Y-хромосома людини дегенерує, і наш організм намагається це зупинити

(Станіслав Мікульський/Shutterstock.com)

Y-хромосома може бути символом мужності, але стає дедалі очевиднішим, що вона зовсім не сильна та витривала.

Хоча воно несе в собі ген 'master switch', SRY, який визначає, чи буде ембріон розвиватися як чоловічий (XY) чи жіночий (XX), він містить дуже мало інших генів і є єдиною хромосомою, яка не потрібна для життя.

Зрештою, жінки чудово обходяться без нього.



Більше того, Y-хромосома швидко дегенерувала, залишаючи у жінок дві абсолютно нормальні Х-хромосоми, а у чоловіків — Х і зморщену Y. Якщо така сама швидкість дегенерації триватиме, Y-хромосома щойно Залишилося 4,6 мільйона років перш ніж він повністю зникне.

Це може здатися довгим, але це не так, якщо врахувати, що життя існує на Землі вже 3,5 мільярда років.

Y-хромосома не завжди була такою. Якщо перемотати годинник на 166 мільйонів років тому, до найперших ссавців, історія буде зовсім іншою.

Рання «прото-Y» хромосома спочатку була такого ж розміру, як Х-хромосома, і містила всі ті самі гени.

Однак Y-хромосоми мають фундаментальний недолік. На відміну від усіх інших хромосом, у кожній клітині яких є дві копії, Y-хромосоми завжди присутні лише в одній копії, яка передається від батьків до синів.

Це означає, що гени в Y-хромосомі не можуть піддаватися генетичній рекомбінації, «перемішуванню» генів, яке відбувається в кожному поколінні, що допомагає усунути шкідливі генні мутації.

Позбавлені переваг рекомбінації, гени Y-хромосоми з часом дегенерують і зрештою втрачаються з геному.

Незважаючи на це, нещодавні дослідження показали, що Y-хромосома розробила досить переконливі механізми, щоб «натиснути на гальма», уповільнивши швидкість втрати генів до можливої ​​зупинки.

Наприклад, нещодавнє датське дослідження опубліковано в Генетика PLoS , секвенував частини Y-хромосоми 62 різних чоловіків і виявив, що вона схильна до широкомасштабних структурних перебудов, що дозволяє «ампліфікацію генів» — придбання кількох копій генів, які сприяють здоровій функції сперми та пом’якшують втрату генів.

Дослідження також показало, що Y-хромосома розробила незвичайні структури, які називаються «паліндромами» (послідовності ДНК, які читаються вперед і назад, як слово «каяк»), які захищають її від подальшої деградації.

Вони зафіксували високу частоту «конверсії генів» у паліндромних послідовностях на Y-хромосомі – це, по суті, процес «копіювання та вставки», який дозволяє відновлювати пошкоджені гени, використовуючи непошкоджену резервну копію як шаблон.

Дивлячись на інші види (Y-хромосоми існують у ссавців та деяких інших видів), a зростаючий сукупність доказів свідчить про те, що ампліфікація гена Y-хромосоми є загальним принципом у всіх сферах.

Ці ампліфіковані гени відіграють вирішальну роль у виробництві сперми та (принаймні у гризунів) у регулюванні співвідношення статей потомства. Написання в Молекулярна біологія та еволюція нещодавно дослідники надали докази того, що збільшення кількості копій генів у мишей є результатом природного відбору.

Щодо питання про те, чи справді Y-хромосома зникне, наукове співтовариство, як зараз Великобританія, наразі розділено на тих, хто залишився, і тих, хто залишився.

Остання група стверджує, що його захисні механізми чудово справляються зі своїм завданням і врятували Y-хромосому. Але ті, хто залишив територію, кажуть, що все, що вони роблять, це дозволяють Y-хромосомі чіплятися за нігті, перш ніж зрештою впасти зі скелі. Тому дискусія триває.

Провідний прихильник аргументу про відпустку, Дженні Грейвз з університету Ла-Троб в Австралії, стверджує, що, якщо розглядати довгострокову перспективу, Y-хромосоми неминуче приречені – навіть якщо іноді вони тримаються трохи довше, ніж очікувалося.

У документі за 2016 рік вказує вона що Японські колючі щури і сліпа-полівка повністю втратили свої Y-хромосоми – і стверджує, що процеси втрати або створення генів у Y-хромосомі неминуче призводять до проблем із фертильністю.

Це, у свою чергу, може призвести до утворення абсолютно нових видів.

Загибель чоловіків?

Як ми стверджуємо в розділі a нова електронна книга , навіть якщо Y-хромосома у людей зникає, це не обов’язково означає, що самі чоловіки збираються зникнути.

Навіть у тих видів, які фактично повністю втратили свої Y-хромосоми, і самці, і самки все ще необхідні для розмноження.

У цих випадках ген SRY «master switch», який визначає генетичну чоловічість, перемістився в іншу хромосому, що означає, що ці види виробляють самців без потреби в Y-хромосомі.

Однак нова хромосома, що визначає стать – та, до якої переходить SRY – повинна почати процес дегенерації знову через ту саму відсутність рекомбінації, яка прирекла їхню попередню Y-хромосому.

Цікава річ про людей полягає в тому, що, хоча Y-хромосома потрібна для нормального відтворення людини, багато генів, які вона несе, не є необхідними, якщо ви використовуєте методи допоміжної репродукції.

Це означає, що генна інженерія незабаром може це зробити замінюють функцію гена Y-хромосоми , дозволяючи одностатевим парам жінок або безплідним чоловікам завагітніти.

Однак, навіть якби всім стало можливо завагітніти таким чином, здається дуже малоймовірним, що фертильні люди просто перестануть розмножуватися природним шляхом.

Незважаючи на те, що це цікава та гаряче обговорювана область генетичних досліджень, хвилюватися не варто.

Ми навіть не знаємо, чи зникне Y-хромосома взагалі. І, як ми показали, навіть якщо це станеться, ми, найімовірніше, продовжуватимемо потребувати чоловіків, щоб нормально розмножуватися.

Дійсно, перспективи системи типу «сільськогосподарських тварин», де кілька «щасливих» самців вибираються батьками більшості наших дітей, звичайно, не на горизонті. У будь-якому випадку, протягом наступних 4,6 мільйона років виникнуть набагато більш гострі проблеми.

Даррен Гріффін , професор генетики, Кентський університет і Пітер Елліс , викладач кафедри молекулярної біології та репродукції, Кентський університет .

Ця стаття була спочатку опублікована Розмова . Читати оригінальна стаття .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.