Chromosoom Y in rood, naast het veel grotere X-chromosoom. National Human Genome Research Institute

Het Y-chromosoom is mogelijk een symbool van mannelijkheid, maar het wordt steeds duidelijker dat het allesbehalve sterk en duurzaam is. Hoewel het de "Hoofdschakelaar" gen, SRY, dat bepaalt of een embryo zich zal ontwikkelen als mannelijk (XY) of vrouwelijk (XX), het bevat heel weinig andere genen en is het enige chromosoom dat niet nodig is voor het leven. Vrouwen slagen immers prima zonder een.

Bovendien is het Y-chromosoom snel gedegenereerd, waardoor vrouwen twee volkomen normale X-chromosomen hebben, maar mannetjes met een X en een verschrompelde Y. Als dezelfde degeneratiegraad doorgaat, heeft het Y-chromosoom net Nog 4.6m jaar over voordat het volledig verdwijnt. Dit klinkt misschien als een lange tijd, maar het is niet wanneer je bedenkt dat het leven voor 3.5 miljard jaar op Aarde bestaat.

Het Y-chromosoom is niet altijd zo geweest. Als we de klok jaren terug terugspoelen naar 166m, naar de allereerste zoogdieren, was het verhaal compleet anders. Het vroege "proto-Y" -chromosoom had oorspronkelijk dezelfde grootte als het X-chromosoom en bevatte dezelfde genen. Y-chromosomen hebben echter een fundamentele tekortkoming. In tegenstelling tot alle andere chromosomen, die we in elk van onze cellen twee kopieën hebben, zijn Y-chromosomen altijd aanwezig als een enkele kopie, doorgegeven van vaders naar hun zonen.

Dit betekent dat genen op het Y-chromosoom geen genetische recombinatie kunnen ondergaan, het "schudden" van genen die bij elke generatie voorkomt, wat helpt om schadelijke genmutaties te elimineren. Beroofd van de voordelen van recombinatie degenereren Y-chromosomale genen in de loop van de tijd en worden ze uiteindelijk verloren van het genoom.

Desondanks heeft recent onderzoek aangetoond dat het Y-chromosoom enkele behoorlijk overtuigende mechanismen heeft ontwikkeld om "de remmen op te zetten", waardoor de snelheid van genverlies tot een mogelijke stilstand wordt vertraagd.

Een recent Deens onderzoek, gepubliceerd in PLoS Genetics, gesequentieerde delen van het Y-chromosoom van 62 verschillende mannen en vonden dat het vatbaar is voor grootschalige structurele herschikkingen die "genamplificatie" mogelijk maken - de verwerving van meerdere kopieën van genen die gezonde spermafunctie bevorderen en genverlies verminderen.

De studie toonde ook aan dat het Y-chromosoom ongebruikelijke structuren heeft ontwikkeld die "palindromen" worden genoemd (DNA-sequenties die hetzelfde naar voren en achteren lezen - zoals het woord "kajak"), die het beschermen tegen verdere afbraak. Ze registreerden een hoge frequentie van "genconversie-events" binnen de palindrome sequenties op het Y-chromosoom - dit is in feite een "copy and paste" -proces waarmee beschadigde genen kunnen worden gerepareerd met een onbeschadigde back-upkopie als sjabloon.

Kijkend naar andere soorten (Y-chromosomen bestaan ​​in zoogdieren en enkele andere soorten), a groeiende bewijsmateriaal geeft aan dat de amplificatie van het Y-chromosoommeng een algemeen principe is over de hele linie. Deze geamplificeerde genen spelen een cruciale rol bij de productie van sperma en (althans bij knaagdieren) bij het reguleren van de geslachtsverhouding bij nakomelingen. Inschrijven Moleculaire biologie en evolutie recentelijk hebben onderzoekers aangetoond dat deze toename van het aantal genkopieën bij muizen het gevolg is van natuurlijke selectie.

Op de vraag of het Y-chromosoom daadwerkelijk zal verdwijnen, de wetenschappelijke gemeenschap, zoals het VK op dit moment, is momenteel verdeeld in de "vertrekkers" en de "resten". De laatste groep beweert dat zijn afweermechanismen uitstekend werken en het Y-chromosoom hebben gered. Maar de vertrekkers zeggen dat het enige is dat ze toestaan ​​dat het Y-chromosoom zich vastklampt aan zijn vingernagels, voordat hij uiteindelijk van de klif valt. Het debat gaat daarom verder.

Een vooraanstaand voorstander van het verlofargument, Jenny Graves van La Trobe University in Australië beweert dat, als je een langetermijnperspectief inneemt, de Y-chromosomen onvermijdelijk ten onder gaan - ook al houden ze het soms wat langer vol dan verwacht. In een 2016-document, zij wijst erop dat Japanse stekelige ratten en mol-woeloes hebben hun Y-chromosomen geheel verloren - en betoogt dat de processen van genen die verloren gaan of gecreëerd worden op het Y-chromosoom onvermijdelijk leiden tot vruchtbaarheidsproblemen. Dit kan op zijn beurt uiteindelijk de vorming van geheel nieuwe soorten stimuleren.

De ondergang van mannen?

Zoals we betogen in een hoofdstuk in a nieuw e-boek, zelfs als het Y-chromosoom bij mensen verdwijnt, betekent dit niet noodzakelijk dat mannen zelf op weg zijn. Zelfs bij de soorten die hun Y-chromosomen daadwerkelijk volledig zijn kwijtgeraakt, zijn mannetjes en vrouwtjes beide nog steeds nodig voor de voortplanting.

In deze gevallen is het SRY "hoofdschakelaar" -gen dat de genetische mannelijkheid bepaalt, verplaatst naar een ander chromosoom, wat betekent dat deze soorten mannetjes produceren zonder een Y-chromosoom nodig te hebben. Het nieuwe geslachtsbepalende chromosoom - waar SRY naar toe gaat - zou dan opnieuw het proces van degeneratie moeten starten vanwege hetzelfde gebrek aan recombinatie dat hun vorige Y-chromosoom heeft gedoemd.

Het interessante van mensen is echter dat, hoewel het Y-chromosoom nodig is voor normale menselijke voortplanting, veel van de genen die het draagt ​​niet nodig zijn als je kunstmatige reproductietechnieken gebruikt. Dit betekent dat genetische manipulatie binnenkort mogelijk zal zijn vervang de genfunctie van het Y-chromosoom, vrouwelijke koppels van hetzelfde geslacht of onvruchtbare mannen toestaan ​​zwanger te worden. Echter, zelfs als het mogelijk zou worden voor iedereen om op deze manier zwanger te worden, lijkt het hoogst onwaarschijnlijk dat vruchtbare mensen gewoon stoppen met het op natuurlijke wijze reproduceren.

Hoewel dit een interessant en fel bediscussieerd gebied van genetisch onderzoek is, hoeft u zich geen zorgen te maken. We weten niet eens of het Y-chromosoom helemaal zal verdwijnen. En, zoals we hebben aangetoond, zelfs als dat zo is, zullen we waarschijnlijk mannen blijven gebruiken, zodat de normale reproductie kan doorgaan.

Inderdaad, het vooruitzicht van een systeem van het "boerderijdier" waar een paar "gelukkige" mannetjes worden geselecteerd om de meerderheid van onze kinderen te verwekken, is zeker niet aan de horizon. In elk geval zullen er veel meer zorgen zijn over de komende 4.6m-jaren.

Over de Auteurs

Darren Griffin, hoogleraar genetica, University of Kent en Peter Ellis, docent Moleculaire biologie en reproductie, University of Kent

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon