Y-хромосома и могущество

Вырождающаяся Y-хромосома и будущее мужчин

Y-хромосома и могущество

Y-хромосома, эта небольшая цепочка генов, определяющая пол людей, не такая постоянная, как вы думаете. Фактически, если мы посмотрим на Y-хромосому в течение нашей эволюции, мы увидели, что она деградирует с угрожающей скоростью.

Исчезнет ли она полностью когда-нибудь? И что произойдет с человеческой расой, если это случится?

Люди, как и другие млекопитающие, имеют так называемый «хромосомный пол». У женщин есть две копии хромосомы среднего размера, которая называется X (означает «неизвестность», потому что это изначально было загадкой). У мужчин есть одна X и маленькая Y-хромосома.

Х и Y хромосомы. Источник изображения: www.anatomybox.com

X-хромосома имеет около 1600 генов с различными функциями. А Y-хромосомы генов почти нет, только 27 из них находятся в мужской части Y-хромосомы.

Многие из них присутствуют в нескольких экземплярах, большинство из которых неактивны в петлях ДНК. Большая часть Y-хромосомы состоит из повторяющейся «мусорной ДНК».

Таким образом, мужская Y-хромосома показывает все признаки деградации и вырождения.

Мы знаем, что через 12 недель у человеческого эмбриона XY развиваются яички, которые вырабатывают мужские гормоны и вызывают развитие у ребенка как мужчины.

Идентичность этого мужского определяющего гена на Y (ген SRY) была обнаружена в 1990 году молодым австралийским докторантом Эндрю Синклером (аспирантом моей лаборатории).

У младенцев с мутациями в гене SRY не развиваются яички и они развиваются как женщины.

Деградация и вырождение Y-хромосомы

Что случилось с Y-хромосомой, сделав ее намного меньше X, и заставило потерять большинство ее генов?

Наши половые хромосомы были когда-то просто двумя обыкновенными хромосомами, которые до сих пор есть у рептилий и птиц. Учеными было обнаружено, что они все еще также остаются обычными хромосомами у монотропических млекопитающих (утконосов и эхид), которые 166 миллионов лет назад произошли от общего предка с людьми.

Это значит, что за прошедшие 166 миллионов лет Y-хромосома утратила большинство из своих 1600 генов. При таких темпах Y-хромосома исчезнет примерно через 4,5 миллиона лет.

На самом деле ничего удивительного в этом нет. Деградация характерна для всех половых хромосомных систем. Приобретение гена, определяющего пол, — это поцелуй смерти для хромосомы, потому что другие гены, расположенные рядом с Y, развивают мужскую специфическую функцию, и эти гены сохраняются вместе, подавляя обмен с Х.

Конечно, потеря генов из Y вряд ли будет линейной. Он может ускориться, когда Y становится более неустойчивым, или он может стабилизироваться по мере того, как Y лишен необходимых генов.Возможно, потеря любого из оставшихся генов 27 Y поставит под угрозу жизнеспособность или плодовитость носителя.

Хотя известно, что даже гены в человеческой Y-хромосоме с важными функциями (такими как создание спермы) отсутствуют в Y-хоромосоме мышей. Некоторые виды грызунов вообще потеряли всю свою Y-хромосому. Гены из Y-хромосомы либо переместились в другие хромосомы, либо их функции стали исполнять другие гены, ученым это не известно.

Мир без мужчин..

Кадр из фильма «Новые амазонки или сексмиссия» Источник изображения: www.sb.by

Если исчезнет Y-хромосома, то ​​исчезнут ли люди?

Если это случится, то это станет концом человечества. Человеческая раса не сможет оставаться исключительно женским видом (как некоторые ящерицы), так как есть 30 генов, активных только в случае, если они проникают через сперму. Население планеты не сможет самовоспроизводиться без мужчин.

Значит ли это, что мужчины исчезнут в течении 4,5 миллиона лет? Не обязательно. Если грызуны без Y-хромосомы развили новый, определяющий пол ген, так почему это не может произойти и с людьми?

Вполне возможно, что это уже произошло в какой-то небольшой изолированной группе людей, где гораздо более вероятны генетические несчастные случаи.

Но люди с новыми определяющими генами не смогут легко размножаться с людьми, которые сохранят нынешние XY-хромосомы. Дети, скажем, женщины XX и мужчины с новым половым геном, скорее всего, будут интерсексуальными или, по крайней мере, бесплодными. Эта репродуктивная преграда может привести к образованию зарождающихся разновидностей, как это произошло с грызунами без Y-хромосомы.

Как бы то ни было, 4,5 миллиона лет — это большой срок. Мы являемся людьми менее 100 000 лет. И гораздо более вероятно, что мы вымрем по другим причинам еще задолго до того, как исчезнет Y-хромосома.

Если Вам понравилась статья,поставьте лайкиподпишитесь на каналНАУЧПОП.Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5af18cff8c8be36795a8504e/5b5b73ba24286300a954a970

Исчезновение мужской половины: нужна ли человечеству Y-хромосома?

Y-хромосома и могущество

Y-хромосома – уникальная составляющая человеческого генома, наличием которой могут «похвастаться» лишь представители сильной половины человечества.

От других 45 составляющих здорового кариотипа, мужская половая хромосома отличается отсутствием пары и способностью служить одной из главных причин мутаций в организме.

Учёные утверждают: в женском кариотипе Y-хромосома полностью отсутствует, и даже у имеющих её мужчин при размножении не способна обмениваться участками ДНК с другими хромосомами.

Именно этим и объясняются пессимистические прогнозы научных мужей, которые пророчат полное исчезновение особей мужского пола в течение ближайших 10 млн. лет: обедневший наследственный материал Y-хромосомы и накопленные мутации делают её носителей всё менее и менее жизнеспособными.

Впрочем, в результате научных разработок получен и ещё более неожиданный результат: оказывается, для воспроизводства потомства участие носителя мужской хромосомы не является обязательным.

Мужские и женские хромосомы: особенности и история формирования

В течение долгого времени считалось, что хромосомное определение пола возникло еще 300 млн. лет назад – именно тогда появились мужские особи с кариотипом ХY и женские, имеющие кариотип ХХ. Однако по последним данным разделение на 2 пола произошло гораздо позднее – не ранее, чем 166 млн. лет назад.

Распространено мнение, что и Х-, и Y- хромосомы возникли из пары абсолютно одинаковых элементов генома у древних млекопитающих. Причиной такого изменения стало появление гена, в котором одна из аллелей направила развитие по мужскому типу.

Первоначально различие между мужской и женской хромосомами состояло лишь в одном гене, однако со временем полезные для самцов гены стали в большей мере развиваться в Y-хромосоме.

Сюда же попадала генетическая информация, которая бесполезна либо вредна для самок.

В процессе созревания половых клеток не происходит рекомбинирования Y- хромосомы с другими элементами генома, поэтому единственным фактором, провоцирующим изменения в мужском гене, являются мутации.

При этом «отбраковки» части генетической информации не происходит, а новых вариаций гена попросту не существует.

В результате в течение тысячелетий происходит передача практически неизменной Y- хромосомы от отца к сыну, однако вредных мутаций генетической информации при этом становится всё больше.

Процесс формирования сперматозоидов связан с многочисленным делением клеток, каждое из которых способно спровоцировать мутацию. Изменению генной информации способствует и кислая среда яичек. Поэтому не удивительно, что именно Y- хромосомы чаще всего оказываются фактором, провоцирующим паталогические отклонения.

Генетический распад мужской хромосомы: правда или вымысел?

По подсчётам учёных, в процессе эволюции большая часть изначально составляющей Y-хромосому генетической информации была утеряна, и сегодня мужская хромосома
состоит из 45-90 генов. Для сравнения – носитель женской генетической информации (Х-хромосома) включает 1400 генов.

Именно на этом дисбалансе и основан прогноз о полном исчезновении носителей Y-хромосом уже через несколько млн. лет, ведь каждые 250 тыс. лет мужской геном становится короче на 1 ген.

Впрочем, есть и противоположное мнение – сотрудники Института Уайтхеда уверены, что сокращение длины цепочки ДНК («генетический распад») мужской хромосомы – явление, характерное лишь для ранних этапов её эволюции. Сегодня структура генетической информации остаётся стабильной и сохранится таковой на протяжении многих миллионов лет.

Получить такие выводы удалось после секвенирования нуклеотидных оснований мужской половой хромосомы макак-резусов. Сравнив полученные данные с информацией о структуре аналогичных участков Y-хромосом людей и шимпанзе, учёные убеждены: на протяжении последних 25 млн. лет состав мужской половой хромосомы практически не претерпел изменений.

По сравнению с генетической информацией, которой обладают макак-резусы, мужская хромосома человека утратила лишь 1 ген. Это даёт основания утверждать, что на протяжении десятков миллионов лет исчезновения Y – хромосомы опасаться не приходится.

: «Является ли Y-хромосома исчезающей»

Зачатие без мужской хромосомы: реальный опыт

Учёным удалось прийти и к другим неожиданным выводам. Оказывается, чтобы самцы мышей смогли зачать здоровое потомство, им достаточно иметь всего 2 из нескольких десятков генов, входящих в Y-хромосому.

Уже сегодня научный свет задумывается о разработке методики, позволяющее обеспечить репродукцию человеческого рода без участия мужской хромосомы. Данные исследования крайне важны и в решении проблемы мужского бесплодия.

Так, проведённые на мышах анализы показали, что единственным геном, определяющим нормальное формирование сперматозоидов, являетсяEif2s3y, а за развитие особи по мужскому типу, сперматогенез и продуцирование мужских гормонов ответственен ген SRY.

В половых клетках мышей были оставлены лишь эти 2 гена, после чего их использовали для in vitro оплодотворения самок. В результате 9% беременностей закончились появлением на свет здоровых мышат, в то время как при естественном оплодотворении полноценной Y-хромосомой здоровое потомство получается в результате 26% беременностей.

Получены феноменальные выводы: в будущем при дефектности мужской хромосомы можно будет производить оплодотворение без её прямого участия. Если на других хромосомах обнаружатся партнёрские гены, взаимодействующие с генным кодом Y-хромосомы, теоретически существует возможность полного замещения их функций. 

Мужская хромосома и онкологические болезни

Не менее интересная информация относительно Y-хромосомы была опубликована и в журнале Nature. Оказалось, что наблюдается прямая связь между развитием онкологических заболеваний и ранней смертностью пожилых мужчин, а также изменением состава их крови. Именно потеря в лейкоцитах Y-хромосомы предшествует подобным изменениям.

Обнаружить это явление учёным удалось полвека назад, однако причины и последствия выяснились только сейчас. Изучив динамику анализов крови 1153 мужчин в возрасте 70 и более лет, удалось обнаружить, что пожилые люди, в чьей крови утрачена Y-хромосома, живут в среднем на 5,5 лет меньше и чаще болеют раком.

Оказывается, что составляющие Y-хромосому гены не только определяют пол и участвуют в выработке сперматозоидов, но и играют другие, пока мало изученные, функции.

Согласно последним гипотезам, именно возрастная утрата Y-хромосомы нарушает полноценную работу иммунной системы, что и становится предпосылкой для бесконтрольного разрастания тканей и развития онкологии.

Если это так, то простой анализ состава лейкоцитов позволит оценить риск заболевания раком у конкретного мужчины.

Именно Y-хромосома является наиболее восприимчивой к воздействию внешних факторов и возможным мутациям, однако изучить весь спектр её влияния на организм учёным ещё предстоит.

Y-хромосома – уникальная составляющая человеческого генома, наличием которой могут «похвастаться» лишь представители сильной половины человечества.

От других 45 составляющих здорового кариотипа, мужская половая хромосома отличается отсутствием пары и способностью служить одной из главных причин мутаций в организме.

Учёные утверждают: в женском кариотипе Y-хромосома полностью отсутствует, и даже у имеющих её мужчин при размножении не способна обмениваться участками ДНК с другими хромосомами.

Именно этим и объясняются пессимистические прогнозы научных мужей, которые пророчат полное исчезновение особей мужского пола в течение ближайших 10 млн. лет: обедневший наследственный материал Y-хромосомы и накопленные мутации делают её носителей всё менее и менее жизнеспособными.

Впрочем, в результате научных разработок получен и ещё более неожиданный результат: оказывается, для воспроизводства потомства участие носителя мужской хромосомы не является обязательным.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.