Наш общий бизнес-фронт BIKINIKA.com.ua
Ск ол ьк про ещ е в ре су в з ап ас е
у м вже ск ог о п ол а:
ми лл в.о. ни ле т і чи ж
то ль до ти ся че ле ти я?
Єдина хромосома, яка визначає на даний момент історії розвитку тваринного світу існування чоловічої статі, може незабаром зникнути. Для науки це не секрет, адже тенденція очевидна: в чоловічій Y-хромосомі залишилося менше 200 генів, в той час як жіноча Х-хромосома має майже 1100. Але зрозуміти генетичний механізм повільно поточного процесу американські біологи змогли тільки зараз.
Про те, що чоловічих особин загрожує повне вимирання, генетики говорять уже давно. А нинішнє дослідження вчених з університету Пенсільванії (Perm State) показало, що Y-хромосома, яка трапляється тільки у особин чоловічої статі, еволюціонувала набагато швидше Х-хромосоми, присутньої у обох статей.
Втрата генетичних елементів Y-хромосомою відбувалася так швидко, що якби була настільки ж активна досі, пропала б чоловіча хромосома зовсім.
Нагадаємо, стать людини та інших ссавців визначається набором хромосом, успадкованих від батьків. В ядрі еукаріотичної клітини людини 23 пари хромосом, з них одна відноситься до статевих (успадковане від батьків поєднання XX означає, що перед нами дівчинка, поєднання XY - хлопчик).
У більшості ссавців розклад такий же, поки із загального списку вибився, мабуть, тільки качконіс зі своїми десятьма статевими хромосомами (разом п'ять пар).
Дізнатися більше про визначення підлог і Y-хромосомі, як не дивно, зважилися лише дві ... жінки (а адже дослідження щось масштабне). Професор Катерина Макова (Kateryna Makova) і Мелісса Вілсон (Melissa Wilson), науковий співробітник Національного фонду науки США (National Science Foundation), мабуть, пішли по стопах іншої жінки-генетика, також передбачила колись зникнення чоловічого начала.
«Існують три великі окремі групи ссавців: яйцекладущие, такі як качконіс і єхидна, сумчасті, такі як кенгуру і опосуми, і плацентарні. До останніх відносяться, наприклад, люди, собаки, миші і жирафи », - розповідає в прес-релізі університету Макова.
Х- і Y-хромосоми сумчастих і плацентарних з'явилися в ході еволюції з пари нестатевих (аугосомних) хромосом.
«У плацентарних ссавців статеві хромосоми містять особливий додаткову ділянку ДНК, який у інших ссавців розташований на нестатевих хромосомах», - додає Катерина.
Багато мільйонів років тому шматки генетичного коду охоче переміщалися між двома цими ділянками. Однак між 80 і 130 мільйонами років тому процес зупинився. Х- і Y-хромосома стали окремими об'єктами: одна область коду стала повністю «жіночої», а друга - «чоловічий». За деякими даними, це дозволило природі підтримати кількість народжених самців і самок в співвідношенні 1: 1 (тобто приблизно однаковим).
Вчені порівняли ДНК статевих хромосом у плацентарних ссавців і генетичний код нестатевих хромосом качкодзьоба і опосума (благо геноми обох тварин недавно розшифрували: 1 і 2).
Це дозволило фахівцям повернутися назад в часі і уявити, що ж відбувалося, коли обмін ще мав місце (в нестатевих хромосомах опосумів і утконосов цей механізм зустрічається до сих пір).
Порівнюючи між собою ДНК окремих сховищ генетичної інформації, дослідники отримали дані щодо змін кожної з них.
Як пишуть біологи у своїй статті в журналі PLoS Genetics, після повного поділу статевих хромосом той самий специфічний ділянку ДНК Х-хромосоми продовжив свої зміни в тому ж темпі, що і нестатеві хромосоми, а ось особлива ділянка ДНК Y-хромосоми «заворушився» і почав швидко перебудовуватися.
Справа в тому, що, не маючи можливості зіставляти і обмінюватися генами, хромосоми втрачають здатність «лікувати» виникають дефекти (пари-то більше немає). Тому «поламані» мутаціями гени поступово руйнуються. Відокремившись від Х-хромосоми (у якій завжди буде ідентична сусідка), «чоловіча» хромосома початку швидко викидати непотрібні більш складові.
(Відзначимо, що Х-хромосомі плацентарних при поділі теж довелося несолодко: природа по суті законсервувала її складу, щоб не виникло непотрібного числа копій генів. Саме з цієї причини мутації і їх закріплення у самок мають місце в основному ваутосомах.)
Коли вчені зрозуміли, що Y-хромосома еволюціонує і «коротшає» швидше, вони вирішили з'ясувати, чому ж вона існує до цих пір.
«Ми думали, що в« чоловічий »хромосомі присутні дуже важливі гени, наприклад, ті, що визначають появу сперми. Решта несуттєві для виживання складові випадають. Тому ми і бачимо таку різницю в кількості генів колись ідентичних Х- і Y-хромосоми », -розповідає Вілсон.
І незважаючи на те що викидання спадкових складових триває, ще присутні гени, які збереглися протягом такого тривалого часу. Вони, швидше за все, важливі для виживання організмів, тому-то й існує Y-хромосома донині.
Начебто все просто і вірно, але гіпотезу необхідно було перевірити. За що і взялися вчені. Цього разу вони вирішили порівняти експресію і функції «парних» генів, розташованих на колись обмінюються складовими ділянках ДНК.
Якби гени «чоловічий» хромосоми були б відмінні від своїх товаришів з «жіночої» (виконували б іншу роботу), тоді було б ясно: не можуть їх замінити «жіночі» соратники, а значить, вони поки ще грають істотну роль.
«Ця гіпотеза виявилася вірною», - розповідає Катерина.
Вченим вдалося виявити на Y-хромосомі виняткові гени, проте інші, за словами дослідників, або вже «мертві», або незабаром зникнуть. Це навело біологів на думку, що «чоловіча» хромосома все-таки самознищиться.
«Такий шанс залишається. Це, звичайно, не означає, що всі чоловіки і чоловічі особини тварин зникнуть з лиця Землі. Куди ймовірніше, що ще одна пара нестатевих хромосом піде в справу. В результаті утворюється новий вид статевих хромосом », - пояснює Макова.
Щоб зрозуміти, коли ж відбудеться зникнення Y-хромосоми, вченим необхідно провести додаткові експерименти. Отримані дані вони використовують для побудови комп'ютерної моделі. Вона і покаже, скільки ще часу в запасі: мільйони років або ж тільки тисячоліття.