Y Kromozomunun Yok Olacağına Dair Fikirleri Çürüten Bir Çalışma

Sekiz Afrikalı ve sekiz Avrupalı erkeğin Y kromozomlarının karşılaştırması Y'deki genlerin genelde önemsiz olduğu ve zamanla azalıp yok olmaya mahkum olduğu yönündeki genel kanıları azaltıyor. Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi (UC Berkeley) Bütünleştirici Biyoloji Bölümü'nde akademisyen olarak çalışan ve bu yeni analizin yaratıcısı evrim biyoloğu Melissa A. Wilson Sayres şunları söylüyor:

Y kromozomu bir zamanlar X kromozomu ile paylaştığı genlerin yüzde 90'ini kaybetti ve bazı bilim insanları bu yüzden Y kromozomunun 5 milyon yıldan kısa bir sürede tamamen yok olacağı tahmininde bulundular.

Bazı memeliler erkek ve dişi cinsleri bulunmasına ve normal yollardan ürüyor olmalarına karşın Y kromozomlarını tamamen yitirmiş durumdalar. Bunun üzerine Aralık 2013'te kimi araştırmacıların farelerde bazı genleri karıştırarak Y kromozomu bulunmayan ancak normal yoldan çocuk sahibi olabilen erkekler üretmeleri bazı yorumcuları yeniden Y kromozomunun gereksiz olduğunu düşünmeye yöneltti. Wilson Sayres şunları ekledi:

Çalışmamız korunan ve X'ten Y'ye aktarılan genlerin önemli olduğunu ve insan Y kromozomunun bir süre daha bizimle olacağını gösteriyor.

Wilson Sayres ve aynı üniversiteden meslektaşı bütünleştirici biyoloji profesörü Rasmus Nielsen birlikte kaleme aldıkları ve 9 Ocak 2014 tarihinde PLOS Genetics dergisinde yayınlanan makalelerinde 16 erkeğin Y kromozomlarındaki değişimin bu kromozomda yer alan birçoğu erkek üretkenliği ile ilgili genleri korumaya yönelik bir doğal seçilim mekanizması ile tutarlı olduğunu gösteriyorlar. Nielsen şöyle konuşuyor:

Melissa'nın sonuçları oldukça çarpıcı. Y kromozomu üzerinde çok fazla doğal seçilim olması nedeniyle insanların sandıklarından çok daha fazla işlev de olmak zorunda.

Y kromozomundaki değişiklikler insanların yerküre üzerindeki hareketliliklerini izlemekte kullanılıyor ve Nielsen'e göre bu yeni araştırma insanların evrimsel tarihi üzerine olan tahminleri de iyileştirebilecek. Nielsen şöyle devam ediyor:

Melissa gösterdi ki bu negatif seçilim (zararlı genleri ortadan kaldırmaya yönelik doğal seçilim) tarihleri olduklarından daha eski sanmamıza ve dolayısıyla atalarımızın tarihi hakkında olması gerekenden oldukça farklı tahminlerde bulunmamıza yol açıyor.

Y Kromozomu, Geçen 200 Milyon Yılda Bozuluma Uğradı

200 milyon yıldan daha önce, memeliler yeryüzünde henüz nispeten yeni iken cinsiyet kromozomları olan X ve Y'nin ilk halleri de aynen diğer kromozomlar gibiydi: her yeni nesilde birkaç genlerini değiş tokuş ediyor ve bu sayede yavruların ebeveynlerinin genlerinin bir karışımını edinebilmesini sağlıyorlardı. İki proto-X kromozomu edinen döllenmiş yumurtalar dişiye, bir proto-X ve bir proto-Y kromozomu edinenler de erkeğe dönüşüyorlardı.

Wilson Sayres'e göre bilinmeyen bir nedenle erkek özelliklerine yol açan olaylar serisini tetikleyen gen Y kromozomunda sabitlendi ve testislerin, sperm ve meninin gelişimini denetleyen diğer erkeğe özel genleri de yanına çekti. Bunların birçoğu dişiler için zararlı genlerdi ve sonunda X ve Y genlerini takas etmeyi bırakıp birbirlerinden ayrı olarak evrimleşmeye başladılar. Wilson Sayres şunları ekliyor:

X ve Y'nin büyük bölümlerinde DNA takas etmiyor olusu Y'nin kendi başına etkin olarak hataları düzeltememesine yol açtı ve Y zamanla bozuluma uğradı. XX kromozomlu dişilerde X'in hala gen takası yapıp hataları düzeltebilecek bir eşi var ve X kromozomunun bu yüzden bozulmadığını düşünüyoruz.

Wilson Sayres cinsiyet kromozomlarının tarihçesinden ve özellikle cinsiyet belirlemeyen kromozomlardaki çeşitlilikle karşılaştırıldığında Y kromozomundaki çeşitlilik azlığından oldukça etkilenmiş. İnsanlığın tarihçesini anlamakta kullanılıyor olsa da bu çeşitlilik Y kromozomu boyunca şu ana dek pek de iyi tanımlanamamış. Wilson Sayres şöyle devam ediyor:

Y kromozomları birbirleriyle umduğumuzdan daha fazla benzerlik gösteriyorlar. Bunun nedeninin bir sonraki nesle katkıda bulunan daha az sayıda erkek olmasından mı yoksa doğal seçilimin çeşitliliği yok edişi mi olduğuna dair bir tartışma süregeldi şu ana dek.

Y Kromozomuna Daha Az Sayıda Erkek Mi Katkıda Bulundu?

UC Berkeley araştırmacıları düşük çeşitliliğin tek nedeninin daha az erkek olması halinde bunun her nesilde erkeklerin dörtte birden daha da azının kromozomlarını bir sonraki nesle aktarabilmesi anlamına geleceğini göstermişler. X kromozomu da dahil diğer insan kromozomlarındaki çeşitlilik bu hikayenin olabilirliğini bir hayli düşük kılıyor. araştırmacılar bunun yerine düşük çeşitliliğin yoğun bir doğal seçilimle, yani kötü mutasyonları elerken kromozomu da en temel haline kadar tırpanlayan güçlü bir evrimsel baskı ile açıklanabileceğini bulmuşlar. Söz yine Wilson Sayres'de:

Y kromozomundaki zararlı mutasyonları kaldırmaya yönelik arıtıcı bir seçilimle Y kromozomlarını aktaran erkek sayısındaki orta karar bir düşüşü birleştiren bir modelin Y'deki çeşitliliği açıklayabildiğini gösteriyoruz.

Araştırmacılar 17'si insanların 200 milyon yıl sonra hala korudukları, 10 tanesi de sonradan edindikleri fakat az anlaşılmış toplam 27 genin tamamının büyük olasılıkla bu secilimden etkilendiğini bulmuşlar. Amplikonik genler adı da verilen bu yeni genler kromozomda çoklu kopyalar halinde bulunuyorlar ve bunlardan bir ya da daha fazlasının eksikliği erkek kısırlığı ile ilişkilendirilebiliyor. Wilson Sayres ekliyor:

Şu ana kadar anlayamadığımız bu amplikonik bölgeler görünüşe göre oldukça önemli ve erkek üretkenliği için incelenmeli.

Wilson Sayres Y çeşitliliğini büyük bir hassasiyetle ölçmeyi başarmış zira ilk kez bir insanın Y kromozomundaki çeşitliliği otozom adi da verilen diğer 22 kromozomdaki, X kromozomundaki ve mitokondriyal DNA'daki çeşitlilikle karşılaştırmış. DNA dizinleri elinde Y kromozomunun en hatasız dizinlerini bulunduran Mountain View'da yerleşik Complete Genomics Inc. firması tarafından çıkarılmış 16 erkeğin genom verilerini kullanmış. Bu firma geçenlerde Pekin Genom Enstitüsü (BGI) tarafından satın alınmıştı. Wilson Sayres sözlerini şöyle tamamlıyor:

Y kromozomu çeşitliliği üzerine türler arası çalışmalar henüz başlangıç aşamasında: şu ana kadar dizinleri çıkarılan 36 memeli genomundan sadece üçünde Y kromozomu tamamlanmış durumda. Şu ana kadar çıkarılmış 1000'den fazla insan genomu, ne yazık ki Y kromozomunu bireyler arasında bu tip karşılaştırmalar yapabilmeye yetecek derecede hassas kapsayamıyor, ancak teknolojideki DNA'yı daha iyi tanımlamaya yönelik gelişmeler Y kromozomunun bu tür analizlerini de kolaylaştıracak.