Die schnelle Evolution des Y-Chromosoms bei Primaten, einschließlich Menschen, fasziniert Wissenschaftler. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigt, dass das Y-Chromosom sich viel schneller entwickelt als das X-Chromosom. Diese Entdeckung wirft Fragen zu den speziellen evolutionären Mechanismen dieses männlichen Chromosoms auf.
Menschen und Schimpansen teilen etwa 98 % ihres gesamten DNAs, aber nur zwischen 14 % und 27 % der Sequenzen des Y-Chromosoms sind gemeinsam. Diese überraschende Divergenz, angesichts der 7 Millionen Jahre seit ihrer Trennung, stellt die Forscher vor Rätsel.
Diese schnelle Evolution könnte durch die Anwesenheit nur einer Kopie des Y-Chromosoms bei Männchen erklärt werden, im Gegensatz zu den zwei Kopien des X-Chromosoms bei Weibchen. Das Y-Chromosom, das für die Spermienproduktion essenziell ist, ist dadurch anfälliger für Mutationen ohne Möglichkeit der Kompensation.
Mutationen auf dem Y-Chromosom sind häufig aufgrund der intensiven DNA-Replikation, die für die Produktion zahlreicher Spermien notwendig ist. Jede Replikation bietet die Gelegenheit für Fehler, was die Evolution dieses Chromosoms beschleunigt.
Mit Hilfe der Sequenzierung „Telomere-to-Telomere“ (T2T) verglichen die Forscher die Geschlechtschromosomen von sechs Primatenarten. Diese Methode ermöglicht es, die repetitiven Elemente der Chromosomen, einschließlich der telomerischen „Kappen“, präzise zu sequenzieren.
Die Ergebnisse zeigen eine schnelle Evolution des Y-Chromosoms bei all den untersuchten Arten. Beispielsweise weisen Schimpansen und Bonobos, die sich vor 1 bis 2 Millionen Jahren getrennt haben, signifikante Unterschiede in der Länge ihrer Y-Chromosomen auf.
Die Studie zeigt auch, dass das X-Chromosom bei Primaten sehr konserviert bleibt, was angesichts seiner entscheidenden Rolle bei der Fortpflanzung zu erwarten ist. Dennoch wird die hohe Mutation des Y-Chromosoms durch repetitive genetische Sequenzen kompensiert, die die essenziellen Gene schützen.
Trotz ihrer Enthüllungen hat die Studie ihre Grenzen, insbesondere durch die Untersuchung nur eines Vertreters pro Art, ohne die Variation des Y-Chromosoms innerhalb derselben Art messen zu können.
Quelle: Nature