Y хромозомата може да е символ на мъжественост, но става все по-ясно, че тя е всичко друго, но не и силна и трайна. Въпреки че носи гена на "главния превключвател", SRY, който определя дали ембрионът 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 крайна сметка жените се справят отлично без един.
Нещо повече, Y-хромозомата се дегенерира бързо, оставяйки жени с две напълно нормални X-хромозоми, но мъже с X и сбръчкана Y. Ако същата скорост на дегенерация продължава, Y-хромозомата има само 4, 6 милиона години, преди да изчезне напълно, Това може да звучи отдавна, но не е, когато вземете предвид, че животът съществува на Земята от 3, 5 милиарда години.
Y хромозомата не винаги е била такава. Ако превърнем часовника до 166 м преди години, до първите бозайници, историята беше съвсем различна. Ранната "прото-Y" хромозома първоначално беше със същия размер като Х хромозомата и съдържаше всички едни и същи гени. Y хромозомите обаче имат основен недостатък. За разлика от всички останали хромозоми, които имаме по две копия във всяка от клетките си, Y хромозомите присъстват само веднъж като едно копие, предадени от бащите на техните синове.
Това означава, че гените на Y хромозомата не могат да бъдат подложени на генетична рекомбинация, „разбъркването“ на гените, което се случва при всяко поколение, което помага да се елиминират увреждащите генни мутации. Лишени от предимствата на рекомбинацията, Y хромозомните гени се дегенерират с течение на времето и в крайна сметка се губят от генома.
Хромосома Y в червено, до много по-голямата Х хромозома (Национален изследователски институт за човешкия геном) Въпреки това, последните проучвания показват, че Y хромозомата е разработила някои доста убедителни механизми за „поставяне на спирачките“, забавяйки скоростта на загубата на гени до възможен застой.
Например, неотдавнашно датско проучване, публикувано в PLoS Genetics, секционира части от Y хромозомата от 62 различни мъже и установи, че тя е предразположена към мащабни структурни пренастройки, позволяващи „генна амплификация“ - придобиване на множество копия на гени, които насърчават здрави функция на спермата и смекчаване на загубата на ген.
Проучването показва също, че Y хромозомата е развила необичайни структури, наречени „палиндроми“ (ДНК последователности, които четат същите напред като назад - като думата „каяк“), които я предпазват от по-нататъшно разграждане. Те регистрират висока скорост на „събития на генна конверсия“ в палиндромните последователности на Y-хромозомата - това всъщност е процес „копиране и поставяне“, който позволява да се поправят повредените гени като се използва неповредено резервно копие като шаблон.
Разглеждайки други видове (Y хромозоми съществуват при бозайници и някои други видове), нарастваща информация показва, че амплификацията на гените на Y-хромозомите е общ принцип в целия план. Тези амплифицирани гени играят критична роля в производството на сперматозоиди и (поне при гризачи) в регулирането на половното съотношение на потомството. Писайки наскоро в Molecular Biology and Evolution, изследователите дават доказателства, че това увеличение на броя на геновите копия при мишки е резултат от естествен подбор.
На въпроса дали Y хромозомата действително ще изчезне, научната общност, подобно на Обединеното кралство в момента, в момента е разделена на „изоставащи“ и „оставащи“. Последната група твърди, че защитните му механизми вършат чудесна работа и са спасили Y хромозомата. Но напускащите казват, че всичко, което правят, е да позволи на Y-хромозомата да се вкопчи в ноктите си, преди в крайна сметка да падне от скалата. Дебатът следователно продължава.
Молевите полевки нямат Y хромозоми. (Wikipedia) Водеща привърженичка на аргумента за отпуска, Джени Грейвс от университета Ла Тробе в Австралия, твърди, че ако вземете дългосрочна перспектива, Y-хромозомите неизбежно са обречени - дори и понякога да се задържат малко по-дълго от очакваното. В документ от 2016 г. тя посочва, че японските шпионски плъхове и мол-воли са загубили изцяло своите Y хромозоми - и твърди, че процесите на гени, които се губят или създават върху Y-хромозомата, неизбежно водят до проблеми с фертилитета. Това от своя страна може в крайна сметка да стимулира формирането на изцяло нови видове.
Смъртта на мъжете? Нее
Както твърдим в глава в нова електронна книга, дори ако Y хромозомата при хората наистина изчезне, това не означава непременно, че самите мъжки са на път да излязат. Дори при видовете, които всъщност са загубили напълно своите Y хромозоми, и мъжете и женските все още са необходими за размножаването.
В тези случаи гена на SRY „master switch“, който определя генетичното мъжество, се е преместил в различна хромозома, което означава, че тези видове произвеждат мъжки, без да се нуждаят от Y хромозома. Но новата определяща пола хромозома - тази, към която преминава SRY - трябва да започне процеса на дегенерация отново поради същата липса на рекомбинация, която обрече предишната им Y хромозома.
Интересното при хората обаче е, че докато Y хромозомата е необходима за нормалното възпроизводство на човека, много от гените, които носи, не са необходими, ако използвате техники за асистирана репродукция. Това означава, че скоро генното инженерство може да замести генната функция на Y хромозомата, което позволява на еднополовите женски двойки или безплодни мъже да заченат. Въпреки това, дори ако стана възможно всеки да зачене по този начин, изглежда много малко вероятно плодородните хора просто да спрат да се възпроизвеждат по естествен начин.
Въпреки че това е интересна и горещо дискутирана област на генетичните изследвания, няма защо да се притеснявате. 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 нормалната репродукция да продължи.
Всъщност перспективата за система от типа „селскостопански животни“, при която няколко „късметлии“ са избрани за баща на по-голямата част от нашите деца, със сигурност не е на хоризонта. Във всеки случай през следващите 4, 6 милиона години ще има много по-належащи опасения.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Дарън Грифин, професор по генетика, университет в Кент
Питър Елис, преподавател по молекулярна биология и репродукция, Университет в Кент
