https://frosthead.com

Maaf, Guys: Kromosom Y Anda Boleh Datang

Kromosom Y mungkin menjadi lambang keperibadian, tetapi semakin jelas bahawa ia adalah apa-apa tetapi kuat dan berkekalan. Walaupun ia membawa "switch master" gen, SRY, yang menentukan sama ada embrio akan berkembang sebagai lelaki (XY) atau perempuan (XX), ia mengandungi sedikit gen yang lain dan merupakan satu-satunya kromosom yang tidak diperlukan untuk hidup. Wanita, selepas semua, menguruskan dengan baik tanpa seorang pun.

Lebih-lebih lagi, kromosom Y telah merosot dengan cepat, meninggalkan kromosom X dengan dua kromosom X yang normal, tetapi lelaki dengan X dan lenyap Y. Jika kadar degenerasi yang sama berterusan, kromosom Y hanya mempunyai 4.6m tahun sebelum ia hilang sepenuhnya . Ini mungkin terdengar seperti masa yang lama, tetapi tidak apabila anda menganggap bahawa kehidupan telah wujud di Bumi selama 3.5 bilion tahun.

Kromosom Y tidak selalu seperti ini. Jika kita mengundurkan semula jam ke 166m tahun yang lalu, kepada mamalia yang pertama, cerita itu sama sekali berbeza. Kromosom awal "proto-Y" pada asalnya adalah saiz yang sama dengan kromosom X dan mengandungi semua gen yang sama. Walau bagaimanapun, kromosom Y mempunyai kelemahan asas. Tidak seperti semua kromosom lain, yang mempunyai dua salinan dalam setiap sel, kromosom Y hanya ada sebagai salinan tunggal, yang diluluskan dari bapa kepada anak lelaki mereka.

Ini bermakna bahawa gen pada kromosom Y tidak dapat menjalani rekombinasi genetik, "pengaliran" gen yang berlaku di setiap generasi yang membantu untuk menghapuskan mutasi gen yang merosakkan. Dihurangkan faedah rekombinasi, gen kromosom Y merosot dari masa ke masa dan akhirnya hilang dari genom.

Kromosom Y berwarna merah, bersebelahan kromosom X yang lebih besar Kromosom Y merah, bersebelahan kromosom X yang lebih besar (Institut Penyelidikan Genom Manusia Kebangsaan)

Walaupun demikian, penyelidikan baru-baru ini telah menunjukkan bahawa kromosom Y telah membangunkan beberapa mekanisme yang cukup meyakinkan untuk "meletakkan brek pada", memperlahankan kadar kehilangan gen yang mungkin terhenti.

Sebagai contoh, satu kajian Denmark baru-baru ini, yang diterbitkan dalam PLoS Genetics, mengurai bahagian kromosom Y dari 62 lelaki yang berbeza dan mendapati bahawa ia adalah rentan terhadap penyusunan semula struktur berskala besar yang membolehkan "penguatan gen" - pengambilalihan beberapa salinan gen yang menggalakkan sihat fungsi sperma dan mengurangkan kehilangan gen.

Kajian itu juga menunjukkan bahawa kromosom Y telah membangunkan struktur luar biasa yang disebut "palindromes" (urutan DNA yang membaca ke hadapan yang sama seperti ke belakang-seperti kata "kayak"), yang melindunginya dari degradasi selanjutnya. Mereka mencatat kadar "penukaran gen gen" yang tinggi dalam urutan palindromic pada kromosom Y-ini pada asasnya merupakan "salinan dan tampal" proses yang membolehkan gen yang rosak dibaiki menggunakan salinan sandaran yang tidak rosak sebagai templat.

Melihat kepada spesies lain (kromosom Y wujud dalam mamalia dan beberapa spesies lain), bukti yang semakin meningkat menunjukkan bahawa penguatan gen kromosom Y adalah prinsip umum di seluruh papan. Gen yang diperkuat ini memainkan peranan kritikal dalam pengeluaran sperma dan (sekurang-kurangnya dalam tikus) dalam mengawal nisbah kelamin anak. Menulis dalam Biologi Molekul dan Evolusi baru-baru ini, penyelidik memberi keterangan bahawa peningkatan dalam bilangan salinan gen pada tikus adalah hasil pemilihan semula jadi.

Mengenai persoalan sama ada kromosom Y sebenarnya akan hilang, komuniti saintifik, seperti UK pada masa ini, kini dibahagikan kepada "lepasan" dan "penolong". Kumpulan yang terakhir berpendapat bahawa mekanisme pertahanannya melakukan pekerjaan yang hebat dan telah menyelamatkan kromosom Y. Tetapi lepasan mengatakan bahawa semua yang mereka lakukan adalah membolehkan kromosom Y dipegang oleh kuku mereka, sebelum akhirnya jatuh dari tebing. Perbahasan itu terus berlanjut.

Batu tahi tidak mempunyai kromosom Y. Batu tahi tidak mempunyai kromosom Y. (Wikipedia)

Seorang penyokong utama hujah cuti, Jenny Graves dari La Trobe University di Australia, mendakwa bahawa, jika anda mengambil perspektif jangka panjang, kromosom Y tidak dapat dielakkan lagi walaupun mereka kadang-kadang memegang sedikit lebih lama daripada yang dijangkakan. Dalam kertas tahun 2016, dia menyatakan bahawa tikus-tikus berkilat Jepun dan tahi lalat mol telah kehilangan kromosom Y mereka sepenuhnya-dan berpendapat bahawa proses gen yang hilang atau dibuat pada kromosom Y tidak dapat dielakkan membawa kepada masalah kesuburan. Ini seterusnya dapat memacu pembentukan spesies baru sepenuhnya.

Kematian lelaki? Nah

Seperti yang kita berhujah dalam bab dalam e-book baru, walaupun kromosom Y pada manusia hilang, ia tidak semestinya bermakna bahawa lelaki itu sendiri sedang dalam perjalanan keluar. Walaupun dalam spesies yang benar-benar kehilangan kromosom Y mereka sepenuhnya, lelaki dan wanita kedua-duanya masih diperlukan untuk pembiakan.

Dalam kes ini, gen SRY "master switch" yang menentukan kelainan genetik telah berpindah ke kromosom yang berbeza, yang bermaksud spesies ini menghasilkan lelaki tanpa memerlukan kromosom Y. Walau bagaimanapun, kromosom penentuan jantina yang baru-yang mana SRY bergerak ke-harus memulakan proses kemerosotan sekali lagi kerana kekurangan rekombinasi yang sama yang menimpa kromosom Y terdahulu.

Walau bagaimanapun, perkara yang menarik tentang manusia adalah bahawa walaupun kromosom Y diperlukan untuk pembiakan manusia biasa, banyak gen yang dibawa tidak diperlukan jika anda menggunakan teknik pembiakan yang dibantu. Ini bermakna bahawa kejuruteraan genetik tidak lama lagi dapat menggantikan fungsi gen kromosom Y, yang membolehkan pasangan wanita sama seks atau lelaki subur untuk hamil. Walau bagaimanapun, walaupun ia menjadi mustahil bagi semua orang untuk hamil dengan cara ini, nampaknya tidak mungkin manusia subur hanya akan berhenti menghasilkan semula secara semulajadi.

Walaupun ini adalah kawasan penyelidikan genetik yang menarik dan hangat, tidak perlu risau. Kami tidak tahu sama ada kromosom Y akan hilang sama sekali. Dan, seperti yang telah kami tunjukkan, walaupun ia berlaku, kemungkinan besar kami akan terus memerlukan lelaki supaya pembiakan normal dapat diteruskan.

Sememangnya, prospek sistem jenis "haiwan ternakan" di mana beberapa lelaki "bertuah" yang terpilih untuk bapa majoriti anak-anak kita pastinya tidak berada di cakrawala. Dalam apa jua keadaan, akan ada kebimbangan yang lebih mendesak sepanjang tahun-tahun berikutnya.


Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation. Perbualan

Darren Griffin, Profesor Genetik, University of Kent

Peter Ellis, Pensyarah dalam Biologi Molekul dan Pembiakan, University of Kent

Maaf, Guys: Kromosom Y Anda Boleh Datang