(Станислав Микулски / Shutterstock.com) Y хромозомата може да е символ на мъжественост, но става все по-ясно, че тя е всичко друго, но не и силна и издръжлива.
Въпреки че носи ген 'master switch', SRY, който определя дали един ембрион ще се развие като мъжки (XY) или женски (XX), той съдържа много малко други гени и е единствената хромозома, която не е необходима за живота.
В края на краищата жените се справят добре и без такъв.
Нещо повече, Y хромозомата се е дегенерирала бързо, оставяйки жените с две напълно нормални X хромозоми, но мъжете с X и спаружена Y. Ако същата скорост на дегенерация продължи, Y хромозомата току-що Остават 4,6 милиона години преди да изчезне напълно.
Това може да звучи като дълго време, но не е, като вземете предвид, че животът съществува на Земята от 3,5 милиарда години.
Y хромозомата не винаги е била такава. Ако върнем часовника назад до 166 милиона години назад, до първите бозайници, историята е напълно различна.
Ранната 'прото-Y' хромозома първоначално е била със същия размер като X хромозомата и е съдържала всички същите гени.
Y хромозомите обаче имат основен недостатък. За разлика от всички други хромозоми, които имаме две копия във всяка от нашите клетки, Y хромозомите винаги присъстват само като едно копие, предавано от бащите на техните синове.
Това означава, че гените на Y хромозомата не могат да претърпят генетична рекомбинация, „разместването“ на гени, което се случва във всяко поколение, което помага да се елиминират увреждащите генни мутации.
Лишени от предимствата на рекомбинацията, Y хромозомните гени се израждат с течение на времето и в крайна сметка се губят от генома.
Въпреки това, последните изследвания показват, че Y хромозомата е разработила някои доста убедителни механизми за „натискане на спирачките“, забавяйки скоростта на загуба на ген до възможен застой.
Например скорошно датско проучване, публикуван в PLoS генетика , секвенирали части от Y хромозомата от 62 различни мъже и открили, че тя е склонна към широкомащабни структурни пренареждания, позволяващи „генна амплификация“ – придобиването на множество копия на гени, които насърчават здравата функция на спермата и смекчават загубата на гени.
Проучването също така показа, че Y хромозомата е развила необичайни структури, наречени „палиндроми“ (ДНК последователности, които се четат еднакво напред и назад – като думата „каяк“), които я предпазват от по-нататъшно разграждане.
Те регистрират висок процент на „събития на генна конверсия“ в палиндромните последователности на Y хромозомата – това е основно процес на „копиране и поставяне“, който позволява повредените гени да бъдат поправени, като се използва неповредено резервно копие като шаблон.
Поглеждайки към други видове (Y хромозоми съществуват при бозайници и някои други видове), a нарастващ Съвкупността от доказателства сочи, че генната амплификация на Y-хромозомата е общ принцип навсякъде.
Тези амплифицирани гени играят критична роля в производството на сперматозоиди и (поне при гризачи) в регулирането на съотношението между половете на потомството. Писане в Молекулярна биология и еволюция наскоро изследователите дават доказателства, че това увеличение на броя на генните копия при мишки е резултат от естествен подбор.
По въпроса дали Y хромозомата наистина ще изчезне, научната общност, подобно на Обединеното кралство в момента, в момента е разделена в „напускащите“ и „останалите“.
Последната група твърди, че нейните защитни механизми вършат чудесна работа и са спасили Y хромозомата. Но напусналите казват, че всичко, което правят, е да позволят на Y хромозомата да се вкопчи в ноктите си, преди в крайна сметка да паднат от скалата. Следователно дебатът продължава.
Водещ защитник на аргумента за отпуск, Джени Грейвс от университета La Trobe в Австралия, твърди, че ако погледнете в дългосрочна перспектива, Y хромозомите неизбежно са обречени – дори ако понякога се задържат малко по-дълго от очакваното.
В документ от 2016 г. посочва тя че Японски бодливи плъхове и къртиците са загубили своите Y хромозоми изцяло – и твърди, че процесите на загуба или създаване на гени върху Y хромозомата неизбежно водят до проблеми с плодовитостта.
Това от своя страна в крайна сметка може да доведе до образуването на изцяло нови видове.
Смъртта на мъжете?
Както твърдим в глава в a нова електронна книга , дори Y хромозомата при хората да изчезне, това не означава непременно, че самите мъже са на път да изчезнат.
Дори при видовете, които действително са загубили своите Y хромозоми напълно, мъжките и женските все още са необходими за възпроизвеждане.
В тези случаи генът SRY „главен превключвател“, който определя генетичната мъжественост, се е преместил на друга хромозома, което означава, че тези видове произвеждат мъже, без да се нуждаят от Y хромозома.
Въпреки това, новата определяща пола хромозома – тази, към която преминава SRY – трябва след това да започне процеса на дегенерация отначало поради същата липса на рекомбинация, която обрече предишната им Y хромозома.
Интересното при хората е, че докато Y хромозомата е необходима за нормалната човешка репродукция, много от гените, които тя носи, не са необходими, ако използвате техники за асистирана репродукция.
Това означава, че генното инженерство скоро може да го направи заместват генната функция на Y хромозомата , което позволява на еднополови женски двойки или безплодни мъже да заченат.
Въпреки това, дори ако стане възможно всеки да зачене по този начин, изглежда много малко вероятно фертилните хора просто да спрат да се възпроизвеждат естествено.
Въпреки че това е интересна и горещо обсъждана област на генетичните изследвания, няма място за безпокойство.
Ние дори не знаем дали Y хромозомата изобщо ще изчезне. И както показахме, дори и да се случи, най-вероятно ще продължим да се нуждаем от мъже, за да може нормалното възпроизводство да продължи.
Наистина, перспективата за система от типа „селскостопански животни“, при която няколко „късметлии“ мъже са избрани да станат бащи на по-голямата част от нашите деца, със сигурност не е на хоризонта. Във всеки случай ще има много по-належащи опасения през следващите 4,6 милиона години.
Дарън Грифин , професор по генетика, Университет на Кент и Питър Елис , преподавател по молекулярна биология и репродукция, Университет на Кент .
Тази статия е публикувана първоначално от Разговорът . Прочетете оригинална статия .