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Cuando la diferenciación sexual depende de la presencia de cromosomas sexuales, ésta puede deberse a la herencia de una sola copia de información. Si esa única copia determina el sexo masculino a ese cromosoma se le llama Y y su par es el X. Si la información que es única determina el sexo femenino, como ocurre en las aves y mariposas, al cromosoma se le denomina W y su par es el Z.

En mamíferos el sexo está determinado por la presencia de cromosomas sexuales, el X y el Y. El cromosoma Y tiene su origen en genes que influyen en la fecundidad y diferenciación del macho. Durante la meiosis los cromosomas X e Y se alinean por los extremos, e intercambian información entre ciertas regiones, pero hay tres características diferentes en el Y:

Tiene un tamaño mucho menor.
Presenta en múltiples copias un gen SRY (Sex-determining region Y) cuyo producto regula la formación de los testículos.
Tiene una región que es no recombinante con el X.

Según Jegalian y Lahn, el estudio de los cromosomas sexuales y la secuencia de sus pares de bases (pb) indica que una mutación inicial en uno de los cromosomas de un sólo par de autosomas fue el origen común del par de cromosomas sexuales. Hay indicios de que procesos de mutación y translocación deben haber originado su diferenciación desde monotremas a mamíferos. Hace entre 300 millones de años (m.a.) se dieron cambios drásticos, posiblemente inversiones Imagen, en el cromosoma que ahora es el Y, con efectos compensados en el cromosoma X. La mutación provocó la diferenciación sexual ligada a los cambios, que fue heredada y seleccionada positivamente. La secuencia de pb en ambos cromosomas, indica que la mitad de los genes operacionales del Y tiene su equivalente en el X. Se deduce que estos genes están conservados evolutivamente. Imagen.

Jegalian y Lahn proponen que la pérdida de genes en los bloques no recombinantes del Y, pudo originar que se duplicara la actividad de los genes equivalentes en el X y al mismo tiempo un exceso de producción de proteínas en él. Se ha demostrado que mediante un mecanismo denominado compensación de dosis, los genes de uno de los cromosomas X, que están en doble juego en los embriones de hembras de mamíferos, se inactivan aleatoriamente (corpúsculo de Barr). Pero, se ha comprobado que los genes que están en juego sencillo en el X no se inactivan, ni tampoco los que en el Y son activos, así en las hembras los niveles de proteínas son equivalentes a las de los machos. Estos cambios de posición pueden demostrarse al microscopio de fluorescencia hibridizando una sonda de DNA que lleve la secuencia que interesa localizar en el o los cromosomas Imagen.