sry 是睾丸决定因子基因的最有效证据来自转基因小鼠是睾丸决定因子基因的最有效证据来自转基因小鼠(下图下图).如如果果Sry 对诱导睾丸形成起作用，那么将对诱导睾丸形成起作用，那么将Sry DNA插入一个正常插入一个正常XX小鼠的合子小鼠的合子,将引起将引起XX 小鼠形成睾丸小鼠形成睾丸.将包括将包括 Sry 基因的基因的DNA中中14000个碱基对取下显微注射到刚受精个碱基对取下显微注射到刚受精小鼠合子的原核中，注射了含有小鼠合子的原核中，注射了含有Sry 序列的小鼠胚胎发育出序列的小鼠胚胎发育出睾丸、雄性的附属器官和阴茎，但没有形成有功能的精子。

睾丸、雄性的附属器官和阴茎，但没有形成有功能的精子因为在因为在XXY小鼠和人类男性中小鼠和人类男性中2个个X染色体的存在将阻止精子的染色体的存在将阻止精子的形成因此有理由认为形成因此有理由认为 Sry/SRY是哺乳动物是哺乳动物Y染色体上主要的染色体上主要的睾丸决定基因睾丸决定基因三三. 在精巢决定中的常染色体基因在精巢决定中的常染色体基因Y染色体的睾丸决定基因是性别决定所必须，但对哺乳动物睾丸染色体的睾丸决定基因是性别决定所必须，但对哺乳动物睾丸发育还是不够的发育还是不够的对小鼠的研究显示，对小鼠的研究显示，Y染色体基因必须与常染色体的一些基因协染色体基因必须与常染色体的一些基因协调当家鼠在特殊的近亲杂交实验小鼠品系繁殖时调当家鼠在特殊的近亲杂交实验小鼠品系繁殖时(下右图下右图)，在在XY个体中卵巢组织发育，其中一半个体中卵巢组织发育，其中一半XY小鼠完全性别颠倒，小鼠完全性别颠倒，只有卵巢作为性腺只有卵巢作为性腺(C)；而另一半含有精巢和卵巢两种组织；而另一半含有精巢和卵巢两种组织(D)每个品系小鼠每个品系小鼠Y染色体的睾丸决定基因能与自己常染色染色体的睾丸决定基因能与自己常染色体的睾丸决定基因体的睾丸决定基因(Tda-1)协调协调，但不需要与其他品系协调。

但不需要与其他品系协调另一个常染色体性别决定基因是另一个常染色体性别决定基因是 T-相关性别颠倒相关性别颠倒(T-associated sex reversal, Tas) 基因基因， 它与家鼠它与家鼠17染色体上的染色体上的T/t 基因复合体隔离，基因复合体隔离， 它不同的等位基因发现于小鼠的不同近交系中它不同的等位基因发现于小鼠的不同近交系中人类除人类除Y染色体之外常染色体上的睾丸决定基因已被极少数染色体之外常染色体上的睾丸决定基因已被极少数XY，SRY+女性和女性和XX，SRY-男性所证明，有人假设存在一个男性所证明，有人假设存在一个Z基因，基因，它抑制睾丸分化，刺激卵巢形成它抑制睾丸分化，刺激卵巢形成(上左图上左图)四四. 动物的次级性别决定动物的次级性别决定性别表现型的激素调节性别表现型的激素调节初级性别决定没有形成完全的性别表现型，初级性别决定没有形成完全的性别表现型，次级性别决定涉及次级性别决定涉及睾丸或卵巢合成的激素引起性别表现型的发育睾丸或卵巢合成的激素引起性别表现型的发育次级性别决次级性别决定有两个主要的时间：一个在器官发生的胚胎期；一个发生定有两个主要的时间：一个在器官发生的胚胎期；一个发生在成年期。

若在胚胎期除去动物未分化的性腺，则出现雌性在成年期若在胚胎期除去动物未分化的性腺，则出现雌性表现型，缪勒氏管发育，而乌尔夫氏管退化表现型，缪勒氏管发育，而乌尔夫氏管退化雄性表现型的形成涉及睾丸激素的分泌雄性表现型的形成涉及睾丸激素的分泌: 一是抗缪勒氏管激素一是抗缪勒氏管激素(AMH)，支持细胞分泌，引起缪勒氏管退化；二是睾丸酮，支持细胞分泌，引起缪勒氏管退化；二是睾丸酮，间质细胞分泌，引起乌尔夫氏管分化这两种独立的男性化间质细胞分泌，引起乌尔夫氏管分化这两种独立的男性化(masculinization)系统是由患雄激素不敏感综合症病人证实的系统是由患雄激素不敏感综合症病人证实的因缺少睾丸酮受体蛋白，尽管是因缺少睾丸酮受体蛋白，尽管是XY个体，具有男性生殖器，但个体，具有男性生殖器，但呈雌性表现型呈雌性表现型AMH是是560个氨基酸组成糖蛋白，可使缪勒个氨基酸组成糖蛋白，可使缪勒氏管退化；氏管退化；乌尔夫氏管的分化对这种激素的作用有一个短暂乌尔夫氏管的分化对这种激素的作用有一个短暂的敏感期的敏感期(右图右图)，小鼠中好象小鼠中好象Sry直接激活直接激活AMH基因的转录基因的转录 中枢神经系统中枢神经系统次级性别决定最有争议的问题是性别特异行为的发育次级性别决定最有争议的问题是性别特异行为的发育.在在鸣禽中睾丸酮被认为是负责调节脑中雄性特异的神经元簇生长鸣禽中睾丸酮被认为是负责调节脑中雄性特异的神经元簇生长。

雄的金丝雀鸣声意味深长，雌鸟很少鸣叫鸣叫的能力受脑雄的金丝雀鸣声意味深长，雌鸟很少鸣叫鸣叫的能力受脑中中6个不同的神经元簇个不同的神经元簇(核团核团)的控制的控制(右上图右上图),靠近神经元见它们靠近神经元见它们彼此连接雄鸟中这些神经元簇比雌鸟的大几倍，雌鸟可能彼此连接雄鸟中这些神经元簇比雌鸟的大几倍，雌鸟可能完全缺少某一个簇完全缺少某一个簇.睾丸酮在产生鸣声中起重要作用睾丸酮在产生鸣声中起重要作用，其水平的季节变化与鸟的鸣叫，其水平的季节变化与鸟的鸣叫模式相关成年雄鸟阉割后鸣叫消失雌鸟可通过注射睾丸模式相关成年雄鸟阉割后鸣叫消失雌鸟可通过注射睾丸酮诱导发声鸣叫，脑中控制鸣叫的核团长大酮诱导发声鸣叫，脑中控制鸣叫的核团长大50-69%显然是显然是性激素在其中起重要作用性激素在其中起重要作用.睾丸酮不是唯一调节行为的类固醇，在哺乳动物脑中发现对雌激睾丸酮不是唯一调节行为的类固醇，在哺乳动物脑中发现对雌激素敏感的神经元素敏感的神经元, 这些神经元位于神经元回路的位置这些神经元位于神经元回路的位置(右下图右下图), 已已知它们可调节生殖行为知它们可调节生殖行为.第三节第三节 果蝇的性别决定果蝇的性别决定一一. 果蝇中染色体性别决定果蝇中染色体性别决定果蝇和哺乳动物都用性别决定的果蝇和哺乳动物都用性别决定的XX/XY系统，但其机制不同。

系统，但其机制不同在果蝇中在果蝇中性别决定是通过平衡性别决定是通过平衡X染色体上的雌性决定因子和常染染色体上的雌性决定因子和常染色体上的雄性决定因子实现色体上的雄性决定因子实现的在二倍体细胞的在二倍体细胞(1X:2A)中只有中只有1个个X染色体为雄性染色体为雄性；在；在2X:2A中中有两个有两个X染色体为雌性染色体为雌性；因此；因此XO果蝇是不育的果蝇是不育的.下右图表示下右图表示不同不同X染色体与常染色体比率产生不同的性别染色体与常染色体比率产生不同的性别.果蝇中可见雌雄嵌合体，这些动物一些区域是雄性，而其他区果蝇中可见雌雄嵌合体，这些动物一些区域是雄性，而其他区域为雌性域为雌性(下图下图)当一个当一个X染色体从胚胎的一个细胞核中失去后产生这种现象因染色体从胚胎的一个细胞核中失去后产生这种现象因为昆虫没有性激素控制为昆虫没有性激素控制, 每个细胞自己进行性别每个细胞自己进行性别“决定决定”XO细胞显示雄性特征，细胞显示雄性特征，XX细胞显示雌性特征在果蝇性别细胞显示雌性特征在果蝇性别决定中决定中Y染色体不起作用，只在晚期精子形成中有活性染色体不起作用，只在晚期精子形成中有活性有关果蝇性别决定理论必须解释有关果蝇性别决定理论必须解释X:A（常染色体）比率，有关（常染色体）比率，有关基因突变体的研究发现一系列基因在发育过程中参与了性别基因突变体的研究发现一系列基因在发育过程中参与了性别决定过程，其级联模型决定过程，其级联模型如下图示。

如下图示二二. 作为性别决定中枢的作为性别决定中枢的性别性别-致死致死 (sex-lethal, Sxl)基因基因对对X:A比率的解释比率的解释果蝇性别决定首先涉及辨认果蝇性别决定首先涉及辨认X:A比率比率，高比率激活雌性化开关基，高比率激活雌性化开关基因和因和Sxl，在低水平，在低水平(雄性雄性)Sxl 基因在发育早期保持失活基因在发育早期保持失活在在XX果蝇中果蝇中Sxl受精后受精后2小时被激活，转录的小时被激活，转录的mRNA存在存在2小时多，小时多，一旦激活，不管一旦激活，不管X:A比率变化它将继续存在比率变化它将继续存在早期早期Sxl功能对胚胎起始雌性发育途径和保持两个功能对胚胎起始雌性发育途径和保持两个X染色体合适水染色体合适水平的转录所必须平的转录所必须在那些那些Sxl 无功能的无功能的XX个体中，产生雄性个体中，产生雄性表现型表现型，X染色体转录更快在染色体转录更快在XX胚胎中这种胚胎中这种X染色体的过度染色体的过度刺激是致死的刺激是致死的Sxl 基因这种雌性特异的转录是基因这种雌性特异的转录是受受X染色体上的染色体上的“计数器计数器”成分成分刺激的刺激的，它组成，它组成X:A的的X部分，现已证实两个这样的计数器是部分，现已证实两个这样的计数器是X染色体基因染色体基因: 无姊妹无姊妹-a(sisterless-a，sis-a)和无姊妹和无姊妹-b(sis-b)。

具有这些基因的两个副本证明对具有这些基因的两个副本证明对XY胚胎是致死的在两个胚胎是致死的在两个sis位点一个副本同时缺失同样对雌性是致死的位点一个副本同时缺失同样对雌性是致死的维持维持Sxl 的功能的功能在在Sxl 转录发生后不久，性别转录发生后不久，性别-致死基因上的第二个启动子被激活，致死基因上的第二个启动子被激活，它在雄性和雌性中都转录但它在雄性和雌性中都转录但cDNA分析显示分析显示雄性和雌性小鼠雄性和雌性小鼠的的Sxl mRNA不同不同，这是不同，这是不同RNA加工的结果加工的结果雄性的雄性的Sxl mRNA没有功能，雌性的编码一个没有功能，雌性的编码一个354个氨基酸的蛋白个氨基酸的蛋白质质.雄性特异的雄性特异的Sxl 转录本在转录本在48个氨基酸后面有一个翻译终止密码个氨基酸后面有一个翻译终止密码(UGA), 其进入雄性特异其进入雄性特异mRNA的不同的不同mRNA加工过程加工过程如下图如下图.在雄性细胞核的转录本剪接成三个外显子，终止密码在中央外显在雄性细胞核的转录本剪接成三个外显子，终止密码在中央外显子中在雌性子中在雌性RNA加工只产生两个外显子加工只产生两个外显子,而雄性特异的中央而雄性特异的中央外显子现在被剪接掉，作为一个大的内含子，因此雌性特异外显子现在被剪接掉，作为一个大的内含子，因此雌性特异的的mRNA缺少终止密码。

缺少终止密码由雌性特异的由雌性特异的Sxl 转录转录本产生的蛋白质含本产生的蛋白质含有两个区域，它们有两个区域，它们对于结合对于结合 RNA是重是重要的，它有两个结要的，它有两个结合蛋白质靶区：合蛋白质靶区：一个是一个是Sxl 的前的前-mRNA，这是在激活事件发这是在激活事件发生后保持雌性路径生后保持雌性路径的机制；的机制；另一个是发育路径中的另一个是发育路径中的下一个基因，性别下一个基因，性别转换基因转换基因三三. 性别转换性别转换(transformer, tra)基因基因Sxl 基因通过控制性别转换基因基因通过控制性别转换基因(tra)转录本的加工调节体细胞的转录本的加工调节体细胞的性别决定性别决定. tra可选择地拼接于雄性或雌性可选择地拼接于雄性或雌性.存在一种雌性特异的存在一种雌性特异的mRNA，还在雌性和雄性中发现一种非特，还在雌性和雄性中发现一种非特异的异的mRNA非特异的非特异的tra mRNA的第二个外显子含有一个早期信使的终止密的第二个外显子含有一个早期信使的终止密码码，使蛋白质成为无功能的使蛋白质成为无功能的这个外显子在雌性特异信使中并不被利用这个外显子在雌性特异信使中并不被利用(下图下图)。

这是因为由这是因为由Sxl 基因形成的雌性特异的蛋白质在性别转换基因前基因形成的雌性特异的蛋白质在性别转换基因前-mRNA中雌中雌性特异的性特异的3拼接位点，引起它们加工拼接除去第二个外显子拼接位点，引起它们加工拼接除去第二个外显子如果雌性特异的转录本在如果雌性特异的转录本在XY果蝇中产生，这些果蝇变为雌性，果蝇中产生，这些果蝇变为雌性，非特异的转录本对雌性和雄性而者都没有影响非特异的转录本对雌性和雄性而者都没有影响雌性特异的雌性特异的tra产物与产物与tra-2协作帮助产生雌性表现型协作帮助产生雌性表现型tra-2对雄性的性别决定并不是必须的对雄性的性别决定并不是必须的tra-2基因只有在有雌性基因只有在有雌性特异的特异的tra蛋白存在时能结合双性基因的转录本蛋白存在时能结合双性基因的转录本四四. 性别决定的开关基因性别决定的开关基因双性基因双性基因(doublesex gene, dsx gene)dsx在雄性和雌性中都是有活性的在雄性和雌性中都是有活性的, 但它们的初级转录本是以性但它们的初级转录本是以性别特异的方式加工的雄性和雌性的转录本的前别特异的方式加工的雄性和雌性的转录本的前3个外显子完个外显子完全相同。

雌性特异转录本的一个外显子是雄性特异的信使中全相同雌性特异转录本的一个外显子是雄性特异的信使中不翻译的不翻译的3末端选择的加工是性别转换基因的结果选择的加工是性别转换基因的结果(图图)tra-2和雌性特异的和雌性特异的tra-1蛋白质特异地结合于靠近蛋白质特异地结合于靠近 dsx前前mRNA雌性特异的雌性特异的3拼接位点拼接位点一个一个DNA序列，它们给这个位点加入非特异的拼接因子序列，它们给这个位点加入非特异的拼接因子.如果没产生如果没产生tra，双性基因转录本以雄性特异的方式拼接，双性基因转录本以雄性特异的方式拼接利用下游的下游的3拼接位点，形成雄性特异的转录本，编码一种活性拼接位点，形成雄性特异的转录本，编码一种活性蛋白质，它抑制雌性的特征，促进雄性的特性蛋白质，它抑制雌性的特征，促进雄性的特性如果性别转换基因产生有活性的，雌性特异的蛋白质则完成不如果性别转换基因产生有活性的，雌性特异的蛋白质则完成不同类型的加工同类型的加工性别转换基因蛋白质结合于雌性特异的外显性别转换基因蛋白质结合于雌性特异的外显子内的序列，并激活雌性特异的子内的序列，并激活雌性特异的 3拼接位点拼接位点(这种选择将阻断这种选择将阻断雄性特异的雄性特异的3结合位点结合位点)。

另外一个不用的雌性特异另外一个不用的雌性特异3结合位结合位点的这种激活产生一个编码雌性特异的转录本的点的这种激活产生一个编码雌性特异的转录本的mRNA，它，它抑制雄性的发育抑制雄性的发育.双性基因蛋白质的功能在果蝇生殖腺的形成中可以看到果蝇双性基因蛋白质的功能在果蝇生殖腺的形成中可以看到果蝇雄性和雌性的生殖器来自分离的细胞群雄性和雌性的生殖器来自分离的细胞群 在雄性在雄性(XY)果蝇中，雌性的原基被抑制，雄性的原基分化为成果蝇中，雌性的原基被抑制，雄性的原基分化为成体的生殖结构体的生殖结构在雌性在雌性(XX)果蝇中，雄性的原基被抑制，而雌性的原基分化果蝇中，雄性的原基被抑制，而雌性的原基分化如果缺少双性基因如果缺少双性基因(因此没有一个转录本形成因此没有一个转录本形成)，雄性和雌性原基都雄性和雌性原基都发育，产生中性的生殖器所以性别特异的双性基因转录本发育，产生中性的生殖器所以性别特异的双性基因转录本的一个作用是积极地抑制不合适生殖器的发育的一个作用是积极地抑制不合适生殖器的发育 第四节第四节 雌雄同体雌雄同体一一. 线虫的雌雄同体线虫的雌雄同体秀丽线虫最有趣的问题之一是它的雌雄同体在一个具有雌雄秀丽线虫最有趣的问题之一是它的雌雄同体。

在一个具有雌雄性别系统的有机体中怎么可能发生这种情况呢？哪些基因发性别系统的有机体中怎么可能发生这种情况呢？哪些基因发生了变化？是否存在可被利用的其他解决办法？生了变化？是否存在可被利用的其他解决办法？秀丽线虫具有两种性别类型秀丽线虫具有两种性别类型: 雌雄同体雌雄同体(hermaphroditism)和雄性雌雄同体幼虫产生精子储存在生殖道；成体卵巢产生卵子到达雌雄同体幼虫产生精子储存在生殖道；成体卵巢产生卵子到达子宫时自体受精，产生更多的雌雄同体和子宫时自体受精，产生更多的雌雄同体和0.2%的雄性雄性与雌雄同体交配产生的后代雄性和雌雄同体各半雄性与雌雄同体交配产生的后代雄性和雌雄同体各半雌雄同体是雌雄同体是XX, 雄性是雄性是XO性别决定是由性别决定是由X染色体与常染色体染色体与常染色体比率决定的可能有比率决定的可能有3个基因对性别决定有功能：其中个基因对性别决定有功能：其中tra基基因对雌雄同体是必须的因对雌雄同体是必须的；另一些如；另一些如her和和fem基因对雄性表现基因对雄性表现型的形成是必须的型的形成是必须的纯合突变体的纯合突变体的tra基因将基因将XX个体转变为雄个体转变为雄性；而突变体性；而突变体her和和fem将雄性转变为雌雄同体。

通过创造携将雄性转变为雌雄同体通过创造携带这些突变的不同结合，能产生这种发育途径的模式带这些突变的不同结合，能产生这种发育途径的模式(下图下图).在在正常发育中这些基因可能编码细胞间信号途径的蛋白质正常发育中这些基因可能编码细胞间信号途径的蛋白质.二二. 鱼类中的雌雄同体鱼类中的雌雄同体雌雄同体在蠕虫和昆虫中比较普遍雌雄同体在蠕虫和昆虫中比较普遍鸟类和哺乳类雌雄同体是一种病理状态，它引起不育鸟类和哺乳类雌雄同体是一种病理状态，它引起不育.脊椎动物脊椎动物中最普遍的雌雄同体是鱼类，它们显示几种类型的雌雄同体中最普遍的雌雄同体是鱼类，它们显示几种类型的雌雄同体一些鱼类是雌雄异体一些鱼类是雌雄异体(gonochoristic)，即具有染色体上确定的性别，即具有染色体上确定的性别，或是雄性，或是雌性或是雄性，或是雌性有些雌雄同体鱼类是同步的有些雌雄同体鱼类是同步的，其精巢和卵巢同时存在，精子和卵，其精巢和卵巢同时存在，精子和卵子同时产生在自然条件或鱼缸中，这些鱼形成排卵对子同时产生在自然条件或鱼缸中，这些鱼形成排卵对(spawning pairs)，一条鱼产卵后不久，另一条鱼使其受精此后，一条鱼产卵后不久，另一条鱼使其受精。

此后，两条鱼颠倒它们的作用两条鱼颠倒它们的作用在在另一些雌雄同体的种类中，在发育过程中动物经历了遗传上程另一些雌雄同体的种类中，在发育过程中动物经历了遗传上程序化的性别变化其性腺是二形的序化的性别变化其性腺是二形的，具有雌性和雄性两个区，具有雌性和雄性两个区域，在生命的一个时期，其中一个是主要的在雌性先熟域，在生命的一个时期，其中一个是主要的在雌性先熟(protogynous)的雌雄同体中，动物以雌性开始它们的生活的雌雄同体中，动物以雌性开始它们的生活,后来后来变为雄性；在雄性先熟变为雄性；在雄性先熟(protandrous),首先精巢占优势首先精巢占优势, 在转变期在转变期精巢和卵巢都存在，此后卵巢占优势精巢和卵巢都存在，此后卵巢占优势第五节第五节 环境性别决定环境性别决定一一. 爬行类依赖温度的性别决定爬行类依赖温度的性别决定爬行类在发育的一定时期爬行类在发育的一定时期卵的温度决定性别卵的温度决定性别，温度的微小变化能，温度的微小变化能引起性别比率发生重大变化引起性别比率发生重大变化.通常在较低温度通常在较低温度(22-27)孵化的孵化的卵产生一种性别卵产生一种性别, 在较高温度在较高温度(30)孵化的卵产生另一种性别。

孵化的卵产生另一种性别只有一个小的温度范围允许从一窝卵中孵化出雄性和雌性只有一个小的温度范围允许从一窝卵中孵化出雄性和雌性下图示蜥蜴和龟类突然变温诱导性别比率的变化下图示蜥蜴和龟类突然变温诱导性别比率的变化二二. 依赖位置的性别决定依赖位置的性别决定缢的性别缢的性别决定取决于幼虫固着的地点决定取决于幼虫固着的地点: 幼虫固着于石头表面将变幼虫固着于石头表面将变为雌性；固着于雌性的管状鼻上将变为雄性在正常海水和为雌性；固着于雌性的管状鼻上将变为雄性在正常海水和加入管状鼻碎片的海水中性别比率变化加入管状鼻碎片的海水中性别比率变化如下图示如下图示拖鞋样蜗牛许多个体堆积在一起，于雌性接触的将变为雄性，分拖鞋样蜗牛许多个体堆积在一起，于雌性接触的将变为雄性，分开后将变为雌性但变成雌性的个体再也不能转变成雄性开后将变为雌性但变成雌性的个体再也不能转变成雄性。