Y kromosom može biti simbol muževnosti, ali postaje sve jasnije da je sve samo ne snažno i izdržljivo. Iako nosi gen "glavni prekidač", SRY, koji određuje hoće li se zametak razviti kao muški (XY) ili ženski (XX), sadrži vrlo malo drugih gena i jedini je kromosom koji nije potreban za život. Žene, uostalom, dobro uspijevaju bez jednog.
Štoviše, Y kromosom se brzo degenerirao, ostavljajući ženke s dva savršeno normalna X kromosoma, ali mužjake s X i shrvanim Y. Ako se nastavi ista brzina degeneracije, Y kromosomu preostalo je samo 4, 6 milijuna godina prije nego što u potpunosti nestane, Ovo može zvučati dugo vremena, ali nije kad mislite da je život na Zemlji postojao 3, 5 milijardi godina.
Y kromosom nije uvijek bio takav. Ako smo sat unatrag prebacili na 166m, do prvih sisavaca, priča je bila potpuno drugačija. Rani "proto-Y" kromosom izvorno je bio iste veličine kao X kromosom i sadržavao je sve iste gene. Međutim, Y kromosomi imaju temeljnu manu. Za razliku od svih ostalih kromosoma, koje imamo po dvije kopije u svakoj od naših stanica, Y kromosomi su ikada prisutni samo kao jedna kopija, prenose se s očeva na njihove sinove.
To znači da geni na Y kromosomu ne mogu biti podvrgnuti genetskoj rekombinaciji, "miješanju" gena koji se događa u svakoj generaciji što pomaže eliminiranju oštećenja mutacija gena. Uskraćeni za blagodati rekombinacije, Y kromosomski geni degeneriraju se s vremenom i na kraju se gube iz genoma.
Hromosom Y u crvenoj boji, pored puno većeg X kromosoma (Nacionalni institut za istraživanje ljudskog genoma) Unatoč tome, nedavna istraživanja pokazala su da je Y kromosom razvio prilično uvjerljive mehanizme za "stavljanje kočnica", usporavajući brzinu gubitka gena na mogući zastoj.
Na primjer, nedavna danska studija objavljena u PLoS Genetics, sekvencirala je dijelove Y kromosoma od 62 različita muškarca i otkrila da je ona sklona velikim strukturnim preuređenjima koja omogućuju "gensko proširenje" - stjecanje višestrukih kopija gena koji promoviraju zdrave funkcioniranje sperme i ublažavanje gubitka gena.
Studija je također pokazala da je Y kromosom razvio neobične strukture nazvane "palindromi" (DNK sekvence koje glase naprijed kao naprijed - poput riječi "kajak"), koje ga štite od daljnje razgradnje. Zabilježili su visoku stopu „događaja pretvorbe gena“ unutar palindromskih sekvenci na Y kromosomu - ovo je u osnovi postupak „kopiranja i lijepljenja“ koji omogućuje popravljanje oštećenih gena pomoću neoštećene sigurnosne kopije kao predloška.
Promatrajući druge vrste (Y kromosomi postoje kod sisavaca i neke druge vrste), sve veći broj dokaza upućuje na to da je amplifikacija gena Y-kromosoma općenito načelo. Ti pojačani geni igraju kritičnu ulogu u proizvodnji sperme i (barem kod glodavaca) u reguliranju omjera spola potomstva. Nedavno pišući o Molekularnoj biologiji i evoluciji, istraživači dokazuju da je povećanje broja kopija gena kod miševa rezultat prirodne selekcije.
Na pitanje hoće li Y kromosom doista nestati, znanstvena zajednica, poput Velike Britanije, trenutno je podijeljena na "one koji odlaze" i "ostatke". Ova posljednja skupina tvrdi da njezini obrambeni mehanizmi rade sjajan posao i spasili su Y kromosom. Ali najamnici kažu da sve što čine je dopuštanje Y kromosomu da se prilijepi za nokte, prije nego što na kraju ispadne s litice. Debata se stoga nastavlja.
Molovi-voluharice nemaju Y kromosome. (Wikipedia) Vodeća zagovornica argumenta o odsustvu, Jenny Graves sa sveučilišta La Trobe u Australiji, tvrdi da su, ako dugoročno gledate, Y kromosomi neizbježno osuđeni - čak i ako ponekad drže malo duže nego što se očekivalo. U radu iz 2016., ona ističe da su japanski špinatni štakori i krtice u potpunosti izgubili Y kromosome - i tvrdi da procesi gena koji se stvaraju ili stvaraju na Y kromosomu neminovno dovode do problema s plodnošću. To zauzvrat može potaknuti formiranje potpuno novih vrsta.
Smrt muškaraca? Ma
Kao što tvrdimo u poglavlju nove e-knjige, čak i ako Y kromosom kod ljudi nestane, to ne mora nužno značiti i da su sami muškarci na izlazu. Čak i u vrstama koje su u potpunosti izgubile Y kromosome, mužjaci i ženke su i dalje potrebni za razmnožavanje.
U tim je slučajevima gen „master switch“ SRY koji određuje genetsku muškost prešao na drugačiji kromosom, što znači da ove vrste proizvode mužjake bez potrebe za Y kromosomom. Međutim, novi kromosom za određivanje spola - onaj na koji se SRJ kreće - trebao bi opet započeti proces degeneracije zbog istog nedostatka rekombinacije koji je osuđivao njihov prethodni Y kromosom.
Međutim, zanimljivost ljudi je da, iako je Y kromosom potreban za normalnu reprodukciju čovjeka, mnogi geni koje on nosi nisu potrebni ako koristite tehnike potpomognute reprodukcije. To znači da će genetski inženjering uskoro moći zamijeniti gensku funkciju Y kromosoma, omogućujući istopolnim ženskim parovima ili neplodnim muškarcima začeti. Međutim, čak i ako bi svatko mogao zamisliti na ovaj način, čini se malo vjerojatnim da bi se plodni ljudi prestali prirodno reproducirati.
Iako je ovo zanimljivo i vruće raspravljano područje genetskih istraživanja, malo se treba brinuti. Ne znamo ni hoće li Y kromosom uopće nestati. I kao što smo pokazali, čak i ako se dogodi, najvjerojatnije ćemo i dalje trebati muškarce kako bi se normalna reprodukcija mogla nastaviti.
Doista, izgled sustava „domaćih životinja“ u kojem bi se za oca odabralo nekoliko „sretnih“ mužjaka većina naše djece zasigurno nije na vidiku. U svakom slučaju, bit će daleko više gorućih briga u sljedećih 4, 6 milijuna godina.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Darren Griffin, profesor genetike, Sveučilište u Kentu
Peter Ellis, predavač molekularne biologije i reprodukcije, Sveučilište u Kentu
