种系决定(germ line /cell determination)与性别决定是多细胞生物性状发育的重要组成部分,也是有性生殖过程的两个重要步骤,直接关系到个体甚至物种的遗传特征在世代间或群体中的传递。

在多细胞生物胚胎发育过程中,种质细胞 (即生殖细胞) 的决定与分化属于种系决定,性腺(即生殖腺)的发育以及其他与性别相关的性状的分化则属于性别决定,后者通常与性染色体密切相关。从遗传控制的角度来看,这两种发育现象都属于**二元命运决定(binary fate decision)**的细胞分化方式。作为一种发育现象,种系决定、性别决定与胚胎极性的决定在发育与分化的分子机制上具有相似之处,如同样有转录因子的参与,同样有级联反应式的调控层次等

线虫种质细胞的决定

线虫种质细胞的决定物质为P颗粒 —— 一种核糖核蛋白复合体(含转录抑制因子、RNA结合蛋白和翻译调控因子等)。

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受精前,P颗粒在卵母细胞质中均匀分布。精子进入决定了未来胚胎的后端→微丝网络重建→P颗粒集中到受精卵胞质的后端Po→后端在受精卵第一次不对称分裂后形成P1细胞(存在P颗粒)。P1细胞不对称分裂→形成一个较大的位于前端的细胞,和一个较小的位于后端的细胞P2。P颗粒由于集中在后端而留在P2细胞中。随后的两次细胞不对称分裂,P颗粒按同样的方式进入P3 和P4细胞。最终P4细胞成为种质细胞,其他所有细胞则成为体细胞

果蝇种质细胞的决定

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果蝇种质细胞的决定物质为极性颗粒,光学显微镜下为致密颗粒。在雌蝇卵母细胞形成过程中,极性颗粒因微管的锚定作用集中在卵母细胞的后端,并在早期胚胎发育过程中始终保持这种定位。果蝇受精卵的前13次有丝分裂只是核分裂,使早期胚胎成为一个合胞体(syncytium)。在第9次核分裂时,一些细胞核迁移到极性颗粒聚集的后端。合胞体的细胞质膜内陷包裹住这些细胞核,形成完整的细胞结构,称为极细胞(pole cell)。

细胞核附近的极性颗粒也同时被包裹到新形成的细胞的胞质中。极细胞是果蝇胚胎中最早形成的单核细胞,它们将发育成果蝇的种质细胞