自然选择下,Y染色体为什么会这么短?
生活随笔
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自然选择下,Y染色体为什么会这么短?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
long long ago,Y染色體和X染色體和其它常染色體對一樣,粗短胖瘦幾乎一致。一個來自母親,一個來自父親。它們相互配對,通過交換基因來修復自身的DNA損傷和有 害突變。然而,在一億一千六百萬年前,Y染色體中的一段在哺乳動物祖先體中發生了倒置,從此,Y染色體走上了一條不歸路。由于環境的影響以及發育過程的失誤等原因,Y染色體上的許多基因先后因突變成了失去功能的假基因,它們相繼不翼而飛了。與此同時,Y染色體也就變得越來越短小了。因而,Y染色體之所以成為人類染色體中的"侏儒"、上面的基因之所以只剩下幾十個,完全是長期進化的結果。Y染色體上丟失的基因并不是必不可少的;而對于雄性來說生死攸關的基因,如維持雄性競爭優勢的一些基因,都保留了下來。人類也不例外。男性特有的與睪丸發育和精子產生有關的基因,并沒有丟失和退化。
在漫長的演化過程中,人類的Y染色體以每100萬年約丟失4.6個基因的速率在退化。不過,越來越短的Y染色體似乎也不怎么焦慮。今天,美國科學家指出只要2個Y染色體基因就能通過人工方式產生后代。Y染色體的功能和演化研究一直是科研熱點,由此也引發過Y染色體是否會退化、消失的爭論。日前,夏威夷大學生物發生研究所的副教授莫妮卡·沃德(Monika Ward)發現,只要2個Y染色體基因Sry和Eif2s3y,就能代替整條Y染色體,令小鼠產生可使卵細胞受精的精細胞,并培育出可成活后代。
粗體為簡單版的原因。同源染色體的基因重組本是用于降低有害突變保留的幾率、維持遺傳完整性的,但Y染色體因不能與X染色體發生重組,容易發生損毀而導致退化。人類的Y染色體在其演變的過程中丟失了原本擁有的1,438個基因中的1,393個,約每一百萬年丟失4.6個基因。據推算,若Y染色體仍以這樣的速率丟失基因,它有可能在一千萬年后完全喪失功能。對比基因分析的資料顯示,許多哺乳動物都在喪失它們各自雜合性染色體的功能。但,有研究指出,退化可能出現在受到以下三種主要進化原動力作用下的不可重組的性染色體上:高突變率,低效率的自然選擇以及遺傳漂變。而目前人類的Y染色體比較穩定。但數萬年之后就不好說了。Y染色體的退化可能導致其他染色體將其原有基因“接管”,最終會使得Y染色體完全消失,而一個新性別決定系統則會誕生。
有遺傳突變損失一說。其依據是由于Y染色體是通過男性精子傳給下一代的,男性的精子DNA復制次數,比卵子多。而染色體每多復制一次,發生基因突變的可能性就大一點。基因突變會使新一代Y染色體不能百分之百的遺傳上一代Y染色體的功能,這樣,經過一段時間后,Y染色體上基因突變造成的損失在所難免。
男性和女性都有44條常染色體,女性的兩條X染色體也只有一條表達,另一條選擇性地沉默。而男性除了X染色體,還有Y染色體的表達,實際上比女性的染色體表達要多一條Y染色體。精子比卵子的分裂次數更多,發生的基因片段丟失可能性更大,所以精子可能會丟失越來越多的片段,并且研究表明只要2個Y染色體基因Sry和Eif2s3y,令小鼠產生可使卵細胞受精的Y染色體精細胞。自然的選擇下,Y染色體的縮短不會影響種族的繁衍,這就夠了。
在漫長的演化過程中,人類的Y染色體以每100萬年約丟失4.6個基因的速率在退化。不過,越來越短的Y染色體似乎也不怎么焦慮。今天,美國科學家指出只要2個Y染色體基因就能通過人工方式產生后代。Y染色體的功能和演化研究一直是科研熱點,由此也引發過Y染色體是否會退化、消失的爭論。日前,夏威夷大學生物發生研究所的副教授莫妮卡·沃德(Monika Ward)發現,只要2個Y染色體基因Sry和Eif2s3y,就能代替整條Y染色體,令小鼠產生可使卵細胞受精的精細胞,并培育出可成活后代。
粗體為簡單版的原因。同源染色體的基因重組本是用于降低有害突變保留的幾率、維持遺傳完整性的,但Y染色體因不能與X染色體發生重組,容易發生損毀而導致退化。人類的Y染色體在其演變的過程中丟失了原本擁有的1,438個基因中的1,393個,約每一百萬年丟失4.6個基因。據推算,若Y染色體仍以這樣的速率丟失基因,它有可能在一千萬年后完全喪失功能。對比基因分析的資料顯示,許多哺乳動物都在喪失它們各自雜合性染色體的功能。但,有研究指出,退化可能出現在受到以下三種主要進化原動力作用下的不可重組的性染色體上:高突變率,低效率的自然選擇以及遺傳漂變。而目前人類的Y染色體比較穩定。但數萬年之后就不好說了。Y染色體的退化可能導致其他染色體將其原有基因“接管”,最終會使得Y染色體完全消失,而一個新性別決定系統則會誕生。
有遺傳突變損失一說。其依據是由于Y染色體是通過男性精子傳給下一代的,男性的精子DNA復制次數,比卵子多。而染色體每多復制一次,發生基因突變的可能性就大一點。基因突變會使新一代Y染色體不能百分之百的遺傳上一代Y染色體的功能,這樣,經過一段時間后,Y染色體上基因突變造成的損失在所難免。
男性和女性都有44條常染色體,女性的兩條X染色體也只有一條表達,另一條選擇性地沉默。而男性除了X染色體,還有Y染色體的表達,實際上比女性的染色體表達要多一條Y染色體。精子比卵子的分裂次數更多,發生的基因片段丟失可能性更大,所以精子可能會丟失越來越多的片段,并且研究表明只要2個Y染色體基因Sry和Eif2s3y,令小鼠產生可使卵細胞受精的Y染色體精細胞。自然的選擇下,Y染色體的縮短不會影響種族的繁衍,這就夠了。
總結
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