کروموزوم Y انسانی تنها ۳ درصد از ژنهای اجدادی را در خود جای داده است.

کروموزوم Y دارای بخش کوچکی از ژنهاست که جنسیت را تعیین می کنند اما آن طور که به نظر می رسید پایدار نیست. در واقع اگر کروموزوم Y را در طول تکامل مورد بررسی قرار دهیم می توانیم کاهش چشمگیری را در آن ببینیم. در نتیجه آیا ممکن است روزی کاملا از بین برود؟ و اگر چنین اتفاقی رخ دهد چه تاثیری بر روی انسان ها خواهد داشت؟ این عنوانی است که پیش از این بحث های زیادی را به خود اختصاص داده است اما مقاله ای که به تازگی در مجله Nature به چاپ رسیده است بیان می کند که از میان رفتن این کروموزوم تثبیت شده است.

انسان ها مانند دیگر پستانداران دارای کروموزوم های جنسی می باشند. جنس مونث دارای دو کپی از یک کروموزوم با اندازه متوسط به نام X است این در حالی است که جنس مذکر دارای یک X و یک Y کوچک است. کروموزوم X حاوی حدود ۱۶۰۰ ژن با عملکرد های متفاوت است. اما کروموزوم Y تعداد ژن های بسیار کمی دارد (حدود ۵۰ ژن) که تنها ۲۷ مورد از آنها در ناحیه اختصاصی مرد بر روی این کروموزوم قرار گرفته اند. بسیاری از آنها با تعداد کپی زیاد وجود دارند و تعداد زیادی هم غیر فعال بوده و در میان حلقه های بزرگ DNA قرار گرفته اند. بیشتر Y از DNA ناکارآمد تکراری تشکیل شده است. در نتیجه Y انسانی دارای تمام شواهد مورد نیاز برای یک کروموزم در حال از میان رفتن است. این در حالی است که Y باید دارای ژنی باشد که مردانگی را مشخص می کند زیرا افراد XXY مرد بوده و افراد XO با یک X و بدون Y زن می باشند.

ما می دانیم که در هفته دوازدهم جنین انسانی XY، بیضه ها که مسئول ترشح هورمون های مردانه برای به وجود آمدن جنس مذکر هستند، شکل می گیرند. هویت ژن تعیین کننده جنسیت مرد بر روی Y (ژن SRY) در ۱۹۹۰ توسط یک دانشجوی دکترای استرالیایی به نام Andrew Sinclair کشف شد. کودکان دارای جهش در ژن SRY، بیضه نداشته و همانند یک زن رشد پیدا می کنند.

جنسیت در دیگر مهره داران

اگر از فکر انسان ها خارج شویم خواهید دید که سیستم های بسیار متفاوتی برای تعیین جنسیت وجود دارد. بعضی خزندگان، ماهی و قورباغه ها همانند انسان به صورت XX مونث و XY مذکر هستند اما ژنهای جنسیتی متفاوتی دارند. دیگر مهره داران مانند پرندگان و مارها کاملا برعکس عمل می کنند. در این موجودات ZZ مرد و ZW زن بوده و ژنهای جنسی نیز متفاوت هستند. بسیاری از خزندگان و بعضی از ماهی ها از شرایط محیطی (معمولا دما) و نه عوامل ژنتیکی، برای تعیین جنسیت استفاده می کنند. پس این ایده درستی نیست اگر تصور کنیم که تعیین جنسیت انجام شده در انسان ها، در تمام مهره داران یکسان است.

s93916a

از بین رفتن Y انسانی

حالا بازگردیم به دنیای انسان ها. چه اتفاقی برای Y رخ داده که بسیار کوچکتر از X بوده و بیشتر ژنهای خود را از دست داده است؟

کروموزوم های جنسی ما تنها جفتی از کروموزوم های معمولی است که در پرندگان و خزندگان نیز وجود دارند. ما متوجه شدیم که این کروموزوم ها حتی در پستانداران تخم گذار (مانند پلاتیپوس و اکیدنه) که جد مشترکمان با آنها به ۱۶۶ میلیون سال پیش باز میگردد نیز معمول هستند. این بدان معنی است که از ۱۶۶ میلیون سال پیش، Y انسانی بیشتر از ۱۶۰۰ ژن خود را از دست داده است یعنی با سرعتی معادل ۱۰ ژن در هر میلیون سال.

با چنین سرعتی کروموزوم Y در حدود ۴٫۵ میلیون سال دیگر کاملا از میان خواهد رفت. چنین برداشتی که در نتیجه گیری مقاله ای در سال ۲۰۰۲ به چاپ رسیده بود منجر به واکنش های بسیار و پاسخ های شدیدی شد. هنگامی که در مورد از میان رفتن Y صحبت می شود مرد ها به شدت عکس العمل نشان داده و از مردانگی خود دفاع می کنند.

اما چرا متعجب شویم؟ از بین رفتن یکی از خصوصیات تمام سیستم های کروموزوم های جنسی است. به دست آوردن ژنی که جنسیت را مشخص می کند مانند بوسه مرگ برای آن کروموزوم است زیرا دیگر ژنهای نزدیک آن بر روی Y عملکرد مخصوص به جنس مرد پیدا کرده اند و این ژنها با مهار جابجایی با کروموزوم X، کنار هم نگاه داشته می شوند.

این بدان معنی است که Y نمی تواند از جهش ها یا حذف ها یا حمله DNA ناکارآمد با انجام جابجایی با X جان سالم به در برد. کروموزوم Y بیچاره در شرایط دشواری نیز به سر می برد زیرا در تمام نسل ها در بیضه باقی می ماند. این مکان میتواند بسیار خطرناک باشد زیرا سلول ها برای تولید اسپرم باید تقسیمات زیادی را پشت سر بگذارند و در نتیجه امکان جهش در آنها زیاد خواهد بود.

آیا Y انسانی پایدار شده است؟

از دست رفتن ژن های Y به صورت ناخواسته ای خطی هستند. این اتفاق با ناپایدار شدن Y سرعت می یابد و یا می تواند برای نگه داری ژن های حیاتی توسط Y تثبیت شود. زیست شناس David Page و همکارانش به شدت از کروموزوم Y دفاع می کنند بدین صورت که اگرچه شامپانزه ها از زمان جد مشترک مان در ۵ میلیون سال پیش تاکنون تعدادی ژن از دست داده اند اما این اتفاق در انسان ها رخ نداده است. در حقیقت ما انسانها از ۲۵ میلیون سال پیش تا به امروز که از میمون ها جدا شده ایم تعداد بسیار کمی ژن از دست داده ایم.

آیا پس از این همه Y انسانی تثبیت شده است؟ شاید از میان رفتن هریک از ۲۷ ژن Y باقی مانده، منجر به دشواری زنده ماندن یا ناباروری ناقل خود شوند. مقاله ای که توسط گروه Page در ۲۰۱۴ به چاپ رسیده بود اعتقاد دارد که Y برای زنده ماندن لازم است و همین امر منجر به بحث های داغی در رادیوی ملی آمریکا (NPR) شد.

s93916b



اما نگاه دقیقتر آشکار ساخت حتی ژن هایی با عملکرد مهم بر روی Y انسانی (مانند تولید اسپرم)، در Y موش از میان رفته اند و برعکس. جالب تر آنکه گونه های دو گروه جونده تمام کروموزوم Y خود را از دست داده اند. ژنهای Y یا از میان رفته یا به کروموزوم ها دیگر منتقل شده اند و البته چگونگی این کار هنوز مشخص نشده است. پس این امکان وجود دارد که Y در میان نباشد و به زندگی ادامه دهیم.

دنیایی بدون مردها

اگر Y انسانی از میان برداشته شود آیا مردها ناپدید می شوند؟ اگر چنین اتفاقی رخ دهد این پایان زندگی بشریت خواهد بود. ما نمی توانیم گونه ای باشیم که تنها جنس مونث داشته باشد (مانند بعضی از مارمولک ها از جمله مارمولک دم شلاقی نیو مکزیکو) زیرا حد اقل ۳۰ ژن نقش گذاری شده (imprinted) وجود دارد که تنها هنگامی که از طریق اسپرم منتقل می شوند فعال هستند. در نتیجه بدون مردها نمی توانیم تولید مثل کنیم.

آیا این بدان معنی است که انسان ها در ۴٫۵ میلیون سال دیگر منقرض خواهند شد؟ لزوما نه. جوندگان بدون Y یک ژن تعیین جنسیت جدید را تکامل داده اند پس چرا چنین اتفاقی در انسان ها رخ ندهد؟

s93916c

ممکن است چنین اتفاقی هم اکنون در بعضی جمعیت های کوچک جدا افتاده، رخ داده باشد جایی که اتفاقات ژنتیکی با احتمال بیشتری رخ میدهند. جز با غربالگری کروموزوم های انسانی از تمام جمعیت های کره زمین متوجه چنین اتفاقی نخواهیم شد. اما انسان هایی با ژن های تعیین جنسیت جدید به راحتی نخواهند توانست با انسان هایی که سیستم موجود XY را دارند جفت گیری کنند. اگر چنین اتفاقی رخ دهد فرزندان یک زن XX و یک مرد با ژن های جنسی جدید بیشتر یا میان جنس (intersex) بوده یا نابارور می شوند. چنین سد تولید مثلی می تواند باعث جدایی تکوینی گونه شده و ممکن است دیگر انسان امروزی وجود نداشته باشد و یا چندین گونه انسانی (hominid) متفاوت داشته باشیم.

در هر صورت ۴٫۵ میلیون سال زمان بسیار زیادی است. ما تنها کمتر از ۱۰۰۰۰۰ سال است که به صورت انسان امروزی وجود داریم و راه های بیشماری وجود دارد تا پیش از بین رفتن کروموزوم Y منقرض شویم.





منبع




http://bionet.ir/%d8%ac%d9%86%d8%b3%...f%d9%87%d8%a7/