Cromozomul Y la primate – inclusiv la oameni – evoluează mult mai rapid decât cromozomul X, sugerează o nouă cercetare pe șase specii de primate.
De exemplu, oamenii și cimpanzeii împart mai mult 98% din ADN-ul lor pe întregul genom, dar doar 14% până la 27% din secvențele ADN de pe cromozomul Y uman sunt împărtășite cu rudele noastre cele mai apropiate.
Descoperirea i-a surprins pe oamenii de știință, având în vedere că oamenii și cimpanzeii s-au separat în urmă cu doar 7 milioane de ani – o problemă în termeni evolutivi.
„Mă aștept ca genomul meu să fie foarte diferit de cel al bacteriilor sau insectelor, deoarece a trecut mult timp, din punct de vedere evolutiv”, coautor al studiului. Brandon Pickett, un bursier postdoctoral la Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman (NHGRI) din cadrul National Institutes of Health, a declarat pentru Live Science. „Dar de la alte primate, mă aștept să fie destul de asemănător.”
Legate de: Genomul a 51 de specii de animale cartografiat în timp record, creând „mașină evolutivă a timpului”
Nu este clar de ce cromozomul Y evoluează atât de rapid. Pentru început, există doar o singură copie a cromozomului Y per celulă – la primate, femelele poartă două copii ale cromozomului X, în timp ce masculii poartă un cromozom X și un cromozom Y – cromozomul Y joacă un rol critic în producția de spermatozoizi și fertilitate. . A avea doar o singură copie a cromozomului Y prezintă o vulnerabilitate – dacă se întâmplă schimbări, nu există un al doilea cromozom care să acționeze ca o rezervă.
Și schimbări sunt probabil să apară din cauza a ceva numit părtinire de mutație. Cromozomul Y poate fi atât de predispus la schimbare, deoarece generează mulți spermatozoizi. Acest lucru necesită multă replicare a ADN-ului. Și de fiecare dată când ADN-ul este copiat, există șansa ca greșeli să se strecoare.
Oamenii de știință au ordonat anterior genomul primatelor pentru toate cele 16 familii reprezentative.
În noul studiu, publicat pe 29 mai în jurnal Natură, oamenii de știință au comparat cromozomii sexuali ai cinci specii de maimuțe mari – cimpanzeii (Pan troglodiți), bonobo (Pan paniscus), gorilele de câmpie vestică (gorila gorila gorila) și urangutanii din Bornean și Sumatra (Pongo pygmaeus și Pongo abelii) – și unul mai îndepărtat înrudit cu oamenii, gibonii siamang (Symphalangus syndactylus).
Echipa a studiat cromozomii folosind secvențierea telomer-la-telomer (T2T). T2T poate secvența cu precizie elemente repetitive, inclusiv „capsele” telomerilor de protecție ale cromozomilor care s-au dovedit 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 aceleași.
Secvențele cromozomiale X și Y ale fiecăreia dintre cele șase specii au fost, de asemenea, comparate cu cromozomul X și Y uman, deja secvenționați într-un studiu anteriorcu metoda T2T.
Descoperirile au arătat că în toate speciile studiate, cromozomul Y a evoluat rapid. Chiar și speciile din același gen au cromozomi Y foarte diferiți între ele. De exemplu, cimpanzeii și bonoboi s-au separat cu doar 1 milion până la 2 milioane de ani în urmă, dar există o diferență dramatică în lungimea cromozomului lor Y, a spus. Christian Roosun om de știință senior la Laboratorul de Genetică a Primatelor, Centrul German de Primate, care nu a fost implicat în studiu.
În unele cazuri, diferența de lungime – cauzată de pierderile cromozomilor sau dublările care apar atunci când ADN-ul este copiat – s-a ridicat la aproximativ jumătate din diferențele observate. De exemplu, cromozomul Y din Urangutanul de Sumatra este de două ori mai lung decât Y al gibonului cromozom.
În schimb, studiul a constatat că cromozomul X a fost foarte conservat în speciile de primate, așa cum ar fi de așteptat pentru o structură cu un rol critic în reproducere.
Un motiv pentru care Y pare să fi prosperat în ciuda unei rate atât de ridicate de mutație este că, în toate speciile studiate, conține întinderi de material genetic foarte repetitiv, cum ar fi repetările palindromice, în care secvența citește la fel înainte și înapoi. Cuibărite în aceste întinderi de ADN care se repetă sunt gene. Deci, ADN-ul repetat poate proteja genele importante de greșelile de replicare și, prin urmare, poate păstra materialul biologic esențial, au scris cercetătorii în lucrarea lor.
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.