Negana to, Y chromosoma sparčiai degeneruoja, taigi moterys turi dvi normalias X chromosomas, tačiau vyrai turi sveiką X ir deformuotą Y chromosomą. Jeigu šie pakitimai toliau progresuos tokiu pat tempu, ji išnyks jau po 4,6 mln. metų. Ir nors atrodo, kad toks laiko tarpas yra didelis, prisiminus, kad gyvybė žemėje egzistuoja jau 3,5 mlrd. metų, nuomonė pasikeičia.
Tačiau Y chromosoma ne visada buvo tokia, kokia yra dabar. Jeigu atsuktume laikrodį 166 mln. metų atgal, kuomet išsivystė patys pirmieji žinduoliai, pamatytume, kad situacija buvo visiškai kitokia. Ankstyvoji „proto-Y“ chromosoma buvo tokio pat dydžio kaip ir X chromosoma, ir joje buvo užkoduoti tokie patys genai. Tačiau Y chromosoma turi vieną esminį trūkumą. Priešingai nei visos kitos chromosomos, kurių kiekvienoje ląstelėje turime po dvi kopijas, Y chromosoma savo kopijos neturi, ir ji sūnums yra perduodama tik iš tėvo.
Tai reiškia, kad Y chromosomoje užkoduotuose genuose nevyksta genetinė rekombinacija – procesas, kurio metu kiekvienos kartos genai persitvarko, sumažinant grėsmingų genų mutacijų tikimybę. Kadangi Y chromosomoje šis procesas nevyksta, joje esantys genai palaipsniui degeneruoja ir iš lėto nyksta iš genomo.
Išsivystė chromosomos apsauga
Neseniai atlikti tyrimai parodė, kad Y chromosomoje išsivystė gana veiksmingi degeneracijos lėtinimo mechanizmai, kurie gali sustabdyti genų praradimą.
„PLoS Genetics“ žurnale yra aprašomas Danijoje vykdytas tyrimas, kurio metu mokslininkai išanalizavo 62-jų vyrų Y chromosomose esančių genų fragmentų sekas. Tyrėjai pastebėjo struktūrines sekų pertvarkas, kurios sustiprina genus – chromosomoje susikaupia kelios genų kopijos, o tai užtikrina tinkamą spermos funkciją ir mažina genų praradimą.
Tyrimas taip pat atskleidė, kad Y chromosomoje susidaro neįprastos struktūros, vadinamos palindromais (DNR sekos, kurios skaitant tiek iš kairės į dešinę, tiek iš dešinės į kairę atrodo taip pat, pavyzdžiui, kaip žodis „savas“), kurios apsaugo ją nuo tolimesnės degeneracijos. Mokslininkai palindrominėse Y chromosomos sekose taip pat užfiksavo didelį genų konversijų įvykių skaičių. Tai iš esmės yra kopijavimo ir įklijavimo procesas, leidžiantis „pataisyti“ pažeistus genus, kaip šabloną naudojant nepažeistą atsarginę geno kopiją.
Tiriant kitus gyvūnus (Y chromosomas turi visi žinduoliai ir kai kurios kitos rūšys), aptinkama vis daugiau įrodymų, kad Y chromosomos genų stiprinimas yra universalus procesas. Genų stiprinimas yra ypač svarbus spermos gamybai ir (bent jau graužikams) palikuonių lyties santykio reguliavimui. Neseniai žurnale „Molecular Biology and Evolution“ pasirodė straipsnis, kuriame tyrėjai pateikė įrodymų, kad tiriant peles pastebėtas didelis genų kopijų skaičius yra natūralios atrankos rezultatas.
Bandydami atsakyti į klausimą, ar Y chromosoma laikui bėgant išnyks, mokslininkų bendruomenė, bent jau Jungtinėje Karalystėje, pasidalino į dvi stovyklas: tie, kurie teigia, kad ji išnyks, ir tie, kurie sako, jog ji išliks. Pastaroji grupė teigia, kad jos puikiai veikiantys saugumo mechanizmai jau išgelbėjo Y chromosomą. Tačiau, skeptiškai nusiteikę mokslininkai sako, kad šie mechanizmai tepadeda pristabdyti nykimo procesą, ir ateityje Y chromosoma vis tiek išnyks. Taigi diskusijos tęsiasi.
Jenny Graves, Australijos La Trobe universiteto mokslininkė ir viena pagrindinių teorijos, kad Y chromosoma yra pasmerkta, šalininkių, teigia, kad net jei Y chromosomai ir pavyks išsilaikyti ilgiau, nei pranašaujama, pažiūrėjus į ilgalaikę perspektyvą, šios chromosomos išnykimas yra neišvengiamas. Mokslininkė 2016 m. parengtame darbe pastebi, kad tokios rūšys kaip japoninės dygliažiurkės ir akliukai jau prarado savo Y chromosomas. Taigi, J. Graves teigimu, genų praradimo ir kūrimo procesai šioje chromosomoje galiausiai lemia vaisingumo problemas. Tiesa, visa tai gali paskatinti visiškai naujų rūšių atsiradimą.
Ar nebebus vyrų?
Net jeigu žmonės nebeturės Y chromosomos, tai nereiškia, kad vyrai išnyks. Net gyvūnų rūšims, kurios nebeturi šios chromosomos, dauginimuisi yra reikalingi tiek vyrai, tiek moterys.
Tokiais atvejais, SRY genas, kuris nulemia genetinį vyriškumą, persikelia į kitą chromosomą. Tačiau naujoji lytį nulemianti chromosoma – ta, kurioje atsiranda SRY genas – irgi iš lėto pradeda degeneruoti, nes ir joje nustoja vykti rekombinacija, o tai pasmerkė ankstesniąją Y chromosomą.
Nors Y chromosomos reikia natūraliam dauginimuisi, žmonės yra įdomūs tuo, kad naudojant pagalbinio apvaisinimo metodus, dauguma genų, esančių šioje chromosomoje nėra būtini. Tai reiškia, kad pritaikant genetinę inžineriją greitai bus įmanoma pakeisti genetinę Y chromosomos funkciją. Tai leistų vaikų susilaukti tos pačios lyties poroms arba nevaisingiems vyrams. Tačiau net jei visiems ir būtų įmanoma pastoti šiuo būdu, mažai tikėtina, kad vaisingos poros nebepastotų natūraliai.
Nors ši genų inžinerijos tyrimų sritis yra išties įdomi ir sukelia daug ginčų, nerimauti neverta. Mokslininkai net nėra tikri, ar Y chromosoma tikrai išnyks. Ir, kaip jau buvo minėta, net jeigu taip ir nutiktų, vyrų ir toliau reikės natūraliam dauginimuisi.
Tikimybė, kad bus sukurta „ūkio“ tipo sistema, kurioje keli „laimingieji“ vyrai būtų atrinkti tapti daugelio vaikų tėvais, tikrai neegzistuoja. Bet kuriuo atveju, per ateinančius 4,6 mln. metų žmonija susidurs su daug didesniais rūpesčiais.
Darrenas Griffinas, Kento universiteto genetikos profesorius, ir Peteris Ellisas, Molekulinės biologijos ir reprodukcijos lektorius Kento universitete. Originali versija buvo publikuota „The conversation“.
