Gout

Beklager, gutter: Dit Y-kromosom kan være dømt | Videnskab

Y-kromosomet kan være et symbol på maskulinitet, men det bliver mere og mere klart, at det er alt andet end stærkt og vedvarende. Selvom det bærer master switch gen, SRY, der bestemmer, om et foster udvikler sig som mand (XY) eller kvinde (XX), det indeholder meget få andre gener og er det eneste kromosom, der ikke er nødvendigt for livet. Kvinder klarer sig trods alt fint uden en.

Yderligere er Y-kromosomet degenereret hurtigt, hvilket efterlader kvinder med to helt normale X-kromosomer, men hanner med et X og et skrumpet Y. Hvis den samme degenerationshastighed fortsætter, har Y-kromosomet lige 4.6m år tilbage før det forsvinder helt. Dette lyder måske som lang tid, men det er ikke, når du tænker på, at livet har eksisteret på jorden i 3,5 milliarder år.

Y-kromosomet har ikke altid været sådan. Hvis vi spoler uret tilbage til 166m år siden, til de allerførste pattedyr, var historien en helt anden. Det tidlige proto-Y-kromosom var oprindeligt den samme størrelse som X-kromosomet og indeholdt alle de samme gener. Y-kromosomer har dog en grundlæggende fejl. I modsætning til alle andre kromosomer, som vi har to kopier af i hver af vores celler, er Y-kromosomer kun altid til stede som en enkelt kopi, der overføres fra fædre til deres sønner.





Dette betyder, at gener på Y-kromosomet ikke kan gennemgå genetisk rekombination, en blanding af gener, der forekommer i hver generation, hvilket hjælper med at eliminere skadelige genmutationer. Frataget fordelene ved rekombination degenererer Y-kromosomgener over tid og går til sidst tabt fra genomet.

Kromosom Y i rødt ved siden af ​​det meget større X-kromosom

Kromosom Y i rødt ved siden af ​​det meget større X-kromosom(National Human Genome Research Institute)



På trods af dette har nyere forskning vist, at Y-kromosomet har udviklet nogle ret overbevisende mekanismer til at sætte bremserne på, hvilket nedsætter hastigheden af ​​gentab til en mulig stilstand.

For eksempel en nylig dansk undersøgelse, offentliggjort i PLoS Genetics , sekventerede dele af Y-kromosomet fra 62 forskellige mænd og fandt, at det er tilbøjeligt til strukturelle omlejringer i stor skala, der muliggør genamplifikation - erhvervelse af flere kopier af gener, der fremmer sund sædfunktion og mindsker gentab.

Undersøgelsen viste også, at Y-kromosomet har udviklet usædvanlige strukturer kaldet palindromer (DNA-sekvenser, der læser det samme fremad som bagud - som ordet kajak), som beskytter det mod yderligere nedbrydning. De registrerede en høj grad af genkonverteringshændelser inden for de palindromiske sekvenser på Y-kromosomet - dette er dybest set en kopi og indsæt proces, der gør det muligt at reparere beskadigede gener ved hjælp af en uskadet sikkerhedskopi som en skabelon.



Ser man på andre arter (Y-kromosomer findes i pattedyr og nogle andre arter), a vokser bevismateriale indikerer, at Y-kromosomgenamplifikation er et generelt princip over hele linjen. Disse amplificerede gener spiller kritiske roller i sædproduktionen og (i det mindste hos gnavere) i reguleringen af ​​afkomets kønsforhold. Skriver ind Molekylærbiologi og evolution for nylig giver forskere bevis for, at denne stigning i antal genkopier hos mus er et resultat af naturlig selektion.

På spørgsmålet om, hvorvidt Y-kromosomet rent faktisk forsvinder, videnskabelige samfund, som Storbritannien i øjeblikket, er i øjeblikket delt ind i de efterladte og de resterende. Sidstnævnte gruppe hævder, at dens forsvarsmekanismer gør et godt stykke arbejde og har reddet Y-kromosomet. Men de efterladte siger, at alt, hvad de laver, er at lade Y-kromosomet klamre sig fast ved sine negle, før det til sidst falder ned fra klippen. Debatten fortsætter derfor.

Muldvarv har ingen Y-kromosomer.

Muldvarv har ingen Y-kromosomer.(Wikipedia)

En førende fortaler for orlovsargumentet, Jenny Graves fra La Trobe University i Australien hævder, at hvis du tager et langsigtet perspektiv, er Y-kromosomerne uundgåeligt dømt - selvom de nogle gange holder lidt længere end forventet. I et papir fra 2016, påpeger hun at Japanske spiny rotter og muldvarpstænger har mistet deres Y-kromosomer fuldstændigt - og argumenterer for, at processerne for gener, der går tabt eller skabes på Y-kromosomet, uundgåeligt fører til fertilitetsproblemer. Dette kan igen i sidste ende føre til dannelsen af ​​helt nye arter.

Mænds død Nej

Som vi argumenterer for i et kapitel i a ny e-bog , selvom Y-kromosomet hos mennesker forsvinder, betyder det ikke nødvendigvis, at mænd selv er på vej ud. Selv i de arter, der rent faktisk har mistet deres Y-kromosomer fuldstændigt, er mænd og kvinder begge stadig nødvendige for reproduktion.

I disse tilfælde er SRY-master switch-genet, der bestemmer genetisk maleness, flyttet til et andet kromosom, hvilket betyder, at disse arter producerer hanner uden behov for et Y-kromosom. Imidlertid bør det nye kønsbestemmende kromosom - det, som SRY bevæger sig videre til - derefter starte degenerationsprocessen igen på grund af den samme mangel på rekombination, der dømte deres tidligere Y-kromosom.

Det interessante ved mennesker er dog, at mens Y-kromosomet er nødvendigt til normal menneskelig reproduktion, er mange af de gener, det bærer, ikke nødvendige, hvis du bruger assisteret reproduktionsteknikker. Dette betyder, at genteknologi muligvis snart kan erstatte genfunktionen i Y-kromosomet , der tillader kvindelige par af samme køn eller infertile mænd at blive gravide. Men selvom det blev muligt for alle at blive gravid på denne måde, synes det meget usandsynligt, at frugtbare mennesker bare ville stoppe med at reproducere naturligt.

steg et æg på fortovet

Selv om dette er et interessant og meget debatteret område inden for genetisk forskning, er der ikke meget behov for at bekymre sig. Vi ved ikke engang, om Y-kromosomet overhovedet forsvinder. Og som vi har vist, vil vi sandsynligvis fortsat have brug for mænd, selvom det gør det, så normal reproduktion kan fortsætte.

Faktisk er udsigten til et husdyrsystem, hvor nogle få heldige mænd udvælges til far til flertallet af vores børn, bestemt ikke i horisonten. Under alle omstændigheder vil der være langt mere presserende bekymringer i løbet af de næste 4,6 mio. År.


Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den Samtalen. Samtalen

Darren Griffin, professor i genetik, University of Kent

Peter Ellis, lektor i molekylærbiologi og reproduktion, University of Kent





^