Chromosom Y znika – co więc dzieje się z mężczyznami?

Chromosom Y znika – co więc dzieje się z mężczyznami?

Darren Griffin z Uniwersytetu w Kent i Peter Ellis z Uniwersytetu w Kent

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-box-3-0-asloaded{max-width:468px!important;max-height:60px!important;}}

Chromosom Y może być symbolem męskości, ale staje się coraz bardziej jasne, że nie jest on silny i stabilny. Chociaż zawiera gen „głównego przełącznika” SRY, który określa, czy zarodek rozwija się jako męski (XY), czy żeński (XX), zawiera bardzo niewiele innych genów i jest jedynym chromosomem, który nie jest niezbędny do życia. W końcu kobiety radzą sobie bez niego całkiem nieźle.

Ponadto chromosom Y ulega szybkiej degeneracji, tak że kobiety mają dwa całkowicie normalne chromosomy X, a mężczyźni tylko jeden. Może to wydawać się długim okresem czasu, ale tak nie jest, jeśli weźmie się pod uwagę, że życie istnieje na Ziemi od 3,5 miliarda lat.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-medrectangle-3-0-asloaded{max-width:580px!important;max-height:400px!important;}}

Chromosom Y nie zawsze był taki. Jeśli cofniemy zegar do 166 milionów lat temu, do pierwszych ssaków, sytuacja będzie zupełnie inna. Wczesny chromosom „proto-Y” miał pierwotnie tę samą wielkość co chromosom X i zawierał te same geny. Jednakże chromosomy Y mają zasadniczą wadę. W przeciwieństwie do wszystkich innych chromosomów, których mamy dwie kopie w każdej komórce, chromosomy Y występują zawsze tylko w jednej kopii i są przekazywane z ojca na syna.

Oznacza to, że geny na chromosomie Y nie mogą podlegać rekombinacji genetycznej, „mieszaniu” genów, które zachodzi w każdym pokoleniu i pomaga wyeliminować szkodliwe mutacje genów. Bez korzyści płynących z rekombinacji geny chromosomu Y z czasem ulegają degeneracji i ostatecznie zostają utracone z genomu.

Chromosom Y na czerwono, obok znacznie większego chromosomu X.
Narodowy Instytut Badań nad Ludzkim Genomem

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-medrectangle-4-0-asloaded{max-width:580px!important;max-height:400px!important;}}

Mimo to ostatnie badania wykazały, że w chromosomie Y wykształcił się kilka całkiem atrakcyjnych mechanizmów „hamowania” i spowalniania utraty genów do punktu, w którym może się ona zatrzymać.

Na przykład w niedawnym duńskim badaniu opublikowanym w PLoS Genetics zsekwencjonowano części chromosomu Y od 62 różnych mężczyzn i stwierdzono, że jest on podatny na zmiany strukturalne na dużą skalę, które umożliwiają „wzmacnianie genów” – nabycie wielu kopii genów, które sprzyjają zdrowiu, poprawiają funkcjonowanie plemników i łagodzą utratę genów.@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-large-leaderboard-2-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

Badanie wykazało również, że na chromosomie Y wykształciły się niezwykłe struktury zwane „palindromami” (sekwencje DNA czytane do przodu i do tyłu – jak słowo „kajak”), które chronią go przed dalszą degradacją. Odnotowali wysoki wskaźnik „zdarzeń konwersji genów” w sekwencjach palindromowych na chromosomie Y – zasadniczo proces „kopiuj i wklej”, który umożliwia naprawę uszkodzonych genów przy użyciu nieuszkodzonej kopii zapasowej jako szablonu.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-box-4-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

Patrząc na inne gatunki (chromosomy Y występują u ssaków i niektórych innych gatunków), istnieje coraz więcej dowodów na to, że amplifikacja genu chromosomu Y jest ogólną zasadą. Te amplifikowane geny odgrywają kluczową rolę w produkcji plemników i (przynajmniej u gryzoni) w regulowaniu proporcji płci u potomstwa. Niedawno badacze z Molecular Biology and Evolution przedstawili dowody na to, że ten wzrost liczby kopii genów u myszy jest wynikiem doboru naturalnego.

Jeśli chodzi o kwestię, czy chromosom Y rzeczywiście zniknie, środowisko naukowe, podobnie jak ma to miejsce obecnie w Wielkiej Brytanii, dzieli się na „odchodzących” i „pozostających”. Ta ostatnia grupa twierdzi, że ich mechanizmy obronne radzą sobie znakomicie i uratowały chromosom Y. Ale przegrani twierdzą, że po prostu pozwalają, aby chromosom Y trzymał się paznokci, zanim w końcu spadnie z urwiska. Dlatego debata trwa.

Czołowa zwolenniczka argumentu za urlopem, Jenny Graves z Uniwersytetu La Trobe w Australii, twierdzi, że jeśli spojrzeć na to z perspektywy długoterminowej, chromosomy Y są nieuchronnie skazane na zagładę – nawet jeśli czasami trwają nieco dłużej, niż oczekiwano. W artykule z 2016 roku wskazuje, że japońskie szczury kolczaste i nornice całkowicie utraciły chromosomy Y i argumentuje, że proces utraty lub tworzenia genów na chromosomie Y nieuchronnie prowadzi do problemów z płodnością. To z kolei może ostatecznie doprowadzić do powstania zupełnie nowych gatunków.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-banner-1-0-asloaded{max-width:300px!important;max-height:250px!important;}}

Upadek mężczyzn?

Jak przekonujemy w rozdziale nowego e-booka, zanik chromosomu Y u ludzi niekoniecznie oznacza, że ​​sami mężczyźni będą w drodze. Nawet u tych gatunków, które faktycznie całkowicie utraciły chromosomy Y, do reprodukcji niezbędne są zarówno samce, jak i samice.

W takich przypadkach gen „głównego przełącznika” SRY, który określa męskość genetyczną, jest przenoszony na inny chromosom, co oznacza, że ​​gatunki te produkują samce bez potrzeby posiadania chromosomu Y. Jednakże nowy chromosom determinujący płeć – ten, do którego przechodzi SRY – powinien ponownie rozpocząć proces degeneracji z powodu tego samego braku rekombinacji, który skazał na zagładę poprzedni chromosom Y.

Jednakże interesującą rzeczą w przypadku ludzi jest to, że chociaż chromosom Y jest niezbędny do normalnej reprodukcji człowieka, wiele genów, które zawiera, nie jest koniecznych, gdy stosuje się techniki wspomaganego rozrodu. Oznacza to, że inżynieria genetyczna będzie mogła wkrótce zastąpić funkcję genu chromosomu Y i dać parom tej samej płci lub niepłodnym mężczyznom możliwość zajścia w ciążę. Ale nawet gdyby każdemu udało się zajść w ciążę w ten sposób, jest bardzo mało prawdopodobne, aby płodne osoby po prostu przestały się rozmnażać w sposób naturalny.

Twoje włosy siwieją:

Włącz JavaScript

Twoje włosy siwieją:

Chociaż jest to ciekawy i gorąco dyskutowany obszar badań genetycznych, nie ma się czym martwić. Nie wiemy nawet, czy chromosom Y w ogóle zniknie. A nawet jeśli tak się stanie, jak pokazaliśmy, najprawdopodobniej nadal będziemy potrzebować mężczyzn, aby móc kontynuować normalną reprodukcję.

W rzeczywistości perspektywa systemu przypominającego „zwierzęta hodowlane”, w którym kilku „szczęśliwców” zostanie wybranych na ojcach większości naszych dzieci, z pewnością nie wchodzi w grę. W każdym razie w ciągu następnych 4,6 miliona lat pojawią się znacznie pilniejsze obawy.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-leader-1-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

Darren Griffin, profesor genetyki, Uniwersytet w Kent i Peter Ellis, wykładowca biologii molekularnej i reprodukcji, Uniwersytet w Kent

Ten artykuł został ponownie opublikowany w The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.

Źródła: