Cromozomul Y evoluează mai repede decât cromozomul X, arată un studiu pe primate

Cromozomul Y evoluează mai repede decât cromozomul X la primate, inclusiv la oameni, sugerează noi cercetări efectuate pe șase specii.

De exemplu, oamenii și cimpanzeii împart peste 98% din ADN-ul lor la nivelul întregului genom, dar doar între 14% și 27% din secvențele ADN de pe cromozomul Y uman sunt comune cu cele ale celor mai apropiate rude vii ale noastre.

• Microgravitația afectează ritmul normal al inimii astronauților
• Puii de găină ne ajută să înțelegem modul în care creierul recunoaște fețele

Această descoperire i-a surprins pe oamenii de știință, având în vedere că oamenii și cimpanzeii s-au despărțit acum doar 7 milioane de ani, doar „o clipă” din punct de vedere evolutiv.

Cromozomul Y evoluează mai repede decât cromozomul X

„Mă aștept ca genomul meu să fie foarte diferit de cel al bacteriilor sau al insectelor deoarece a trecut mult timp, din punct de vedere evolutiv”, a declarat coautorul studiului Brandon Pickett, cercetător postdoctoral la Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman (NHGRI) din cadrul Institutelor Naționale de Sănătate din SUA.

„Dar în comparație cu alte primate, mă aștept să fie destul de similar”, continuă el, citat de Live Science.

Nu este clar de ce cromozomul Y evoluează mai repede. În primul rând, există doar o singură copie a cromozomului Y per celulă; la primate, femelele au două copii ale cromozomului X, în timp ce masculii au un cromozom X și un cromozom Y; cromozomul Y are un rol critic în producția de spermă și în fertilitate. Având doar o singură copie a cromozomului Y, acest lucru prezintă o vulnerabilitate: dacă apar schimbări, nu există un al doilea cromozom care să acționeze drept copie de rezervă.

Și schimbările sunt probabil să apară datorită așa-numitului bias de mutație. Cromozomul Y poate fi atât de predispus la schimbări deoarece generează mulți spermatozoizi. Acest lucru necesită multe replicări ale ADN-ului. Și de fiecare dată când ADN-ul este copiat, există o șansă să apară erori.

Oamenii de știință au secvențiat anterior genomul primatelor pentru toate cele 16 familii reprezentative.

Ce primate au fost studiate?

În noul studiu, publicat în jurnalul Nature, oamenii de știință au comparat cromozomii sexuali de la cinci specii de maimuțe mari: cimpanzeii (Pan troglodytes), bonobo (Pan paniscus), gorila de câmpie de vest (Gorilla gorilla gorilla) și urangutanii de Borneo și de Sumatra (Pongo pygmaeus și Pongo abelii), dar și o specie mai îndepărtată de oameni, siamang (Symphalangus syndactylus).

Echipa a studiat cromozomii folosind secvențierea telomer-la-telomer (T2T). T2T poate secvenția cu acuratețe elementele repetitive, inclusiv „capacele” de cromozomi care protejează telomerii, care au fost dificil de citit în trecut, a spus Pickett. Cercetătorii au folosit software de calcul pentru a face comparații între rezultatele secvențierii, creând aliniamente pentru a dezvălui care părți ale cromozomului s-au schimbat și care părți au rămas la fel.

Secvențele cromozomilor X și Y ale fiecăreia dintre cele șase specii au fost, de asemenea, comparate cu cromozomii X și Y umani, deja secvențiați într-un studiu anterior folosind metoda T2T.

Rezultatele au arătat că, în toate speciile studiate, cromozomul Y evoluează mai repede. Chiar și speciile din același gen au cromozomi Y foarte diferiți. De exemplu, cimpanzeii și bonobo s-au despărțit acum doar 1-2 milioane de ani, totuși există o diferență dramatică în lungimile cromozomilor Y, a spus Christian Roos, cercetător senior la Primate Genetics Laboratory, German Primate Center, care nu a fost implicat în studiu.

Cromozomul Y evoluează mai repede, dar nu dispare

În unele cazuri, diferența de lungime, cauzată de pierderi sau de duplicări ale cromozomilor care apar atunci când ADN-ul este copiat, a reprezentat până la jumătate din diferențele observate. De exemplu, cromozomul Y de la urangutanul de Sumatra este de două ori mai lung decât cromozomul Y al gibonului.

În contrast, studiul a constatat că cromozomul X a fost foarte conservat între speciile de primate, așa cum era de așteptat pentru o structură cu un rol critic în reproducere.

Un motiv pentru care cromozomul Y pare să fi prosperat, în ciuda unei rate ridicate de mutație, este că în toate speciile studiate, acesta conține secvențe de material genetic foarte repetitiv, cum ar fi repetițiile palindromice, unde secvența se citește la fel de la ambele capete. În aceste secvențe repetitive de ADN se găsesc gene. Astfel, ADN-ul repetitiv poate proteja genele importante de erorile de replicare și, astfel, să păstreze materialul biologic esențial, au scris cercetătorii în lucrare.

Totuși, studiul a avut limitări; a analizat doar un singur reprezentant pentru fiecare specie de primate și nu a putut spune cât de mult ar varia cromozomul Y în cadrul animalelor din aceeași specie, a spus Pickett.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum interacționează proteinele din lapte cu cofeina din espresso

Cheltuim mai mulți bani atunci când plătim cu cardul, arată un studiu

Test de cultură generală. Cine a inventat crema de soare?

Neuronii „prezic” viitorul chiar în timp ce noi dormim