Y hromozom evoluira brže od X hromozoma, otkriva studija o primatima

Foto: Shutterstock

Na primer, ljudi i šimpanze dele više od 98% svoje DNK širom čitavog genoma, ali samo 14-27% DNK sekvenci na ljudskom Y hromozomu imamo zajedničko sa najbližim živim rođacima.

Preporučujemo

Ovaj nalaz je iznenadio naučnike pošto su ljudi i šimpanze krenuli različitim putevima pre samo sedam miliona godina – što je treptaj oka u evolucionom smislu.

„Očekujem da moj genom bude mnogo drugačiji od genoma bakterija ili insekata jer je prošlo mnogo vremena, evoluciono govoreći“, kaže dr Brendon Piket iz američkog Nacionalnog instituta za istraživanje ljudskog genoma. „Što se drugih primata tiče, očekujem da bude prilično sličan“.

Nije potpuno jasno zašto Y hromozom evoluira tako brzo. Pre svega, postoji samo jedna kopija Y hromozoma po ćeliji – kod primata, ženke imaju dve kopije X hromozoma, dok mužjaci imaju X i Y hromozom – Y hromozom igra bitnu ulogu u proizvodnji spermatozoida i fertilitetu. Posedovanje samo jedne kopije Y hromozoma predstavlja ranjivost – ako dođe do izmena, nema drugog hromozoma koji bi bio rezerva.

Promene su moguće zbog takozvane sklonosti ka mutaciji. Y hromozom je možda tako sklon ka promeni jer stvara mnogo spermatozoida. To zahteva mnogo DNK replikacije, a svaki put kad se DNK kopira – postoji šansa da dođe do grešaka.

Naučnici su ranije sekvencirali genom primata kod svih 16 reprezentativnih porodica. U novoj studiji objavljenoj u maju uporedili su polne hromozome pet vrsta velikih čovekolikih majmuna (šimpanza, bonobo, zapadni nizijski gorila, orangutani sa Bornea i Sumatre) i jedne u daljem srodstvu sa ljudima – gibona sijamanga.

Hromozomne X i Y sekvence svake od tih šest vrsta su takođe upoređene sa ljudskim X i Y hromozomom.

Otkriveno je da kod svih proučavanih vrsta Y hromozom evoluira vrlo brzo. Čak i vrste u istom rodu imaju vrlo različite Y hromozome. Na primer, šimpanze i bonoboi su divergirali pre samo 1-2 miliona godina, a ipak postoji drastična razlika u dužini njihovih Y hromozoma.

U nekim slučajevima, razlika u dužini – izazvana gubicima ili duplikacijama prilikom kopiranja DNK – činila je otprilike polovinu osmotrenih razlika. Tako Y hromozom orangutana sa Sumatre ima dvostruku dužinu gibonovog Y hromozoma.

Nasuprot tome, studija je otkrila da je X hromozom vrlo očuvan, što se moglo očekivati u pogledu strukture sa bitnom ulogom u reprodukciji.

Jedan razlog za uspešan razvoj Y hromozoma uprkos visokom nivou mutacije jeste što kod svih proučavanih vrsta sadrži oblasti veoma repetitivnog genetskog materijala, kao što su palindromska ponavljanja, gde se sekvenca čita isto u oba smera. Između tih oblasti ponavljajuće DNK su smešteni geni. Tako da ponovljena DNK možda štiti važne gene od replikacionih grešaka i čuva bitan biološki materijal.

Ograničenja studije su to što je proučavan samo jedan predstavnik svake vrste primata i što ne govori koliko Y hromozom varira kod životinja iste vrste, kaže Piket.

(Telegraf Nauka/Live Science)