Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok VIII; No 1714

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

Jedno zdumienie dziennie...

Jak palindromy ratują rodzaj męski.
(palindromy cz. 3) 
(poprz.)

Wiadomo, że płeć męska u ssaków jest bardzo pokrzywdzona pod względem genetycznym (nie upośledzona, nie!). Nie tylko że w każdej populacji jest zawsze trzykrotnie więcej chromosomów X (odpowiedzialnych za żeńskość osobnika), ale chromosomy męskie Y są znacznie mniejsze i bardzo ubogie w geny. Stosunek 3X : 1Y wynika stąd, że każda samica musi posiadać dwa chromosomy X, a każdy samiec, oprócz chromosomu Y, posiada także jeden chromosom X. Chromosomy odpowiedzialne za płeć są bardzo różne pod względem morfologicznym, co widoczne jest na fotografii. W przeciwieństwie do chromosomu X, chromosom Y jest rozgałęziony. Różnicowanie to rozpoczęło się około 300 milionów lat temu i wtedy też zaczęła się genetyczna, informacyjna degrengolada chromosomu Y.

Dwadzieścia dwie pary chromosomów człowieka może dokonywać tzw homologicznej rekombinacji. Chromosomy homologiczne czynią to w mejozie, kiedy to uszkodzone geny mają możliwość dokonania naprawy na wzór nieuszkodzonego genu z homologicznego partnera. Nie mają tej możliwości chromosomy płciowe Y, które tylko w części mają odcinki zdolne do rekombinacji na wzór chromosomu X. Chromosom Y jest rozgałęziony i rekombinacja w tej części odpowiedzialnej za cechy płciowe nie następuje ponieważ nie ma homologicznego odcinka w chromosomie X. I tak, stopniowo, poszczególne nie reperowane geny wypadały z genomu. W wyniku tego obecnie chromosom X składa się z 165 Mb (1 Mb - megabase = milion par nukleotydów, liter alfabetu genetycznego), podczas gdy chromosom Y jest prawie trzy razy mniejszy (51 Mb). Jeszcze większe uszczuplenie nastąpiło w ilości genów. O ile chromosom X zawiera 1438 genów, w chromosomie Y jest tylko 45 genów. Sądzi się, że to skutek braku mechanizmu reperacji. Co więcej, genowi temu od milionów lat grozi zagłada, palindromy podtrzymują jego istnienie. 
Otóż okazuje się, że z owych 51 milionów liter (Mb) chromosomu Y, aż 6 milionów to palindromy. Najdłuższy fragment palindromiczny liczy sobie aż 3 Mb. W przełożeniu na tekst drukowany jest to kilka grubaśnych książek. (Najdłuższy palindrom stworzony przez Nowozelandczyka liczy 'zaledwie' około 55.000 znaków, 11.000 słów). 
Reperacja uszkodzonych genów w chromosomie Y zachodzi tylko dzięki istnieniu palindromowych kopii genów ulokowanych w poszczególnych odgałęzieniach chromosomu. To co robią dwa chromosomy między sobą wymieniając materiał genetyczny wszystkich 22 par, chromosom Y 'robi to sam ze sobą'! I tylko dlatego zanik genów w chromosomie męskim przebiega z szybkością około 4,6 genu na milion lat. Gdyby nie palindromy, degrengolada ta byłaby szybsza i pewnie by już męskiego genu płciowego u ssaków nie było. 
Panowie, istniejemy jeszcze jako tacy tylko dzięki palindromom genetycznym! Panie, macie swoich mężczyzn tylko dzięki palindromom! 
Dzięki palindromom chromosom Y,  przy tej szybkości zaniku ma przed sobą tylko 10 milionów lat. Ale jakich skutków należy oczekiwać w wyniku zanikania chromosomu Y, jakie to będzie miało skutki przejściowe i końcowe, nikt nie wie. W każdym razie, jak dotąd, ród męski istnieje dzięki genetycznym palindromom. Na dłuższą metę, wiadomo, mężczyźni nie są potrzebni, kobiety są władne same wykonać całą robotę genetyczną, jak zresztą wskazują na to ostatnie badania w zakresie manipulacji genowej. 

Warto zaznaczyć, że palindromiczna biochemia materiału genetycznego stała się przedmiotem licznych badań po rozszyfrowaniu genotypu człowieka i postępującego za tym rozszyfrowywaniu genotypów wielu gatunków zwierząt i roślin. Wynikiem tych badań są dosyć niepokojące doniesienia o częstości palindromów w komórkach rakowych. Jaką funkcję spełniają tam palindromy? Tymczasem nie wiadomo, ale ta sprawa wymaga osobnego rozpatrzenia. (notka nast.)

----------------------

How palindromes rescue the male sex. 
(palindromes part 3)
(previous see here)  (up)

It is known that the male sex among the mammals is very disadvantaged genetically (though not handicapped!). This is not only because in every population there are always three times more chromosomes X (responsible for the femaleness of the individual), but the male Y chromosomes are appreciably smaller and poorly equipped in genes. The ratio 3X:1Y arises because every female must possess two X chromosomes, while every male, besides the Y chromosome, must also possess one X chromosome. The chromosomes responsible for determining the sex of the individual are morphologically very different, as is seen on the photo. As distinct from the X chromosome, the Y chromosome is ‘branched’. The differentiation began some 300 million years ago and then began also the decay of the Y chromosome.

 [ill.]

The twenty two pairs of human chromosomes can carry out the so-called homologous recombination. The homologuous chromosomes do this during meiosis, when the damaged genes have the chance to carry out repairs by copying the undamaged gene of the homologous partner. This is not possible for the Y chromosome, which only partially possess sections capable of re-combining in imitation of partner X. Chromosome Y is branched, and recombination of the section responsible for sexual characteristics does not occur because there is no homologous section in the X chromosome. And thus, gradually, individual unrepaired genes were lost to the genome. As the result the chromosome X now consists of 165 Mb (1 Mb – megabase = million pairs of nucleotides, the letters of the genetic alphabet), while chromosome Y is nearly three times smaller (51 Mb). An even more significant impoverishment has occurred in the number of genes. Chromosome X contains 1438 genes, but the chromosome Y only 45. It appears that this is the result of the loss of the repair mechanism. Further, this gene has been for millions of years threatened with extinction, and only palindromes are responsible for its continued existence.

It has been proved that of those 51 million letters (Mb) of chromosome Y as many as 6 million are palindromes. The longest of the palindromic fragments contains 3 Mb. Expressing it in printed text results in several thick tomes. (The longest palindrome created by a Newzealander contains ‘only’ some 55000 signs, 11000 words)

The repair of damaged genes in the Y chromosome takes place only due to the existence of palindromic copies of genes located in the particular branchings of the chromosome. What two chromosomes do each to each exchanging the genetic material of all the 22 pairs, the Y chromosome ‘does to itself’! And only for this reason the loss of genes in the male chromosome occurs with the speed of 4.6 genes every million years. If not for palindromes, the decay would have been faster and most likely the male sex gene among mammals would have disappeared! Ladies, you owe your having a man only to palindromes!

Thanks to the palindromes, the chromosome Y, at the current speed of loss, has only 10 million years left before it. But what the results due to the progressive vanishing of the Y chromosome will be, during and at end of the process, is unknown. It can be said though that the male sex exists to-date due to genetic palindromes.Taking a longer view, it is known that men are not necessary, women are capable of carrying out all the genetic duties, which is also indicated by most recent experiments in genetic manipulation.

It is worth noting that the palindromic biochemistry of genetic material has become the subject of much research after the deciphering of the human genotype and the accompanying deciphering of the genotypes of many species of animals and plants. One result of these studies are some rather disquieting conclusions about the frequency of palindromes in cancer cells. What is the function of these palindromes? So far, this is unknown, but the matter requires a separate investigation. (next note)

[QZE02::009];[QEP50::270][QEP50::020];[QEP50::273][QEP50::274];[RIO86::022];[QEP15::072]
No: 1714; w sieci:9.5.2007