Маълумот

Оё мардони ҳамаи намудҳои ҷинсӣ хромосомаҳои Y доранд?


Масалан, ман медонам, ки баъзе ҳуҷайраҳо ҷинсӣ мебошанд, аз ин рӯ, ин маро ба ҳайрат овард, ки оё мардони ҳама намудҳо, ки ҷинсҳои гуногун доранд, хромосомаҳои Y доранд?


Ҷавоби хеле кӯтоҳ

Не, на ҳама мардони ҳамаи намудҳои ҷинсӣ дорандЯхромосомаҳо. Шумо метавонед ба саҳифаи Википедиа дар бораи системаҳои муайянкунии ҷинс назар кунед.

Ҷавоби дароз

Гуногунии байни намудҳое, ки бо роҳи ҷинсӣ афзоиш меёбанд

На ҳама намудҳое, ки таҷдиди ҷинсӣ доранд, ҷинс доранд. Масалан, хамиртурушҳо намудҳои ҷуфтшавӣ доранд, аммо ҷинсӣ надоранд.

Гуногунии байни намудҳое, ки ҷинс доранд

Ҷинс аз ҷониби омилҳои генетикӣ ва муҳити зист муайян карда мешавад. Дар баъзе намудҳо, омилҳои генетикӣ нисбат ба омилҳои муҳити зист дар намудҳои дигар муҳимтаранд, баръакс. Намудҳое, ки ҷинси он асосан аз ҷониби генетика муайян карда мешавад, гуфта мешавад, ки GSD (Таъйини ҷинси генетикӣ) доранд. Масалан, одамон ҳамчун зан GSD мебошандXXва мард астXY. Намудҳое, ки ҷинсро бештар аз ҷониби муҳити зист муайян мекунанд, ESD (Муайян кардани ҷинси муҳити зист) номида мешаванд. Масалан, тимсоҳҳо ESD мебошанд, зеро ҷинс аз рӯи ҳарорат муайян карда мешавад. Фаҳмидани он муҳим аст, ки дар байни ин ду ифрот як пайвастагии комил вуҷуд дорад.

Гуногунӣ дар байни намудҳое, ки GSD мебошанд

Дар байни намудҳое, ки GSD мебошанд, баъзеҳо хромосомаҳои ҷинсӣ доранд, баъзеҳо не. Баъзеҳо як локус доранд (локус = мавқеъ дар хромосома), ки ҷинсро муайян мекунанд, баъзеҳо локусҳои зиёд доранд (локус = ҷамъи локус). Масалан, одамон хромосомаҳои ҷинсӣ доранд (XваЯ) ва танҳо як локус доранд, ки ҷинсро муайян мекунад. Ин локус SRY номида мешавад ва он сафедаи TDF ном дорад.

Акнун шумо метавонед GSD-ро бо хромосомаҳои ҷинсӣ ба ду категорияи дигар тақсим кунед (дар асл он каме мураккабтар аст):XYваЗВ.XYон намудҳое ҳастанд, ки наринаашон гетерогаметикӣ доранд (XY), дар ҳоле ки зан гомогаметик аст (XX). ДарЗВсистемаҳо, мард гомогаметикӣ аст (ЗЗ) ва зан гетерогаметикӣ (ЗВ). Масалан, паррандагон ва баъзе растаниҳо системаҳои ZW доранд, дар ҳоле ки ширхӯрон (ба истиснои ширхӯрони "базалӣ") ва Дрозофила доранд.XYсистема.

Ҳамчунин нигаред ба мақола Ҷинс дар паррандагон чӣ муайян мекунад?

Маълумоти иловагӣ

Ҷуброни миқдор

Дар намудҳое, ки хромосомаҳои ҷинсӣ доранд, дар шумораи нусхаҳои генҳо байни ҷинсҳо фарқият вуҷуд дорад. Масалан, дар ширхӯрони эвтерӣ, духтарон ду нусхаи ҳамаи генҳо дар хромосомаҳои X доранд, дар ҳоле ки писарон танҳо як нусхаи аксари ин генҳоро доранд (илова бар ин, чанд генҳои Y хромосома). Маҷмӯи усулҳои ҳалли ин масъала ҷубронпулии истфода номида мешавад ва инчунин ҷубронҳои вояи таъсирбахш гуногунанд.

Шарҳҳо дар бораи ин гуногунии системаҳои ҷинсӣ

Гуногунӣ дар системаи муайянкунии ҷинс, ҷуброни миқдор ва дигар чизҳои марбут ба ҷинсӣ таъсирбахшанд. Вақте ки мо ба он нигоҳ мекунем, ки чӣ қадар пайдоиши мустақил вуҷуд дорад, боз ҳам таъсирбахштар аст. Дар зер якчанд мисоли дигар оварда шудаанд.

Молли Амазонка (моҳӣ) як намудест, ки таҷдиди ҷинсӣ дорад, аммо нарина нест. Духтарон бояд нутфаро дар як намуди хоҳар ҷустуҷӯ кунанд, то рушди тухмҳоро фаъол созанд, аммо генҳои падар аз навъи хоҳар истифода намешаванд. (ба ин мақола нигаред)

Инчунин гермафродитҳо мавҷуданд, аз ҷумла гермафродитҳои пайдарпай (аввал мард, баъд зан ё баръакс) дар растаниҳо ва ҳайвонот. Инчунин намудҳое ҳастанд, ки популятсияҳо аз гермафродитҳо ва занона ва дигарон ҳастанд, ки дар онҳо гермафродитҳо ва наринаҳо мавҷуданд (хеле камназир).

Дар баъзе намудҳо ҷинсро омилҳои иҷтимоӣ муайян мекунанд. Дар масхарабозон ҷинс бо муқоисаи андозаи худ бо андозаи моҳигирони дигар, ки дар як анемон зиндагӣ мекунанд, муайян карда мешавад.

Дар як намуди мӯрчаҳо (ё ду намуд воқеан), писарон ва духтарон ҳарду метавонанд бо роҳи партеногенез дубора тавлид кунанд (як навъ клонкунӣ, аммо бо мейоз ва кроссовер), аммо онҳо вохӯрданд, ки якҷоя тавлид мекунанд ва насли онҳо коргарони безарар мебошанд. Пас, писарон ва духтарон мисли ду намуди хоҳарон ҳастанд, ки бо роҳи ҷинсӣ дубора тавлид мекунанд, то артишро барои муҳофизат ва ғизои онҳо эҷод кунанд. Маълумоти бештарро дар ин мақола бубинед


Дар ин ҷо як рақами хубе аз Bachtrog ва дигарон аст. 2014, ки идеяи гуногунии системаи муайянкунии ҷинсро пешниҳод мекунад (ташаккур ба @rg225 барои нишон додани ин рақам).

Пешниҳоди китоб

Эволютсияи муайянкунии ҷинс як китоби олие аст, ки метавонад ба шумо таваҷҷӯҳ кунад.


Не. Бисёр системаҳои муайянкунии ҷинс вуҷуд доранд. Ҳайвоноти ширхӯр ва пашшаҳо системаи муайянкунии ҷинси XX/XY -ро истифода мебаранд - ба истиснои платипус, ки 10 хромосомаи ҷинсӣ дорад.

Системаи муайянкунии ҷинси ZW аз ҷониби паррандагон ва баъзе хазандагон истифода мешавад. Ин шабеҳ аст, аммо бо он ки мард дорои ду хромосомаи якхела (ZZ) ва зан ҷинси гетерогаметикӣ (ZW) мебошад. Якчанд вариантҳои дигар мавҷуданд, ба монанди X0 (XX барои духтарон, X барои мардон, бе Y).

Инчунин ҳайвоноте ҳастанд, ки ҷинсияти аз ҳарорат вобаста буда, дигарон ҷинси худро баръакс истифода мебаранд.


Дар ядрои ҳар як ҳуҷайра, молекулаи ДНК ба сохторҳои ришта монанд бастабандӣ карда мешавад хромосомаҳо.

Аксари ҳуҷайраҳои инсон 23 ҷуфт хромосома доранд. Як маҷмӯи хромосомаҳо аз модар, дигаре аз падар меояд. Ҷуфти бисту сеюмро хромосомаҳои ҷинсӣ меноманд, боқимондаи 22 ҷуфтро хромосомаҳо меноманд. автосомхо.

Одатан, шахсони аз ҷиҳати биологӣ мардона як хромосомаи X ва як Y (XY) доранд, дар ҳоле ки онҳое, ки аз ҷиҳати биологӣ зан ҳастанд, ду хромосомаи X доранд. Аммо, дар ин қоида истисноҳо вуҷуд доранд.

Хромосомаҳои ҷинсӣ ҷинси наслро муайян мекунанд. Падар метавонад як хромосомаи X ё Y саҳм гузорад, дар ҳоле ки модар ҳамеша як X саҳм мегузорад.

Хромосомаи Y аз се як ҳиссаи андозаи хромосомаи X аст ва тақрибан 55 генро дар бар мегирад, дар ҳоле ки хромосомаи X тақрибан 900 ген дорад.

Дар генеалогия, насли мард аксар вақт бо истифода аз хромосомаи Y пайгирӣ карда мешавад, зеро он танҳо аз падар мегузарад.

Ҳама шахсоне, ки хромосомаи Y доранд, тавассути а алоқаманданд аҷдодони ягонаи XY ки (эҳтимол дорад) тақрибан 300,000 сол пеш зиндагӣ мекард.

Хромосомаи Y дорои "гени муайянкунандаи мард" мебошад Ген SRY, ки боиси дар ҷанин ба вуҷуд омадани тестҳо мегардад ва боиси инкишофи узвҳои таносули берунӣ ва дохилии мард мегардад. Агар дар гени SRY мутатсия мавҷуд бошад, ҷанин бо вуҷуди доштани хромосомаҳои XY узвҳои таносули занона инкишоф меёбад.

Тағйирёбии шумораи хромосомаҳои ҷинсӣ дар як ҳуҷайра хеле маъмул аст. Баъзе мардон дар тамоми ҳуҷайраҳои худ зиёда аз ду хромосомаи ҷинсӣ доранд (варианти XXY номида мешавад Синдроми Клайнфелтер) ва бисёр мардон бо мурури синну сол хромосомаи Y-ро аз ҳуҷайраҳои худ гум мекунанд. Тамокукашӣ метавонад ин талафотро бештар кунад.

Баъзе генҳо, ки аз хромосомаи Y гум шудаанд, воқеан ба хромосомаҳои дигар кӯчонида шуданд.

Қисми зиёди хромосомаи Y аз он иборат аст сегментҳои такрории ДНК. Усулҳои махсусгардонидашуда пайдарпай лозиманд ва ҷойгиршавии ин сегментҳои ба ҳам монандро муайян мекунанд.

Бисёре аз шароитҳои саломатӣ бо тағирёбии генҳо дар хромосомаи Y алоқаманданд. Ин дар айни замон як соҳаи фаъоли тадқиқот мебошад.

Дар ядрои ҳар як ҳуҷайра, молекулаи ДНК ба сохторҳои ришта монанд бастабандӣ карда мешавад хромосомаҳо.

Аксари ҳуҷайраҳои инсон 23 ҷуфт хромосома доранд. Як маҷмӯи хромосомаҳо аз модар, дигаре аз падар меояд. Ҷуфти бисту сеюмро хромосомаҳои ҷинсӣ меноманд, боқимондаи 22 ҷуфтро хромосомаҳо меноманд. автосомхо.

Одатан, шахсони аз ҷиҳати биологӣ мардона як хромосомаи X ва як Y (XY) доранд, дар ҳоле ки онҳое, ки аз ҷиҳати биологӣ зан ҳастанд, ду хромосомаи X доранд. Аммо, дар ин қоида истисноҳо вуҷуд доранд.

Хромосомаҳои ҷинсӣ ҷинси наслро муайян мекунанд. Падар метавонад як хромосомаи X ё Y саҳм гузорад, дар ҳоле ки модар ҳамеша як X саҳм мегузорад.

Хромосомаи Y аз се як ҳиссаи андозаи хромосомаи X аст ва тақрибан 55 генро дар бар мегирад, дар ҳоле ки хромосомаи X тақрибан 900 ген дорад.

Дар генеалогия, насли мард аксар вақт бо истифода аз хромосомаи Y пайгирӣ карда мешавад, зеро он танҳо аз падар мегузарад.

Ҳама шахсоне, ки хромосомаи Y доранд, тавассути а алоқаманданд аҷдодони ягонаи XY ки (эҳтимол дорад) тақрибан 300,000 сол пеш зиндагӣ мекард.

Хромосомаи Y дорои "гени муайянкунандаи мард" мебошад Ген SRY, ки боиси дар ҷанин ба вуҷуд омадани тестҳо мегардад ва боиси инкишофи узвҳои таносули берунӣ ва дохилии мард мегардад. Агар дар гени SRY мутатсия мавҷуд бошад, ҷанин бо вуҷуди доштани хромосомаҳои XY узвҳои таносули занона инкишоф меёбад.

Тағйирёбии шумораи хромосомаҳои ҷинсӣ дар як ҳуҷайра хеле маъмул аст. Баъзе мардон дар тамоми ҳуҷайраҳои худ зиёда аз ду хромосомаи ҷинсӣ доранд (вариантсияи XXY номида мешавад Синдроми Клайнфелтер) ва бисёр мардон бо мурури синну сол хромосомаи Y-ро аз ҳуҷайраҳои худ гум мекунанд. Тамокукашӣ метавонад ин талафотро бештар кунад.

Баъзе генҳо, ки аз хромосомаи Y гум шудаанд, воқеан ба хромосомаҳои дигар кӯчонида шуданд.

Қисми зиёди хромосомаи Y аз он иборат аст сегментҳои такрории ДНК. Усулҳои махсусгардонидашуда пайдарпай лозиманд ва ҷойгиршавии ин сегментҳои ба ҳам монандро муайян мекунанд.

Бисёре аз шароитҳои саломатӣ бо тағирёбии генҳо дар хромосомаи Y алоқаманданд. Ин дар айни замон як соҳаи фаъоли тадқиқот мебошад.


Замина

Ширхӯрони монотремӣ ба таҳқиқоти геномӣ таваҷҷӯҳи афзоянда ҷалб карда мешаванд, ки манфиатҳо аз эволютсияи кариотип ва харитасозии генҳо то пайдарпайии муқоисавӣ фарқ мекунанд. Ин набояд тааҷҷубовар бошад, зеро монотремҳо (Subclass Prototheria ширхӯрон) дар пояи дарахти филогенетикии ширхӯрон шохаи беназирро ишғол мекунанд ва ҳамчун як гурӯҳи эволютсионии намудҳои марсупиалӣ ва эвтерианӣ хизмат мекунанд (ки якҷоя ба зерсинфи Theria дохил мешаванд). Вақти ҷудошавии Прототерия ва Терия тахмин карда мешавад, ки дар давраи аввали юра (166 миллион сол пеш (МЯ)), дар ҳоле ки марсупиалҳо ва эвтерияҳо дар давраи охири юра (148 МЯ) ҷудо шудаанд [1]. Панҷ намуди монотремҳои мавҷуда эътирофшудаи платипус мебошанд (Ornithorhynchus anatinus), эхидна нӯги кӯтоҳ (Tachyglossus aculeatus) ва се эхиднаҳои дароз (Заглоссус Брунейҷӣ, Заглоссус Аттенборо, Заглосс бартони). Zaglossus bartoni ба се зернамуд тақсим мешавад З.б. сменки, З.б. алмос, ва З.б. клунус [2].

Тавсифи пурраи кариотип барои тадқиқоти геномӣ дар ҳама намудҳо муҳим аст. Махсусан барои монотремҳо аз сабаби пуррагии истисноии хромосомаҳои ҷинсии онҳо муҳим аст. Дохил кардани маҷмӯи хромосомаҳои хурд барвақт эътироф карда шуда, хусусияти хазандагон ҳисобида мешуд [3], аммо ин пешниҳод баъдтар рад карда шуд [4]. Тааҷҷубовар ин кашфи якчанд хромосомаҳои ҷуфтнашуда буд [5]. Муайян ва тавсифи ниҳоии хромосомаҳои ҷудонашавандаи платипус танҳо ба наздикӣ тавассути таҳқиқоти рангкунии хромосомаи мо ба даст оварда шуд [6, 7]. 21 ҷуфти аутосома бо рангҳои хромосома таъин карда шуданд. Даҳ ранг даҳ хромосомаи ҷуфтнашудаи митозӣ, инчунин даҳ узви занҷири мейотикӣ ва минтақаҳои гомологии байни онҳоро муайян карданд. Панҷ ранг хромосомаҳои X-ро дар як нусха дар мардон, ду нусха дар духтарон муайян карданд ва панҷ ранг хромосомаҳои Y-ро, ки танҳо дар мардон мавҷуд буданд, муайян карданд. Аз ин рӯ, ба хулосае омад, ки даҳ хромосомаи ҷуфтнашудаи мард аз панҷ хромосомаи ҷинсии X ва панҷ Y иборат аст. Даҳ хромосомаи ҷинсӣ занҷири бисёрвалентиро дар мейоз ташкил медиҳанд, ки аз ҷониби хиасмата дар дохили минтақаҳои ҷуфткунии гомологӣ якҷоя нигоҳ дошта мешаванд. Сегрегатсияи алтернативии ин хромосомаҳо ба X1X2X3X4X5 ва Ю1Я2Я3Я4Я5 сперма пешниҳод карда шуд ва бояд хеле самаранок бошад, тавре ки таҳлили мейотикии сперматидҳо ва нутфа бо истифода аз пробҳои ранг нишон медиҳад [6]. Ҷолиби диққат аст, ки X5 баъзе гомологияро бо мурғ Z нишон медиҳад, тавре ки бо ворид кардани он нишон дода шудааст DMRT-1, DMRT-2 ва DMRT-3 орфологҳо [6, 8]. Chicken Z асосан ба қисмҳои хромосомаҳои 5 ва 9-и инсон гомологӣ дорад ва баъзе генҳо дар 8 ва 18 [9] намояндагӣ мекунанд. Минтақаи дорои ATRX, RBMX ва генҳо дар паҳлӯ XIST, ки дар Xq дар инсон ва дигар терияҳо мавҷуд аст, харитаҳои хромосомаи 6-ро дар платипус [10] нишон медиҳад. SOX3, ген, ки аз он ҷинсро муайян мекунад SRY ген эволютсия шудааст (М Уоллис, муоширати шахсӣ) ва ин ба мавҷуд набудани гомологи платипуси ба Y алоқаманд мувофиқ аст. SRY. Дигар генҳое, ки дар роҳи муайянкунандаи ҷинси эвтерӣ иштирок мекунанд, ба наздикӣ ба автосомаҳои платипус харита карда шудаанд, аз ин рӯ ҳамчун номзади генҳои муайянкунандаи ҷинси ибтидоӣ мувофиқат накунед [11]. Ягон гомологи платипуси X-и одам вуҷуд надорад XIST дар платипус [12] ва марсупиалӣ [13]. Илова бар ин, platypus Ensembl нашри 44 ва кори ҷудогонаи харитасозӣ (F Veyrunes, иртиботи шахсӣ) мавҷуд набудани ортологҳои ба X-пайванди инсониро аз platypus X нишон медиҳад.- хромосомаҳо, ки ба маҳалли ҷойгиршавии аслӣ бо истифода аз флуоресцентҳои радиоактивӣ мухолифанд дар ҷои гибридизатсия (FISH) бо зондҳои гетерологии cDNA [14-18]. Аз ин бармеояд SRY ва системаи муайянкунандаи ҷинсҳои терриании XY дар байни 166 ва 148 MYA пас аз ҷудошавии монотремҳо ва пеш аз ҷудошавии марсупиалҳо, ки минбаъд таҳқиқ карда мешавад, инкишоф ёфтанд (Ф Вейрунес, муоширати шахсӣ).

Барои пешниҳоди нишондодҳои нав ба ташкил, вазифа ва эволютсияи хромосомаҳои ҷинсии сершумор, мо хромосомаҳои ҷинсии эхиднаҳои кӯтоҳмуддати дурро муайян кардем, T. aculeatus, ва тартиби хромосомаи ҷинсиро дар занҷири бисёрвалентии эхидна муқаррар кард. Муқоисаи геномии мо бо истифода аз рангкунии хромосома байни эхидна ва платипус (ном Так (барои T. aculeatus) ва Оан (барои О.анатинус) дар ин маъруза) тааччубоварона нишон дод, ки як аъзои Оан занҷир бо автосом дар иваз карда мешавад Так, ва X гомологӣ ба Оан X5 мавкеи марказиро ишгол менамояд Так занҷир на мавқеи дар охири он тавре ки дар дида мешавад Оан. Барои таҳқиқи иштироки паррандаи аҷдодии Z дар таҳаввулоти системаи хромосомаҳои ҷинсии монотремӣ ва харитаи генҳо ба аъзои хромосомаҳои ҷинсӣ, мо инчунин гомологҳои платипуси генҳоро дар аутосомаҳои мурғ ва Z локализатсия кардем. системаи хромосомаҳои ҷинсӣ ба хромосомаҳои ҷинсии паррандагон гомологияи назаррас дорад.


Ҷинс, генҳо, хромосомаи Y ва ояндаи мардон

Хромосомаи Y инсон танҳо 3% генҳои аҷдодии худро нигоҳ доштааст. Пас чаро он сояи пешинаи худ аст? Кредит: Рафаэль Андерсон Гонсалес Мендоза / Flickr, CC BY-NC-SA

Хромосомаи Y, он занҷири хурди генҳо, ки ҷинси одамонро муайян мекунад, он қадар сахт нест, ки шумо фикр мекунед. Дарвоқеъ, агар мо ба хромосомаи Y дар тӯли эволютсияи худ нигоҳ кунем, мебинем, ки он бо суръати ташвишовар коҳиш меёбад.

Пас, оё он рӯзе комилан аз байн меравад? Ва агар чунин кунад, бо насли инсон чӣ мешавад? Ин мавзӯъест, ки муддати тӯлонӣ баҳс шудааст ва мо қаблан баррасӣ карда будем - аммо мақолае, ки дар он нашр шудааст Табиат имсол нишон медиҳад, ки таназзули хромосома мӯътадил шудааст.

Одамон, мисли дигар ҳайвоноти ширхӯр, дорои он чизе мебошанд, ки "ҷинсияти хромосомӣ" ном доранд. Занҳо ду нусхаи хромосомаи миёнаҳаҷм бо номи X доранд (ки маънои "номаълум"-ро дорад, зеро он дар ибтидо сирре буд). Мардон як X ва Y хурд доранд.

X дорои тақрибан 1600 генҳои дорои вазифаҳои гуногун мебошад. Аммо Y тақрибан 50 ген надорад ва танҳо 27-тои онҳо дар қисми мардонаи Y ҷойгиранд. Бисёре аз онҳо дар нусхаҳои сершумор мавҷуданд, аксарияти онҳо ғайрифаъол буда, дар ҳалқаҳои азими ДНК ҷойгиранд. Аксарияти Y аз "ДНК-и партов"-и такроршаванда сохта шудаанд. Ҳамин тариқ, Y инсон ҳама аломатҳои хромосомаи таназзулро дар охири умри худ нишон медиҳад.

Аммо Y бояд генеро дар бар гирад, ки мардиро муайян мекунад, зеро одамони XXY марданд ва одамони XO бо як X, вале ҳеҷ Y зан нестанд.

Мо медонем, ки дар ҷанини XY инсон дар ҳафтаи 12 тестҳо ба вуҷуд меояд, ки гормонҳои мардиро ба вуҷуд меоранд ва кӯдакро ҳамчун мард ташаккул медиҳанд. Шахсияти ин гени мардона дар Y - гени SRY -ро соли 1990 аз ҷониби як постдок ҷавони австралиягӣ Эндрю Синклер (хатмкунандаи PhD аз лабораторияи ман) кашф кардааст. Кӯдаконе, ки дар гени SRY мутатсия доранд, тестҳо инкишоф намеёбанд ва ҳамчун духтар инкишоф меёбанд.

Ҷинсӣ дар дигар устухонҳо

Як лаҳза одамонро тарк кунед, ва шумо намудҳои зиёди системаҳои ҷинсӣ мебинед.

Баъзе хазандагон, моҳӣ ва қурбоққаҳо XX мода мебошанд: XY нар ба одамон монанданд, аммо генҳои ҷинсии гуногун доранд. Ҳайвоноти дигари сутунмӯҳра, аз қабили паррандагон ва морҳо, баръакс, бо мардони ZZ ва духтарони ZW ҳастанд ва генҳои ҷинсӣ боз дигаранд.

Бисёре аз хазандагон ва баъзе моҳӣ барои муайян кардани ҷинс, на аз омилҳои генетикӣ, аз нишонаҳои муҳити зист (одатан ҳарорат) истифода мебаранд.

Пас, агар мо фикр кунем, ки муайян кардани ҷинс дар кӯдакони инсон хоси сутунмӯҳраҳо аст, хато мекунем.

Кредит: Ҷенни Грейвс, Муаллиф пешниҳод шудааст

Шаъну шарафи инсон Ю

Аммо дар ҷаҳони одамон: чӣ ба Y дучор шуд, ки онро аз X хеле хурдтар кард ва аксари генҳои худро аз даст дод?

Хромосомаҳои ҷинсии мо як вақтҳо танҳо як ҷуфт хромосомаҳои оддӣ буданд, ки онҳо то ҳол дар паррандагон ва хазандагон ҳастанд. Мо дарёфтем, ки онҳо то ҳол хромосомаҳои оддӣ ҳастанд, ҳатто дар ширхӯрони монотремӣ (платипусҳо ва эхиднаҳо), ки охирин бор 166 миллион сол пеш бо одамон як аҷдоди муштарак доштанд.

Ин маънои онро дорад, ки дар давоми 166 миллион соли охир Y-и инсон бештари генҳои 1600-тои худро аз даст дод, ки суръати тақрибан 10 дар як миллион солро ташкил медиҳад.

Бо ин суръат, хромосомаи Y тақрибан дар 4,5 миллион сол нест мешавад. Ин ҳисобкунии паси лифофа, ки дар соли 2002 ҳамчун хатти партофташуда дар коғази хурде ворид карда шуда буд, аксуламали истерикӣ ва посухҳои зиёдеро ба вуҷуд овард. Вақте ки ман дар бораи нопадидшавии Y гап мезанам, мардон дар аудитория ба курсиҳои худ кам мешаванд, то мардонагии худро муҳофизат кунанд.

Аммо чаро ҳайратовар? Деградатсия ба ҳама системаҳои хромосомаи ҷинсӣ хос аст. Гирифтани гене, ки ҷинсро муайян мекунад, бӯсаи марг барои хромосома мебошад, зеро дигар генҳои дар наздикии Y ҷойгирбуда вазифаи мардонаро инкишоф медиҳанд ва ин генҳо бо роҳи қатъ кардани мубодила бо X якҷоя нигоҳ дошта мешаванд.

Ин маънои онро дорад, ки Y наметавонад бо иваз кардани битҳои хуб бо X аз мутацияҳо ё ҳазфҳо ё ҳамла ба ДНК-и партовҳо халос шавад.

Хромосомаи камбизоати Y низ дар нуқсон қарор дорад, зеро он дар ҳар як насл дар ҷигар аст. Ин ҷои хатарнок аст, зеро ҳуҷайраҳо бояд чанд маротиба тақсим шаванд, то нутфа созанд, аз ин рӯ мутатсияҳо бештар ба амал меоянд.

Оё Y инсон устувор шудааст?

Албатта, талафоти генҳо аз Y ба гумон аст, ки хаттӣ бошад. Вақте ки Y ноустувортар мешавад, он метавонад тезтар шавад ё вақте ки Y ба генҳои муҳим ҷудо карда мешавад, мӯътадил шавад.

Гурӯҳи биологи Дэвид Пейҷ аз Бостон шаъну шарафи инсони Y-ро бо ҷидду ҷаҳд ҳимоят карда, қайд кард, ки ҳарчанд шимпанзеҳо аз замоне, ки мо 5 миллион сол пеш як аҷдоди муштарак дорем, чанд генро гум кардаанд, аммо одамон ин корро накардаанд. Дарвоқеъ, одамон дар тӯли 25 миллион соле, ки мо аз маймунҳо ҷудо шудем, хеле кам генҳоро гум кардаанд.

Пас оё Y инсон ниҳоят устувор шуд? Шояд аз даст додани яке аз 27 генҳои боқимондаи Y қобилияти зиндагӣ ё ҳосилхезии барандаро зери хатар гузорад. Нашри соли 2014 аз гурӯҳи Пейҷ, ки иддао дорад, ки Y дар ин ҷо боқӣ мемонад, даври дигари баҳсро оғоз кард, ки ба наздикӣ дар Радиои миллии ҷамъиятии ИМА (NPR) пахш шуд.

Кредит: _marmota/Flickr, CC BY-NC-SA

Аммо ба таври васеътар аз назар гузаронидан маълум мешавад, ки ҳатто генҳо дар Y-и инсон бо вазифаҳои муҳим (ба монанди сохтани нутфа) дар муши Y мавҷуд нестанд ва баръакс.

Аз ҳама ҷолиб он аст, ки намудҳо дар ду гурӯҳи хояндаҳо тамоми хромосомаи Y-и худро гум кардаанд. Генҳои Y ё ба хромосомаҳои дигар интиқол дода шудаанд ё иваз карда шудаанд - мо намедонем, ки бо чӣ. Пас, он бояд имконпазир бошад, ки аз Y даст кашед ва аз нав оғоз кунед.

Агар Y инсон аз байн равад, оё одамон аз байн мераванд? Агар онҳо ин корро кунанд, ин охири насли инсоният хоҳад буд. Мо наметавонем як намуди танҳо барои занҳо шавем (чунон ки баъзе калтакалосҳо, ба монанди калтакалосҳои Ню-Мексико), зеро ҳадди аққал 30 генҳои "тамғашуда" мавҷуданд, ки танҳо дар сурати тавассути нутфа ворид шуданашон фаъоланд. Аз ин рӯ, мо бе мардон дубора тавлид карда наметавонем.

Пас оё ин маънои онро дорад, ки одамон пас аз 4,5 миллион сол нест мешаванд? На ҳатман. Хояндаҳои Y-камтар як гени нави муайянкунандаи ҷинсро таҳия кардаанд, пас чаро одамон не?

Се намуди камчин: камчини рах-раха, ( Cnemidophorus inornatus ), қамчинчаи Ню-Мексико (C. neomexicanus) ва камчини ғарбӣ (C. tigris). Кредит: Alistair J. Cullum/Wikimedia Commons, CC BY

Шояд ин аллакай дар баъзе аҳолии хурди ҷудошуда рух дода бошад, ки дар он ҷо садамаҳои генетикӣ эҳтимоли зиёд доранд. Мо бидуни санҷиши хромосомаҳои ҳар як аҳолии сайёра намедонем.

Аммо як гурӯҳи одамоне, ки генҳои нави муайянкунандаи ҷинси доранд, бо одамоне, ки системаи ҳозираи XY-ро нигоҳ медоранд, ба осонӣ насл карда наметавонанд. Фарзандони зани XX-сола ва марде, ки гени нави ҷинсӣ доранд, эҳтимолан интерсекс ё ​​ҳадди аққал безурёт бошанд. Чунин монеаи репродуктивӣ метавонад намудҳои навзодро аз ҳам ҷудо кунад, чуноне ки бо хояндаҳои Y-кам рӯй дод. Пас, агар мо пас аз 4,5 миллион сол ба Замин баргардем, мо метавонем ё ягон одам ё якчанд намудҳои гуногуни гоминидҳоро пайдо кунем.

Ба хар хол 4,5 миллион сол мухлати калон аст. Мо камтар аз 100 000 сол инсон ҳастем. Ва ман метавонам дар бораи якчанд роҳҳо фикр кунам, ки мо эҳтимолан хеле пеш аз тамом шудани хромосомаи Y нобуд шавем.

Ин ҳикоя аз рӯи хушмуомилагӣ нашр шудааст The Conversation (дар зери Creative Commons-Attribution/Не ҳосилаҳои).


Дегенератсияи генетикӣ

Гарчанде ки дараҷаи таназзули генетикӣ бо он вақт афзоиш меёбад, ки минтақа дар зери алоқаи ҷинсии пурра инкишоф меёбад, моделсозии назариявӣ дигар омилҳои муҳимро муайян кардааст (аз ҷониби Bachtrog 2008 баррасӣ шудааст). Аз ин рӯ, суръати дегенератсия дар байни организмҳои гуногун метавонад хеле фарқ кунад. Якҷоя бо кам будани маълумоти таназзули миқдорӣ ва тахминҳои вақти ҷудошавӣ, ин ба тасвири ба назар печидаи дар боло зикршуда мусоидат мекунад. Бисёре аз таҳқиқот умқи таносуби фарогирии ду ҷинсро тавсиф мекунанд, ки танҳо минтақаҳоро бо пайдарпаии вайроншуда ошкор мекунанд. Теъдоди ками онҳо нишон медиҳанд, ки таносуби гемизигота дар мардон ва шумораи ҷуфтҳои генҳои XY, ки нусхаи Y псевдоген аст ва намудҳое, ки минтақаҳо ё қабатҳои қисман таназзулёфтаи ҷинсро доранд, кам омӯхта шудаанд.

Бо вуҷуди ин, пешгӯиҳои санҷишшаванда мавҷуданд. Аввалан, аксари моделҳо пешгӯӣ мекунанд, ки таназзул дар минтақаҳои бо ҷинс алоқаманд бо генҳои зиёд тезтар хоҳад буд (гарчанде ки модели охирин таназзули минтақаҳоро бо генҳои кам Lenormand et al. 2020 пешбинӣ мекунад). Ҳисоб кардани шумораи генҳои "аҷдодӣ" бояд имкон диҳад, ки ин ғояҳо санҷида шаванд. Системаҳои як генӣ ва хромосомаҳои хурде, ки гени муайянкунандаи ҷинсро ба даст меоранд, ба монанди микрохромосомаҳои калтакалос (Матсубара ва дигарон 2014) мумкин аст, ки оҳиста таназзул кунанд ва маълумот аз чунин намудҳои ғайримоделӣ дастрас шаванд.

Дуюм, таназзул як давраи ғайрихаттӣ дорад. Пешгӯӣ карда мешавад, ки генҳо дар аввал бо мутатсияҳои асосии эффективӣ функсияҳоро зуд аз даст медиҳанд, баъдан тағирёбии сусттар ва дар ниҳоят нест кардани маҷмӯи генҳо (расми 1). Аз ин рӯ, маълумот аз минтақаҳои марбут ба ҷинс дар ҳама марҳилаҳои degeneration лозим аст. Растаниҳо, ки намудҳои зиёдеро бо минтақаҳои хурд ё ҷавон бо ҷинси алоќаманд дар бар мегиранд, метавонанд нисбат ба ҳайвонот камтар мувофиқ бошанд, зеро интихоб дар марҳилаи гаплоид, аз ҷумла гардолудҳои растаниҳои гулдор, метавонанд ба таназзул муқобилат кунанд (Bergero and Charlesworth 2011 Chibalina and Filatov 2011 Hough et ал. 2014). Бо вуҷуди ин, таназзули назаррас дар якчанд растаниҳо ҳуҷҷатгузорӣ карда шудааст (нигаред ба боло), бинобар ин маълумот аз растаниҳо ҳанӯз лозим аст.

Дар ҳама марҳилаҳои таназзули минтақаи ғайриқонунӣ, суръатҳо инчунин аз хосиятҳои мушаххаси генҳои мавҷуда вобастаанд (масалан, Крамер ва дигарон 2016 Rifkin et al. 2020 Bellott and Page 2021). Мисоли равшани нео-Y аз D. Busckii, ки нисбат ба генҳои калонтар ва калонсолтар таназзул (бо 58% генҳои ғайрифаъол) аст. Д.миранда (танҳо 34% генҳои ғайрифунксионалӣ), эҳтимолан аз сабаби он, ки охирин аз хромосомаи "нуқта" пайдо шудааст, ки генҳои он маҳдудиятҳои интихобии кам доранд (Zhou and Bachtrog 2015).

Маълумоте, ки дар айни замон мавҷуд аст, нишон медиҳад, ки аксари қабатҳои ҳайвонот бо Y-X ё W-Z Кс арзишҳои зиёда аз 20% таназзули пурраи аксари генҳои аҷдодиро нишон медиҳанд. Бо Кс камтар аз ин арзиш, 50% ё бештар аз генҳои аҷдодӣ, ки дар X мавҷуд аст, умуман ҳамчун нусхаҳои эҳтимолии функсионалӣ дар Y мавҷуданд, ки бо пешгӯиҳои назариявӣ мувофиқанд (Bachtrog 2008). Бо вуҷуди ин, ба Кс сатҳ ва вақти эволютсионие, ки барои расидан ба марҳилаи талафоти асосии генҳо ва таҳаввулоти де наво ҷуброни миқдор лозим аст, норавшан боқӣ мемонад. Ҳазфҳо дар дохили минтақаҳои комилан бо ҷинс алоқаманд, ки ба гетероморфизм мусоидат мекунанд, эҳтимол танҳо дар марҳилаҳои охири таназзул рух медиҳанд, зеро ҳазфкунии калон ба таври умум хеле зараровар аст (Bull 1983 Manna et al. 2012 Bazrgar et al. 2013), агар генҳо ҳама зери таъсири он набошанд. интихоби заиф, ё минтақа аллакай таназзул карда, ба “биёбони ген” табдил ёфтааст (Нобрега ва диг. 2004).


Маҷмӯаҳои хромосомаҳои Y ва W: равишҳо ва кашфиёт

То имрӯз садҳо геномҳои сутунмӯҳрагон пайдарпай тартиб дода ва ҷамъ оварда шудаанд. Аммо, аксари лоиҳаҳои пайдарпай хромосомаҳои ҷинсиро, ки ба ҷинси гетерогаметикӣ хосанд - Y ва W - нодида гирифтанд, ки бо номи хромосомаҳои маҳдуди ҷинсӣ (SLCs) маълуманд. Дар ҳақиқат, хромосомаҳои гаплоидӣ ва такрории Y дар намудҳо бо гетерогаметияи мардона (XY) ва хромосомаҳои W дар намудҳое, ки гетерогаметияи занона (ZW) доранд, пайдарпай ва ҷамъ кардан душвор аст. Бо вуҷуди ин, ба даст овардани пайдарпайии онҳо барои фаҳмидани нозукиҳои функсияи геноми сутунмӯҳраҳо ва эволютсия муҳим аст. Пешравиҳои охирин дар самти мутобиқсозии усулҳои пайдарпайии насли оянда (NGS) ба рамзкушоӣ кардани пайдарпаии SLC ба даст оварда шудаанд. Мо дар ин ҷо методология ва натиҷаҳои мавҷударо дар бораи пайдарпайӣ ва васлкунии SLC баррасӣ мекунем. Мо ба сутунмӯҳрагон таваҷҷӯҳ мекунем, аммо аз дигар таксонҳо чанд мисол меорем.

Калидвожаҳо: W хромосомаи Y Ассамблеяи хромосомаи гетерогаметии хромосомаҳои ҷинсӣ Муайян кардани ҷинси.


Чанде пеш, дар Гаметаи Дур, Дур.

Ҳаёт дар сайёраи мо аз организмҳои якҳуҷайра ба монанди бактерияҳое оғоз ёфт, ки ба таври ғайрисексуалӣ афзоиш меёбанд. Модару падар нест. Ҳуҷайра танҳо маводи генетикии худро дубора тавлид мекунад ва ба ду ё зиёда ҳуҷайраҳое тақсим мешавад, ки аз ҷиҳати генетикӣ ба ҳуҷайраи волидайн шабеҳанд.

Тақрибан се ё чор миллиард сол пеш, ин организмҳои якҳуҷайраи бидуни ядрои мушаххас (прокариотҳо ё бактерияҳо) ба мубодилаи иттилооти ирсӣ ба таври маҳдуд оғоз карданд. Сипас, тақрибан ду миллиард сол пеш, организмҳо ба монанди хамиртуруш, бо ядроҳои алоҳидаи ҳуҷайравӣ ва сохторҳои махсусе, ки органеллҳо (эукариотҳо) ном доранд, генҳои худро ба ҷуфтҳо гузоштанд, то онҳо ба ду гаметаҳои сохтории якхела (воҳидҳои репродуктивии якҳуҷайравӣ, ки спора номида мешаванд) тақсим карда шаванд. парвандаи хамиртуруш) ва аз нав васл карда, барои ба вуҷуд овардани организми нав. Ин намуди махсуси тақсимоти ҳуҷайра мейоз номида мешавад.

Тақрибан 600 миллион сол пеш, ҳайвонҳо ба таҳаввул кардани гаметаҳои махсус шурӯъ карданд - воҳидҳои сохтории якҳуҷайраҳои гуногун барои духтарон (тухмҳо) ва мардон (сперма). Ҳуҷайраҳои нутфа тухмро бордор мекунанд, ки баъдан генҳои ҳарду волидайнро муттаҳид мекунанд. Аммо чунин ҳайвонҳо, аз ҷумла сангпуштҳои имрӯза, хромосомаҳои махсуси ҷинсӣ надоштанд, ки ҷинси наслро муайян мекунанд. Писарон ва духтарон аз ҷиҳати генетикӣ якхела буданд ва ҷинс аз рӯи ҳарорате, ки тухм дар он инкубатсия мешавад, муайян карда мешуд.

Ва ниҳоят, тақрибан 300 миллион сол пеш, аҷдодони мо ба таҳаввули хромосомаҳои ҷинсӣ шурӯъ карданд.

Дар одамон 23 ҷуфт хромосомаҳо мавҷуданд, ки сохторҳое мебошанд, ки дар ядрои ҳар як ҳуҷайра мавҷуданд, ки дорои молекулаҳои зич печонида шудаанд, ки бо номи кислотаи дезоксирибонуклеинӣ (ДНК), маводе, ки рамзи генетикиро дорад.

Як ҷуфти 23 хромосома, ки бо номи хромосомаҳои ҷинсӣ маълум аст, ҳангоми бордоршавӣ муайян мекунад, ки тухми бордоршуда ба мард ё зан табдил меёбад. Имрӯз, духтарони инсон як ҷуфт хромосомаҳои якхелаи X доранд. Писарони инсон ба ҷои ҷуфти мувофиқ, як X ва як хромосомаи хурдтари Y доранд.

Як тухми одам танҳо як хромосомаи X дорад. Як нутфа одам ё хромосомаи X ё Y дорад ва ба ин васила ҷинси наслро пас аз бордоршавӣ муайян мекунад. XX = зан. XY = мард.

Доктор Пейҷ ва ҳамкорони ӯ қисми бештари ду даҳсолаи охирро барои барқарор кардани пайдоиши эволютсионии хромосомаҳои X ва Y инсон сарф кардаанд. Онҳо пайдоиши ин хромосомаҳои ҷинсиро ба хромосомаҳои оддӣ, ки аутосомаҳо дар аҷдодони эволютсионие, ки одамон бо паррандагон мубодила мекунанд, пайгирӣ кардаанд.

"Мо дар тӯли 50 соли охир аз мавҷудияти хромосомаҳои ҷинсии мо парешон ва фирефта шудаем" гуфт Пейҷ. "Аксари генҳо, ки воқеан дар сохтани анатомияҳои гуногуни мардон ва духтарони инсон иштирок мекунанд, дар хромосомаҳои ҷинсӣ нестанд. Аксари онҳо дар автосомҳо ҷойгиранд. Онҳо дар мардон ва духтарон комилан якхелаанд. Ин танҳо он аст, ки аутосомаҳо аз сабаби хромосомаҳои ҷинсӣ дар мардон ва духтарон ба таври гуногун хонда мешаванд, ҳамон тавре ки тамоми геном дар мардон ва духтарон гуногун хонда мешавад."


Иқтибосҳо

Чарлзворт Б. Муайян кардани ҷинс: хромосомаҳои ибтидоии Y дар моҳӣ. Кар Биол. 200414 (18): R745–7.

Le Page Y, Diotel N, Vaillant C, Pellegrini E, Anglade I, Merot Y, Kah O. Aromatase, ҷинсӣ ва пластикии майна: парадигмаи моҳӣ. Eur J Neurosci. 201032(12):2105–15.

Синклер AH, Berta P, Palmer MS, Hawkins JR, Griffiths BL, Smith MJ, Foster JW, Frischauf AM, Lovellbadge R, Goodfellow PN. Ген аз минтақаи муайянкунандаи ҷинси инсон сафедаеро бо гомологӣ ба мотиви ҳифзшудаи пайвасткунандаи ДНК рамзгузорӣ мекунад. Табиат. 1990346(6281):240-4.

Смит CA, Roeszler KN, Ohnesorg T, Cummins DM, Farlie PG, Doran TJ, Sinclair AH. Барои муайян кардани ҷинси мард дар мурғ гени ба Z алоқаманд DMRT1 лозим аст. Табиат. 2009461 (7261): 267–71.

Mank JE, Avise JC: Гуногунии эволютсионӣ ва гардиши муайянкунии ҷинс дар моҳиҳои телеост. Sex Dev 2009, 3 (2-3): 60-67

Коттлер VA, Шартл М. Хромосомаҳои ҷинсии рангини моҳӣ телеост. Генҳо (Базел). 20189(5):233.

Mank JE, Promislow DEL, Avise JC. Эволютсияи механизмҳои алтернативии муайянкунандаи ҷинс дар моҳиҳои телеост. Biol J Linn Soc. 200687(1):83–93.

Матсуда М, Нагахама Ю, Шиномия А, Сато Т, Матсуда С, Кобаяши Т, Морри СЕ, Шибата Н, Асакава С, Шимизу Н, ва дигарон. DMY як гени махсуси DM-домени Y аст, ки барои рушди мард дар моҳии медака зарур аст. Табиат. 2002417 (6888): 559–63.

Matsuda M, Nagahama Y, Kobayashi T, Matsuda C, Hamaguchi S, Sakaizumi M. Ген муайянкунандаи ҷинс аз медака: як гени домени DM-и махсуси Y (DMY) барои рушди мард зарур аст. Физиол биохимияи моҳӣ. 200328(1–4):135–9.

Shibata Y, Paul-Prasanth B, Suzuki A, Usami T, Nakamoto M, Matsuda M, Nagahama Y. Ифодаи омили ҳосилшудаи soma gonadal (GSDF) фазоӣ ва муваққатӣ бо фарқияти барвақти тестикулярӣ дар medaka алоқаманд аст. Шаблонҳои Gene Expr. 201010(6):283–9.

Яно А, Гуйомард Р, Никол Б, Жуанно Е, Квиллет Е, Клопп С, Кабау С, Бушез О, Фостиер А, Гуиген Ю. Ген вобаста ба иммунитет ба гени муайянкунандаи ҷинс дар гулмоҳи рангинкамон табдил ёфт, Oncorhynchus mykiss. Кар Биол. 201222(15):1423–8.

Хаттори РС, Мурай Ю, Оура М, Масуда С, Маҷхи СК, Сакамото Т, Фернандино Ҷ.И, Сомоза ГМ, Йокота М, Струссманн CA. Дупликатсияи гормонҳои зидди Мюллерӣ, ки ба Y алоқаманд аст, дар муайян кардани ҷинс нақши муҳимро ишғол мекунад. Proc Natl Acad Sci USA 2012109 (8): 2955–9.

Камия Т, Кай В, Тасуми С, Ока А, Мацунага Т, Мизуно Н, Фужита М, Суэтаке Х, Сузуки С, Хосоя С ва дигарон. SNP-и транс-намуди missense дар Amhr2 бо муайян кардани ҷинс дар моҳии паланг алоқаманд аст, Такифугу рубоб (Фугу). PLoS Genet. 20128 (7): e1002798.

Чен SL, Чжан ГҶ, Шао СВ, Хуан КФ, Лю Г, Чжан П, Сонг ВТ, Ан Н, Чалопин Д, Волфф ҶН ва дигарон. пайдарпайии тамоми геноми моҳии ҳамвор дар бораи эволютсияи хромосомаи ҷинсии ZW ва мутобиқшавӣ ба тарзи ҳаёти бентикӣ маълумот медиҳад. Нат Генет. 201446 (3): 253.

Cui Z, Liu Y, Wang W, Wang Q, Zhang N, Lin F, Wang N, Shao C, Dong Z, Li Y, et al. Таҳрири геном dmrt1-ро ҳамчун гени муҳими муайянкунандаи ҷинси мард дар ягонаи забони чинӣ (Cynoglossus semilaevis) ошкор мекунад. Sci Rep 20177: 42213.

Graves JA, Wakefield MJ, Toder R. Пайдоиш ва эволютсияи минтақаҳои псевдоавтосомалии хромосомаҳои ҷинсии инсон. Хум Мол Генет. 19987(13):1991–6.

Bachtrog D. Эволюцияи Y-хромосома: фаҳмишҳои пайдошуда дар бораи равандҳои таназзули Y-хромосома. Нат Рев Генет. 201314 (2): 113–24.

Zeng Q, Fu Q, Li Y, Waldbieser G, Bosworth B, Liu S, Yang Y, Bao L, Yuan Z, Li N, et al. Development of a 690 K SNP array in catfish and its application for genetic mapping and validation of the reference genome sequence. Sci Rep. 20177:40347.

Liu Z, Liu S, Yao J, Bao L, Zhang J, Li Y, Jiang C, Sun L, Wang R, Zhang Y, et al. The channel catfish genome sequence provides insights into the evolution of scale formation in teleosts. Nat Commun. 20167:11757.

Li Y, Liu S, Qin Z, Waldbieser G, Wang R, Sun L, Bao L, Danzmann RG, Dunham R, Liu Z. Construction of a high-density, high-resolution genetic map and its integration with BAC-based physical map in channel catfish. DNA Res. 201522(1):39–52.

Simmons M, Mickett K, Kucuktas H, Li P, Dunham R, Liu ZJ. Comparison of domestic and wild channel catfish (Ictalurus punctatus) populations provides no evidence for genetic impact. Аквакультура. 2006252(2–4):133–46.

Liu S, Sun L, Li Y, Sun F, Jiang Y, Zhang Y, Zhang J, Feng J, Kaltenboeck L, Kucuktas H, et al. Development of the catfish 250K SNP array for genome-wide association studies. BMC Res Notes. 20147:135.

Tiersch TR, Simco BA, Davis KB, Chandler RW, Wachtel SS, Carmichael GJ. Stability of genome size among stocks of the channel catfish. Аквакультура. 199087(1):15–22.

Sun FY, Liu SK, Gao XY, Jiang YL, Perera D, Wang XL, Li C, Sun LY, Zhang JR, Kaltenboeck L, et al. Male-biased genes in catfish as revealed by RNA-Seq analysis of the testis transcriptome. PLoS One. 20138(7):e68452.

Patino R, Davis KB, Schoore JE, Uguz C, Strussmann CA, Parker NC, Simco BA, Goudie CA. Sex differentiation of channel catfish gonads: normal development and effects of temperature. J Exp Zool. 1996276(3):209–18.

Ninwichian P, Peatman E, Perera D, Liu S, Kucuktas H, Dunham R, Liu Z. Identification of a sex-linked marker for channel catfish. Anim Genet. 201243(4):476–7.

Graves JAM, Peichel CL. Are homologies in vertebrate sex determination due to shared ancestry or to limited options? Геном Биол. 201011(4):205.

Devlin RH, Nagahama Y. Sex determination and sex differentiation in fish: an overview of genetic, physiological, and environmental influences. Аквакультура. 2002208(3–4):191–364.

Diaz N, Piferrer F. Lasting effects of early exposure to temperature on the gonadal transcriptome at the time of sex differentiation in the European sea bass, a fish with mixed genetic and environmental sex determination. BMC Genomics. 201516:679.

Cabodi S, Moro L, Baj G, Smeriglio M, Di Stefano P, Gippone S, Surico N, Silengo L, Turco E, Tarone G, et al. p130Cas interacts with estrogen receptor alpha and modulates non-genomic estrogen signaling in breast cancer cells. J Cell Sci. 2004117(Pt 8):1603–11.

Martinez P, Bouza C, Hermida M, Fernandez J, Toro MA, Vera M, Pardo B, Millan A, Fernandez C, Vilas R, et al. Identification of the major sex-determining region of turbot (Scophthalmus maximus). Генетика. 2009183(4):1443–52.

Liao X, Xu G, Chen SL: Molecular method for sex identification of half-smooth tongue sole (Cynoglossus semilaevis) using a novel sex-linked microsatellite marker. Int J Mol Sci 2014, 15(7):12952-12958.

Foster JW, Brennan FE, Hampikian GK, Goodfellow PN, Sinclair AH, Lovell-Badge R, Selwood L, Renfree MB, Cooper DW, Graves JA. Evolution of sex determination and the Y chromosome: SRY-related sequences in marsupials. Табиат. 1992359(6395):531–3.

Crews D, Bergeron JM, McLachlan JA. The role of estrogen in turtle sex determination and the effect of PCBs. Environ Health Perspect. 1995103 Suppl 7:73–7.

Morais da Silva S, Hacker A, Harley V, Goodfellow P, Swain A, Lovell-Badge R. Sox9 expression during gonadal development implies a conserved role for the gene in testis differentiation in mammals and birds. Нат Генет. 199614(1):62–8.

Kondo M, Hornung U, Nanda I, Imai S, Sasaki T, Shimizu A, Asakawa S, Hori H, Schmid M, Shimizu N, et al. Genomic organization of the sex-determining and adjacent regions of the sex chromosomes of medaka. Genome Res. 200616(7):815–26.

Kikuchi K, Hamaguchi S. Novel sex-determining genes in fish and sex chromosome evolution. Dev Dyn. 2013242(4):339–53.

Shao C, Li Q, Chen S, Zhang P, Lian J, Hu Q, Sun B, Jin L, Liu S, Wang Z, et al. Epigenetic modification and inheritance in sexual reversal of fish. Genome Res. 201424(4):604–15.

Karmin M, Saag L, Vicente M, Wilson Sayres MA, Jarve M, Talas UG, Rootsi S, Ilumae AM, Magi R, Mitt M, et al. A recent bottleneck of Y chromosome diversity coincides with a global change in culture. Genome Res. 201525(4):459–66.

Small CM, Bassham S, Catchen J, Amores A, Fuiten AM, Brown RS, Jones AG, Cresko WA. The genome of the Gulf pipefish enables understanding of evolutionary innovations. Геном Биол. 201617(1):258.

Davidson WS, Koop BF, Jones SJ, Iturra P, Vidal R, Maass A, Jonassen I, Lien S, Omholt SW. Sequencing the genome of the Atlantic salmon (Salmo salar). Геном Биол. 201011(9):403.

Skaletsky H, Kuroda-Kawaguchi T, Minx PJ, Cordum HS, Hillier L, Brown LG, Repping S, Pyntikova T, Ali J, Bieri T, et al. The male-specific region of the human Y chromosome is a mosaic of discrete sequence classes. Табиат. 2003423(6942):825–37.

Hughes JF, Skaletsky H, Pyntikova T, Graves TA, van Daalen SK, Minx PJ, Fulton RS, McGrath SD, Locke DP, Friedman C, et al. Chimpanzee and human Y chromosomes are remarkably divergent in structure and gene content. Табиат. 2010463(7280):536–9.

Hughes JF, Skaletsky H, Page DC. Sequencing of rhesus macaque Y chromosome clarifies origins and evolution of the DAZ (deleted in AZoospermia) genes. Биоэссеҳо. 201234(12):1035–44.

Soh YQ, Alfoldi J, Pyntikova T, Brown LG, Graves T, Minx PJ, Fulton RS, Kremitzki C, Koutseva N, Mueller JL, et al. Sequencing the mouse Y chromosome reveals convergent gene acquisition and amplification on both sex chromosomes. Ҳуҷайра. 2014159(4):800–13.

Skinner BM, Sargent CA, Churcher C, Hunt T, Herrero J, Loveland JE, Dunn M, Louzada S, Fu B, Chow W, et al. The pig X and Y chromosomes: structure, sequence, and evolution. Genome Res. 201626(1):130–9.

Tomaszkiewicz M, Rangavittal S, Cechova M, Campos Sanchez R, Fescemyer HW, Harris R, Ye D, O'Brien PC, Chikhi R, Ryder OA, et al. A time- and cost-effective strategy to sequence mammalian Y chromosomes: an application to the de novo assembly of gorilla Y. Genome Res. 201626(4):530–40.

Nanda I, Kondo M, Hornung U, Asakawa S, Winkler C, Shimizu A, Shan ZH, Haaf T, Shimizu N, Shima A, et al. A duplicated copy of DMRT1 in the sex-determining region of the Y chromosome of the medaka, Oryzias latipes. Proc Natl Acad Sci U S A. 200299(18):11778–83.

Myosho T, Otake H, Masuyama H, Matsuda M, Kuroki Y, Fujiyama A, Naruse K, Hamaguchi S, Sakaizumi M. Tracing the emergence of a novel sex-determining gene in medaka, Oryzias luzonensis. Генетика. 2012191(1):163.

Takehana Y, Matsuda M, Myosho T, Suster ML, Kawakami K, Shin IT, Kohara Y, Kuroki Y, Toyoda A, Fujiyama A, et al. Co-option of Sox3 as the male-determining factor on the Y chromosome in the fish Oryzias dancena. Nat Commun. 20145:4157.

Graves JA. How to evolve new vertebrate sex determining genes. Dev Dyn. 2013242(4):354–9.

Edwards TM, Moore BC, Guillette LJ Jr. Reproductive dysgenesis in wildlife: a comparative view. Int J Androl. 200629(1):109–21.

Matthiessen P, Sumpter JP. Effects of estrogenic substances in the aquatic environment. Exs. 199886:319–35.

Crews D, Bergeron JM. Role of reductase and aromatase in sex determination in the red-eared slider (Trachemys scripta), a turtle with temperature-dependent sex determination. J Endocrinol. 1994143(2):279–89.

Wibbels T, Crews D. Putative aromatase inhibitor induces male sex determination in a female unisexual lizard and in a turtle with temperature-dependent sex determination. J Endocrinol. 1994141(2):295–9.

Chardard D, Dournon C. Sex reversal by aromatase inhibitor treatment in the newt Pleurodeles waltl. J Exp Zool. 1999283(1):43–50.

Olmstead AW, Kosian PA, Korte JJ, Holcombe GW, Woodis KK, Degitz SJ. Sex reversal of the amphibian, Xenopus tropicalis, following larval exposure to an aromatase inhibitor. Aquat Toxicol. 200991(2):143–50.

Pieau C, Dorizzi M. Oestrogens and temperature-dependent sex determination in reptiles: all is in the gonads. J Endocrinol. 2004181(3):367–77.

Barske LA, Capel B. Estrogen represses SOX9 during sex determination in the red-eared slider turtle Trachemys scripta. Dev Biol. 2010341(1):305–14.

Shupnik MA. Crosstalk between steroid receptors and the c-Src-receptor tyrosine kinase pathways: implications for cell proliferation. Онкоген. 200423:7979.

Waldbieser GC, Wolters WR. SHORT COMMUNICATION: definition of the USDA103 strain of channel catfish (Ictalurus punctatus). Anim Genet. 200738(2):180–3.

Cheryl A, Goudie BDR, Simco BA, Davis KB. Feminization of channel catfish by oral administration of steroid sex hormones. Trans Am Fish Soc. 1983112(5):3.

Waldbieser GC, Bosworth BG. A standardized microsatellite marker panel for parentage and kinship analyses in channel catfish, Ictalurus punctatus. Anim Genet. 201344(4):476–9.

Dunham RA, Lambert DM, Argue BJ, Ligeon C, Yant DR, Liu ZJ. Comparison of manual stripping and pen spawning for production of channel catfish × blue catfish hybrids and aquarium spawning of channel catfish. N Am J Aquac. 200062(4):260–5.

Su BF, Perera DA, Zohar Y, Abraham E, Stubblefield J, Fobes M, Beam R, Argue B, Ligeon C, Padi J, et al. Relative effectiveness of carp pituitary extract, luteininzing hormone releasing hormone analog (LHRHa) injections and LHRHa implants for producing hybrid catfish fry. Аквакультура. 2013372:133–6.

Koren S, Walenz BP, Berlin K, Miller JR, Bergman NH, Phillippy AM. Canu: scalable and accurate long-read assembly via adaptive k-mer weighting and repeat separation. Genome Res. 201727(5):722–36.

Li H. Minimap and miniasm: fast mapping and de novo assembly for noisy long sequences. Биоинформатика. 201632(14):2103–10.

Vaser R, Sovic I, Nagarajan N, Sikic M. Fast and accurate de novo genome assembly from long uncorrected reads. Genome Res. 201727(5):737–46.

Chin CS, Alexander DH, Marks P, Klammer AA, Drake J, Heiner C, Clum A, Copeland A, Huddleston J, Eichler EE, et al. Nonhybrid, finished microbial genome assemblies from long-read SMRT sequencing data. Усулҳои Nat. 201310(6):563.

Tamazian G, Dobrynin P, Krasheninnikova K, Komissarov A, Koepfli KP, O'Brien SJ. Chromosomer: a reference-based genome arrangement tool for producing draft chromosome sequences. GigaScience. 20165(1):38.

Simao FA, Waterhouse RM, Ioannidis P, Kriventseva EV, Zdobnov EM. BUSCO: assessing genome assembly and annotation completeness with single-copy orthologs. Биоинформатика. 201531(19):3210–2.

Broman KW, Wu H, Sen S, Churchill GA. R/qtl: QTL mapping in experimental crosses. Биоинформатика. 200319(7):889–90.

Krzywinski M, Schein J, Birol I, Connors J, Gascoyne R, Horsman D, Jones SJ, Marra MA. Circos: an information aesthetic for comparative genomics. Genome Res. 200919(9):1639–45.

Stanke M, Steinkamp R, Waack S, Morgenstern B. AUGUSTUS: a web server for gene finding in eukaryotes. Кислотаҳои нуклеинӣ Res. 200432(Web Server issue):W309–12.

Parra G, Bradnam K, Korf I. CEGMA: a pipeline to accurately annotate core genes in eukaryotic genomes. Биоинформатика. 200723(9):1061–7.

Wang Y, Li J, Paterson AH. MCScanX-transposed: detecting transposed gene duplications based on multiple colinearity scans. Биоинформатика. 201329(11):1458–60.

Kurtz S, Phillippy A, Delcher AL, Smoot M, Shumway M, Antonescu C, Salzberg SL. Versatile and open software for comparing large genomes. Геном Биол. 20045(2):R12.

Li W, Godzik A. Cd-hit: a fast program for clustering and comparing large sets of protein or nucleotide sequences. Биоинформатика. 200622(13):1658–9.

Langmead B, Salzberg SL. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat Methods. 20129(4):357–9.

Li B, Dewey CN. RSEM: accurate transcript quantification from RNA-Seq data with or without a reference genome. BMC Bioinformatics. 201112:323.

Robinson MD, McCarthy DJ, Smyth GK. edgeR: a bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Биоинформатика. 201026(1):139–40.

Robinson MD, Oshlack A. A scaling normalization method for differential expression analysis of RNA-seq data. Геном Биол. 201011(3):R25.

Xu Z, Chen J, Li X, Ge J, Pan J, Xu X. Identification and characterization of microRNAs in channel catfish (Ictalurus punctatus) by using Solexa sequencing technology. PLoS One. 20138(1):e54174.

Miranda KC, Huynh T, Tay Y, Ang YS, Tam WL, Thomson AM, Lim B, Rigoutsos I. A pattern-based method for the identification of MicroRNA binding sites and their corresponding heteroduplexes. Ҳуҷайра. 2006126(6):1203–17.


Y Chromosome Is More Than a Sex Switch

The small, stumpy Y chromosome—possessed by male mammals but not females, and often shrugged off as doing little more than determining the sex of a developing fetus—may impact human biology in a big way. Two independent studies have concluded that the sex chromosome, which shrank millions of years ago, retains the handful of genes that it does not by chance, but because they are key to our survival. The findings may also explain differences in disease susceptibility between men and women.

“The old textbook description says that once maleness is determined by a few Y chromosome genes and you have gonads, all other sex differences stem from there,” says geneticist Andrew Clark of Cornell University, who was not involved in either study. “These papers open up the door to a much richer and more complex way to think about the Y chromosome.”

The sex chromosomes of mammals have evolved over millions of years, originating from two identical chromosomes. Now, males possess one X and one Y chromosome and females have two Xs. The presence or absence of the Y chromosome is what determines sex—the Y chromosome contains several genes key to testes formation. But while the X chromosome has remained large throughout evolution, with about 2000 genes, the Y chromosome lost most of its genetic material early in its evolution it now retains less than 100 of those original genes. That’s led some scientists to hypothesize that the chromosome is largely indispensable and could shrink away entirely.

To determine which Y chromosome genes are shared across species, Daniel Winston Bellott, a biologist at the Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge, Massachusetts, and colleagues compared the Y chromosomes of eight mammals, including humans, chimpanzees, monkeys, mice, rats, bulls, and opossums. The overlap, they found, wasn’t just in those genes known to determine the sex of an embryo. Eighteen diverse genes stood out as being highly similar between the species. The genes had broad functions including controlling the expression of genes in many other areas of the genome. The fact that all the species have retained these genes, despite massive changes to the overall Y chromosome, hints that they’re vital to mammalian survival.

“The thing that really came home to us was that these ancestral Y chromosome genes—these real survivors of millions of years of evolution—are regulators of lots of different processes,” Bellott says.

Bellott and his colleagues looked closer at the properties of the ancestral Y chromosome genes and found that the majority of them were dosage-dependent—that is, they required two copies of the gene to function. (For many genes on the sex chromosomes, only one copy is needed in females, the copy on the second X chromosome is turned off and in males, the gene is missing altogether.) But with these genes, the female has one on each X chromosome and the male has a copy on both the X and Y chromosomes. Thus, despite the disappearance of nearby genes, these genes have persisted on the Y chromosome, the team reports online today in Табиат.

“The Y chromosome doesn’t just say you’re a male it doesn’t just say you’re a male and you’re fertile. It says that you’re a male, you’re fertile, and you’re going to survive,” Bellott explains. His group next plans to look in more detail at what the ancestral Y chromosome genes do, where they’re expressed in the body, and which are required for an organism’s survival.

In a second Табиат paper, also published online today, another group of researchers used a different genetic sequencing approach, and a different set of mammals, to ask similar questions about the evolution of the Y chromosome. Like Bellott’s paper, the second study concluded that one reason that the Y chromosome has remained stable over recent history is the dosage dependence of the remaining genes.

“Knowing now that the Y chromosome can have effects all over the genome, I think it becomes even more important to look at its implications on diseases,” Clark says. “The chromosome is clearly much more than a single trigger that determines maleness.” Because genes on the Y chromosome often vary slightly in sequence—and even function—from the corresponding genes on the X, males could have slightly different patterns of gene expression throughout the body compared with females, due to not only their hormone levels, but also their entire Y chromosome. These gene expression variances could explain the differences in disease risks, or disease symptoms, between males and females, Clark says.


Snake Sex Determination Dogma Overturned

Abby Olena
Jul 6, 2017

Boa imperator ва Python bivittatus TONY GAMBLE For more than 50 years, scientists have taken for granted that all snakes share a ZW sex determination system, in which males have two Z chromosomes and females have one Z and one W. But a study, published today (July 6) in Биологияи ҷорӣ, reveals that the Central American boa (Boa imperator) and the Burmese python (Python bivittatus) use an XY sex determination system, which evolved independently in the two species.

&ldquoThis work is a culmination of a lot of questions that we&rsquove had about pythons and boas for a long time,&rdquo says Jenny Marshall Graves, a geneticist at La Trobe Univeristy in Melbourne, Australia, who did not participate in the study.

Some of these questions came up for Warren Booth, a geneticist and ecologist at the University of Tulsa, as he studied parthenogenesis&mdashthe growth and.

Booth contacted Tony Gamble, a geneticist at Marquette University in Milwaukee, Wisconsin, who studies sex chromosomes, to begin a collaboration to investigate whether boas and pythons might actually have X and Y chromosomes. Spurred by Booth’s questions, “I went back and reread some of the early papers” on snake sex chromosomes, says Gamble. “What became clear is that they didn’t show that boas and pythons had a ZW sex chromosome system. They just said it without any evidence.”

Historically, scientists used light microscopy to photograph and match up homologous chromosomes. “If you find an unmatched pair—two chromosomes that are morphologically different—in males, you have an XY sex chromosome system. If you find an unmatched pair in females, you have a ZW system,” says Gamble. “But the problem is that a large number of species don’t have sex chromosomes that are morphologically distinct from each other.”

In order to address this problem, Booth, Gamble, and colleagues digested the genomes of male and female boas, pythons, and Western diamondback rattlesnakes (Crotalus atrox), which are known to use a ZW sex determination system, with restriction enzymes to create fragments just hundreds of base pairs long. They sequenced the fragments, and then used a computer program to identify sex-specific genetic markers.

In a ZW system, where females have both a Z and a W, sex-specific markers will be found in larger numbers in females because they are likely found on the W chromosome, which males don’t have. In an XY system, where males have both an X and a Y, these sex-specific genetic markers will be found in males because they are likely Y-specific. As expected, the authors identified more markers in sequencing data from rattlesnake females than males. But they also found an excess of sex-specific genetic markers in male boa and python sequences, which suggested that these snakes have XY sex determination.

See “Lizard Swaps Mode of Deciding Its Sex”

The researchers validated the presence of some of the sex-specific markers using PCR, and then mapped them to boa and python genome data to confirm which chromosomes were the sex chromosomes. The team also used the boa and python genomes “to show that, while they both have XY systems, they have actually evolved those XYs independently on different chromosomes,” says Gamble.

The identification of the boa and python sex chromosomes “might be quite a big breakthrough to our understanding of sex determination in snakes,” says Graves. “Old fashioned genetic linkage studies will show us where the sex-linked gene is, and we know enough genomics now to be able to figure out what genes are in that patch of chromosome and ask, are any of them good candidates for sex determination?”

The authors “found that the python species has different sex chromosomes than boas, but there are many lineages between them,” says Lukáš Kratochvíl, an evolutionary biologist at Charles University in Prague, Czech Republic, who did not participate in the work. Investigating the sex chromosomes of these in-between snake lineages could provide insight into the evolution and stability of sex chromosomes in other animals, he adds.

Gamble agrees that the next step is exploring other species’ sex chromosome systems, but, for him, a bigger question also arises from this work. “There’s way more going on in snakes than anyone ever thought,” he says. “It was there for anyone to see, and so many scientists—including myself—failed to really look critically at this older literature. One has to wonder how frequently we do this. What other long-held assumptions do I take for granted as factual that could actually not have any empirical evidence behind them?”


Видеоро тамошо кунед: БУСА КАРДАНИ ШАРМГОХИ ЗАН ВА Ё ДАССТ КАРДАНИ ШАРМГОХИ МАРД ЧОИЗ ХАСТ? (Январ 2022).