بررسی روند نابودی تدریجی كروموزوم Y در انسان

آیا موش ها انسان را از انقراض نجات می دهند؟

آیا موش ها انسان را از انقراض نجات می دهند؟

گردو دانلود: دانشمندان می گویند، مردان درحال از دست دادن کروموزوم Y خود هستند که جنسیت را تعیین می کند و موش ها به عنوان موجوداتی که اکنون این کروموزوم را از دست داده اند و همچنان به بقای خود ادامه داده اند، می توانند چگونگی ادامه یافتن نسل بشر را برای ما روشن کنند.


به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا، جنسیت نوزادان انسان و سایر پستانداران ازطریق یک ژن تعیین کننده نر در کروموزوم Y تعیین می شود، اما کروموزوم Y انسان درحال انحطاط است و ممکنست در چند میلیون سال آینده به کلی ناپدید و منجر به انقراض ما شود، مگر این که ما در روند تکاملی خود ژن جنسی جدیدی را ایجاد نماییم.
خبر خوب این است که دو شاخه از جوندگان قبلا کروموزوم Y خودرا از دست داده اند و همچنان به بقا و زندگی ادامه داده اند و می توانند داستان آینده ی ما را تعریف کنند.
مقاله جدیدی که به سرپرستی جنی گریوز، استاد برجسته ژنتیک و معاونت دانشگاه لاتروب(La Trobe) استرالیا در مجله National Academy of Science پخش شده، نشان میدهد که چگونه موش خاردار یا تیغی موش(spiny rat) یک ژن جدید تعیین کننده نر را تکامل داده است.
کروموزوم Y چگونه جنسیت انسان را تعیین می کند؟
در انسان ها مانند دیگر پستانداران، ماده ها دارای دو کروموزوم X و نرها دارای یک X منفرد و یک کروموزوم کوچک به نام Y هستند. البته این نام ها هیچ ارتباطی با شکل آنها ندارند و در حقیقت بکار بردن حرف X بمنظور ناشناخته بودن آن بوده است.
کروموزوم X حاوی حدود ۹۰۰ ژن است که انواع کارهای غیر در رابطه با جنسیت را انجام می دهند. اما کروموزوم Y حاوی تعداد کمی ژن(حدود ۵۵) و تعداد زیادی دی ان ای غیر کد شده است که یک دی ان ای تکراری ساده است که به نظر نمی رسد کاری انجام دهد.
اما کروموزوم Y به سبب این که حاوی یک ژن بسیار اهمیت دارد که رشد نرینه یا مردانه را در جنین شروع می کند، بسیار اهمیت دارد. این ژن اصلی در حدود ۱۲ هفته بعد از لقاح، ژن های دیگری را که رشد بیضه را تنظیم می کنند، روشن می کند. بیضه ی جنینی، هورمون های مردانه(تستوسترون و مشتقات آن) را تولید می کند که موجب می شود کودک به عنوان یک پسر رشد کند.
این ژن اصلی جنسی به عنوان SRY(ناحیه جنسی در کروموزوم Y) در سال ۱۹۹۰ شناسایی شد. این ژن با راه اندازی یک مسیر ژنتیکی کار می کند که با ژنی به نام SOX۹ آغاز می شود که برای تعیین نرینگی در همه مهره داران کلیدی است، بااینکه روی کروموزوم های جنسی قرار ندارد.


ناپدید شدن کروموزوم Y
اغلب پستانداران کروموزوم X و Y مشابه کروموزوم ما دارند. یک X با تعداد زیادی ژن و یک Y با SRY به اضافه چند ژن دیگر. این سیستم به سبب دوز نابرابر ژن X در مردان و زنان با مشکلاتی هم راه است.
اما چگونه چنین سیستم عجیب و غریبی تکامل یافته است؟ یافته اعجاب انگیز دانشمندان این است که موجودی به نام پلاتیپوس در استرالیا کروموزوم های جنسی کاملاً متفاوتی دارد که بیشتر شبیه به کروموزوم های پرندگان است.
در پلاتیپوس، جفت XY فقط یک کروموزوم معمولی با دو عضو مساوی است. این نشان میدهد که کروموزوم های X و Y پستانداران تا مدتی قبل، یک جفت کروموزوم معمولی بوده اند.
این به نوبه خود باید به این معنا باشد که کروموزوم Y بین ۵۵ تا ۹۰۰ ژن فعال را طی ۱۶۶ میلیون سالی که انسان و پلاتیپوس بطور جداگانه درحال فرگشت یا تکامل بوده اند، از دست داده است. این برابر با از دست دادن حدود پنج ژن در هر میلیون سال است. بدین سبب اگر این روند با همین سرعت پیش رود، ۵۵ ژن پایانی در ۱۱ میلیون سال آینده از بین خواهند رفت.
دانشمندان این مطالعه می گویند ادعای ما در خصوص مرگ قریب الوقوع کروموزوم Y در انسان سبب ایجاد یک اضطراب عمومی شد و تا به امروز ادعاهای متقابلی در مورد طول عمر مورد انتظار کروموزوم Y و تخمین هایی بین عمر بی نهایت تا چند هزار ساله آن مطرح گردیده است.
جوندگان فاقد کروموزوم Y
خبر خوب این است که ما دو دودمان از جوندگان را می شناسیم که قبلا کروموزوم Y خودرا از دست داده اند و هنوز زنده هستند.
موش های کور اروپای شرقی و تیغ موشان ژاپنی هر کدام دارای گونه هایی هستند که کروموزوم Y و SRY در آنها کاملاً ناپدید شده اند و کروموزوم X به شکل منفرد یا دوتایی در هر دو جنس باقی مانده است.
بااینکه هنوز مشخص نیست که موش های کور چگونه جنسیت خودرا بدون وجود ژن SRY تعیین می کنند، اما گروهی از دانشمندان به سرپرستی آساتو کورویوا زیست شناس دانشگاه هوکایدو در ژاپن شانس بیشتری با مطالعه تیغ موش ها داشتند که گروهی متشکل از سه گونه در معرض خطر انقراض در جزایر مختلف ژاپن هستند.
این گروه پژوهشی کشف کرد که بیشتر ژن های کروموزوم Y در تیغ موشان به کروموزوم های دیگر منتقل شده اند، اما هیچ نشانه ای از SRY یا ژنی که جایگزین آن شود، پیدا نکرد.
دانشمندان حالا بالاخره یک شناسایی موفق داشته اند. این گروه توالی هایی را یافته است که در ژنوم نرها وجود دارد، اما در ماده ها نیست. سپس آنها را اصلاح کردند و توالی را روی هر موش آزمایش کردند.
چیزی که دانشمندان کشف کردند، یک تفاوت کوچک در نزدیکی ژن جنسی کلیدی SOX۹ در کروموزوم ۳ تیغ موش بود. یک تکرار کوچک(تنها ۱۷ هزار جفت پایه از میان بیش از ۳ میلیارد) در همه نرها وجود داشت، در صورتیکه در هیچ ماده ای وجود نداشت.
دانشمندان می گویند که این قطعه کوچک دی ان ای تکراری، حاوی سوئیچی است که به طور معمول SOX۹ را در پاسخ به SRY روشن می کند. هنگامی که آنها این تکرار را در موش ها یافتند، متوجه شدند که فعالیت SOX۹ را بیشتر می کند، بدین سبب این تغییر می تواند به SOX۹ اجازه دهد بدون SRY کار کند.
این کشف چه معنایی برای آینده انسان دارد؟
ناپدید شدن قریب الوقوع کروموزوم Y در انسان، گمانه زنی هایی را در مورد آینده ما برانگیخته است.
تعدادی از مارمولک ها و مارها فقط گونه ی ماده دارند و می توانند بوسیله آنچه به نام بکرزایی(parthenogenesis) شناخته می شود، از ژن های خود تخم بسازند.
بکرزایی نوعی تولید جنسی است که در آن از تخمک لقاح نیافته، یک موجود زنده کامل به وجود می آید. این پدیده در تعداد زیادی از بی مهرگان و مهره داران شامل گونه هایی نظیر کرم های لوله ای، شکم پایان، سخت پوستان، حشرات به ویژه زنبور عسل و زنبور بی عسل، ماهی ها، دوزیستان و خزندگان نظیر بعضی مارها دیده می شود.
در بعضی گونه ها بکرزایی به ندرت و در وضعیت خاصی صورت می گیرد که در اینگونه ها به طور معمول بکرزایی و تولید مثل جنسی بطور متناوب به انجام می رسد، یعنی چندین نسل بوسیله بکرزایی تولید مثل کرده و در بعضی شرایط باردیگر بوسیله جنسی تولید مثل صورت می گیرد. درحقیقت بکرزایی در بعضی گونه ها به عنوان نوعی سازگاری برای بقا در وضعیت فشارهای محیطی و کاهش شدید تعداد افراد جمعیت رخ می دهد.
اما این اتفاق نمی تواند در انسان یا سایر پستانداران رخ دهد، برای اینکه ما حداقل ۳۰ ژن حیاتی داریم که تنها در صورتی کار می کنند که از پدر بوسیله اسپرم گرفته شوند.
انسان برای تولید مثل به اسپرم و وجود مردان نیاز دارد، به این معنا که پایان کروموزوم Y می تواند انقراض نسل بشر را رقم بزند. اما این یافته جدید از یک احتمال جایگزین پشتیبانی می کند، این که انسان ها می توانند یک ژن جدید تعیین کننده جنسیت را تکامل دهند.
با این وجود، تکامل یک ژن جدید تعیین کننده ی جنسیت با خطراتی هم راه است. به عنوان مثال اگر بیش از یک سیستم جدید در نقاط مختلف جهان تکامل یابد چه می شود؟
وقوع یک جنگ بر سر ژن های جنسی می تواند منجر به جدایی و تفکیک گونه های جدید شود و این دقیقاً همان چیزی است که در مورد موش های کور و تیغ موشان اتفاق افتاده است.
بدین سبب اگر کسی ۱۱ میلیون سال دیگر از زمین بازدید کند، ممکنست هیچ انسانی نبیند یا این که با چندین گونه مختلف انسانی که بوسیله سیستم های مختلف تعیین جنسیت از هم جدا شده اند، مواجه شود.




منبع:

1401/09/22
12:35:13
5.0 / 5
463
تگهای خبر: تولید , دانشگاه , مطالعه
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۵