Aula de determinação sexual :)

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM
ZOOTECNIA
TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO
DETERMINAÇÃO E
DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
Doutorando: Rodrigo Vasconcelos de Oliveira
Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Moura

2. DESENVOLVIMENTO SEXUAL
XY
Fatores Receptores
Genes Hormônios
trancriptacionais hormonais
XX

3. DETERMINAÇÃO SEXUAL
• Em mamíferos é
definida pela
constituição
cromossômica sexual
do zigoto.
cromossômica
gonadal
fenotípica

4. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
• É o processo de desenvolvimento das
diferenças entre machos e fêmeas a partir
de zigoto indiferenciado.
cromossomos sexuais
genes
gônadas
genitália externa
hormônios
comportamento

5. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL
• Primária
– Gonadas
• Secundária
– Genitália externa, Comportamento

6. Embriologia
mesonéfron
Crista
gonadal
mesentério
D. Muller
D. Wolff
Crista
Mesentério Reto gonadal Intestino
Alantóide Cordão
nefrogênico

7. Fig 1. Esquema da diferenciação sexual
ovário Genitália interna
DAX-1 feminina
WNT4a Folículo
C. foliculares
C. tecais (E2)
SF-1 D. Paramesonéfrico
Crista Gônada
(Muller)
Gonadal bipotencial
WT1
SRY Seio
C. Sertoli AMH x Urogenital
SF-1
SRY C. Leydig T4 DHT
SOX-9 Pênis
testículo próstata
D. Mesonéfrico Genitália interna
Wilhelm et al., 2007 (Wolff) masculina)

8. GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene SRY (Sex-determining Region of
Y Chromossome)
– Cromossomo Y (braço curto)
– 1 éxon => ptn SRY (204 aa)
– Ptn SRY
• Domínio central de ligação ao DNA (HMG box)
Agente indutor da determinação sexual
masculina
Koopman et al. 1991 Werner et al., 1995

9. GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Locus DSS (Dosage Sensitive Sex
Reversal)
– Gene DAX1 (gene 1 da região crítica DSS)
• Cromossomo X
• 2 exons: Ptn DAX-1 (470 aa)
– Superfamília dos receptores nucleares
• Interage com receptor de E2
– Desenvolvimento do ovário

10. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene SF-1 (Gene do fator
esteroidogênico 1)
– Cromossomo 9
– 7 exons: Ptn SF-1 (461 aa)
• Superfamília dos receptores nucleares
– Regulador da função endócrina no H-H-G.
– Expresso em momentos cruciais:
• Gônada bipotencial antes da determinação
testicular
• Células de Sertoli regulando a expressão do
gene do hormônio anti-mülleriano (HAM)
• Células de Leydig regulando a produção dos
hormônios esteróides. Luo et al., 1994

11. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene WT1 (Gene supressor do tumor de
Wilm’s)
– Cromossomo 11
– 10 exons (2 alt. 5 e 7): + isoformas => ≠ gens
– Ptn WT1: fator de transcrição (+ ou -)
– Desenvolvimento renal e gonadal precoce
Luo et al., 1994; Wilhelm & Englert, 2001

12. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene SOX-9 (Gene HMG box
relacionado ao SRY 9)
– Cromossomo 17
– 3 exons => Ptn SOX-9 509 aa
• Fator transcriptacional (Família dos
genes SOX)
• HMG box ≈ PTN SRY
– Testículos em desenvolvimento (Cels.
De Sertoli)
– Regulado: SRY e DAX-1 (Locus DSS)
MANSUR et al., 1994; Kent et al., 1996

13. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene WNT4 (Wingless-type mouse
mammary tumor virus integration site
member 4)
– Cromossomo 1
– 5 exons => Ptn 193 aa
• Glicoproteína sinalizadora extracelular
– Desenvolvimento do ovário e Ductos de
Muller
VAINIO et al., 1999

14. Fig 1. Esquema da diferenciação sexual em
mamíferos
ovário Genitália interna
DAX-1 feminina
WNT4a Folículo
C. foliculares
C. tecais (E2)
SF-1 D. Paramesonéfrico
Crista Gônada
(Muller)
Gonadal bipotencial
WT1
SRY Seio
C. Sertoli AMH x Urogenital
SF-1
SRY C. Leydig T4 DHT
SOX-9 Pênis
testículo próstata
D. Mesonéfrico Genitália interna
Wilhelm et al., 2007 (Wolff) masculina)

15. Fig 2. Expressão gênica durante a diferenciação
sexual de ratos machos e fêmeas.
Swain, A. & Lovell-Badge, R. (2009)

16. Fig 3. Consequências do fenômeno de “crossing
over” entre cromossomos sexuais X e Y.
HAQQ, C.M. & DONAHOE, P.K. (1998)

17. Fig 4. Secção transversal em embrião
evidenciando o sistema genito-urinário.
Crista
genital
Intestino
Crista
genital
Cordão
nefrogênico

18. Fig 5. Desenvolvimento das gônadas bipotenciais
representado em secção transversal
D. Wolff C.G.P. D. Wolff C.G.P. Aorta
Túbulo
mesonéfrico Túbulo
mesonéfrico
Mesênquima.
Mesentério D. Muller Mesentério
Epitélio celômico Proliferação do
da Crista Genital epitélio celômico

19. Fig 6. Diferenciação das gônadas bipotenciais no
macho (esquerda) e na fêmea (direita)
representada em secção transversal.
MACHO FÊMEA
D. Wolff D. Wolff
C.G.P. C.G.P.
D. Muller D. Muller
Túbulo mesonéfrico
Túbulo mesonéfrico Epitélio
Epitélio celômico
Cordões celômico
Degeneração :
gonadais
cordões gonadais

20. Fig 7. Diferenciação das gônadas no macho
(esquerda) e na fêmea (direita) representada em
secção transversal.
MACHO FÊMEA
Desenvolvimento C.G.P. D. Wolff Oôgonia
D. Wolff
D. Muller D. Muller
Tûnica Mesotélio
albugínea Túbulo mesonéfrico ovariano
Túbulo mesonéfrico
Cordões testiculares Cordões gonadais degenerados

21. Fig 8. Diferenciação das gônadas no macho
(esquerda) e na fêmea (direita) representada em
secção transversal.
MACHO Atrofia FÊMEA
Folículo
C.G.P. D. Wolff primordial
D. Wolff
Atrofia
Tûnica D. Muller Cordões Mesótélio
D.Muller
albugínea gonadais ovariano
degenerados
Tubulos Cordões
mesonéfricos testiculares

22. Origem embrionária das células testiculares e
ovarianas
Céls. Germinativas Primordiais
MACHO Espermatogônia Oôgonia FÊMEA
Epitélio celômico
Cels. Sertoli Céls. Granulosa
Céls. Mesênquimais
Céls. Leydig Céls. Teca
Levy et al., 2006

23. Fig 9. Diferenciação gonadal no macho
representada em corte transversal
MACHO MACHO
C.G.P. rodeada C. Sertoli
Rete testis Canais eferentes
Epidídimo
D. Wolff
Ducto
deferente
Tûnica
Tubulos albugínea Tubulos
mesonéfricos seminíferos
Tubulos
seminíferos

24. Fig. 10. Organização das Células de Sertoli
(verde) e Células Germinativas Primordiais
(vermelho) durante a da diferenciação testicular.
Frojdman et al., 1992

25. Fig.11. Organização das Células da granulosa e
Células Germinativas Primordiais durante a da
diferenciação ovariana

26. Tab 1. Cronologia da diferenciação das gônadas
em ratos, bovinos e seres humanos.
Eventos Estágio do desenvolvimento
(dias)
Rato Bovino Humano
Migração das cels. 11 30 20
Germinativas (M/F)
Diferenciação dos cordões 14 40 50
seminíferos (M)
Diferenciação das cels. 15 45 55
Leydig (M)
Início da Profase 1 (F) 17 70 65
Início da Foliculogênese (F) 1-2 pós-natal 90 100

27. Tab 2. Cronologia da oogênese e da
foliculogênese em ovários de fetos bovinos e
ovinos.
Estágio do desenvolvimento (dias)
Eventos Bovino Ovino
Surgimento folículos primordiais 130 90
Surgimento folículos primários 140 95
Surgimento folículos primários 210 105
Surgimento folículos secundários 240 150
Surgimento folículos terciários 280 150
Russe, I. 1983

28. DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO TRATO
GENITAL NO MACHO
• Depende de 3 hormônios:
– Hormônio antimulleriano (HAM)
– Andrógenos:
• Testosterona:
– Desenvolvimento do D. Wolff => Genitália Interna
• Dihidrotestosterona:
– Genitália externa: pênis, bolsa escrotal
– Insl3 ( Fator 3 Tipo Insulina)
• Cromossomo 19
• Cels. Leydig
• Descida testicular

29. HORMÔNIO ANTI-MULLERIANO
• Glicoproteína da Superfamília do TGFβ
– (fator transformador de crescimento-β)
• Cromossomo 19
• Gene 5 exons (região promotora : SF-1(WT-1),
SRY e SOX-9): 560 aa
• Células de Sertoli
• Regressão dos D. de Muller, descida testicular e
regula produção andrógenos (- expressão de
genes de enzimas da síntese da T4)
Nacthigal et al., 1998

30. HORMÔNIO ANTI-MULLERIANO
• Receptor para HAM
– receptores de membrana
treonina/serinaquinase tipo I e II
– Receptor HAM tipo II (D. de Muller)
• Cromossomo 12
• 11 exons
Nacthigal et al., 1998

31. Fig.12. Desenvolvimento embrionário do trato
genital no macho e na fêmea.
MACHO Ducto Wolff Ducto Muller FÊMEA
Testosterona
HAM

32. AÇÃO DA TESTOSTERONA NA
DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO MACHO
5α redutase Genitália
T4 DHT externa
Genitália interna
Testosterona e características
T4 sexuais
(T4)
secundárias
(pós-natais)
Aromatase Hipotálamo
T4 E2
Femea ?
α-fetoproteína

33. Fig. 13 Diferenciação dos genitais internos
no macho e na fêmea representada em
secção longitudinal.
Alantóide
Tubérculo genital Seio Urogenital
Cloaca
MACHO FÊMEA
Testosterona
Bexiga
Canal utero-vaginal
Bexiga
Seio
Porção Urovaginal
pélvica
Porção
fálica
Reto
Reto
Períneo

34. Fig. 14. Diferenciação dos genitais internos
no macho e na fêmea representada em
secção longitudinal.
MACHO FÊMEA
Testosterona
Útero
Ureter
Úraco Cérvice
Vagina
Bexiga D.deferente
Uretra
prostática Reto
Uretra V. seminal
Períneo
Reto
Bulbo-uretral

35. Fig. 15. Desenvolvimento embrionário dos
genitais externos
Ânus
Períneo
Intumescência
Prega Membrana genital
Prega
cloacal cloacal uretrall
Orifício
urogenital
Tubérculo genital Tubérculo genital

36. Fig. 16. Desenvolvimento embrionário dos
genitais externos
MACHO FÊMEA
Dihidrotestosterona
Grandes Ânus Períneo
Períneo lábios
vulvares
Bolsa Hímen
Escrotal Pequenos
lábios
vulvares Óstio
uretral
Glânde Clitóris
Meato urinário
Orifício
urogenital

37. Fig. 17. Regiões dependentes de testosterona e
diidrotestosterona no sistema genital do macho.
Testosterona
Dihidrotestosterona

38. Descida testicular
Migração transabdominal Gen Insl3 HAM
Testículo T4
Cavidade Migração inguino-escrotal
peritonial
Pênis Ducto
deferente
Gubernáculo
testis
Canal inguinal
Zimmerman et al., 1999

39. Tab 3. Cronologia da diferenciação do trato
genital em ratos, bovinos e humanos.
Eventos Estágio do desenvolvimento
(dias)
Rato Bovino Humano
Regressão do D. Muller (M) 15 50 30
Masculinização da genitália 19 45 70
externa (M)
Vesículas seminais (M) 18 55 70
Regressão do D. Wolff (F) 18 70 65
Fim da migração testicular 20 140 95
(M)

40. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A elucidação da rede de gens e
proteínas potencialmente envolvidos na
determinação e diferenciação sexual, irá
promover avanços na compreensão dos
mecanismos moleculares de regulação
gênica bem como no diagnóstico e
tratamento de desordens intersexuais.

41. Rodrigo V. de Oliveira
oliveirarv@rocketmail.com

43. GENES DOS AUTOSSOMOS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Genes DMRT1 e DMRT2 (Doublesex and
Mab-3 Related Transcription Factor 1 and 2)
– Cromossomo 9
– proteínas com o núcleo de ligação ao DNA
(DM-relativo aos genes dsx e mab-3
Muroya et al., 2000

44. GENES DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS
ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO
GONADAL
• Gene ATR-X
– Cromossomo X
– 35 éxons => Ptn ATRX (NTP)
• Ligação homóloga da superfamilia helicase 2