Ученые выяснили, почему женская хромосома почти не нужна для выживания

Британские генетики выяснили, почему женская Х-хромосома почти не играет роли в выживании организма - оказалось, что она лишилась всех критически важных генов из-за отсутствия у нее "архивной копии", что снижает активность генов и приводит к их быстрому выходу из строя.

МОСКВА, 13 янв – РИА Новости (Крым). Женская Х-хромосома содержит в себе минимальный набор критически важных для выживания генов по той причине, что у нее нет "архивной копии", как у всех других хромосом, что снижает активность генов и приводит к их быстрому выходу из строя, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

"В нашем организме есть всего одна активная Х-хромосома. Это означает, что высокоактивные гены просто не могут "жить" в ней, и все гены, которые критически важны для нашего выживания, являются крайне активными. Это можно сравнить с дорогами – дорога с двумя полосами всегда будет ехать быстрее и вмещать в себя больше машин, чем однополосный тракт", — заявил Лоренс Хурст (Laurence Hurst) из университета Бата (Великобритания).

По словам генетика, в последние годы странности в работе двух половых хромосом – мужской Y и женской X-хромосомы  — все больше привлекают внимание ученых. Сейчас генетики активно дискутируют о том, исчезнет ли мужская хромосома полностью, а также пытаются понять, почему Х-хромосома "включается" только в определенных органах и почти не содержит в себе генов, без которых наш организм не может выжить.

Хурст и его коллеги предположили, что эти странности в работе женской хромосомы связаны с тем, что в организме и мужчин, и женщин, активна всего одна такая нить ДНК. В прошлом, когда предки млекопитающих обладали другой системой определения полов, "прародительница" Х-хромосомы ничем не отличалась от других хромосом и обладала теми же свойствами.

Одним из них, как объясняет Хурст, была скорость "чтения" – то, как часто клетка может считывать гены, записанные на хромосоме, и превращать их в инструкции по сборке белков или прочих веществ.

Соответственно, когда вторая Х-хромосома исчезла или была отключена, эта скорость фактически снизилась вдвое, что должно было сделать ее непригодной для "жизни" тех генов, которые особенно часто считываются. Этот феномен авторы статьи сравнивают с внезапным сужением дороги или появлением "хвоста" из автомобилей на повороте.

Эту идею ученые проверили, сравнивая степень активности генов, расположенных на обычных и Х-хромосомах в ДНК человека и целого ряда других млекопитающих, используя информацию из геномных банков данных.

Как показал этот анализ, гены на Х-хромосоме в среднем были действительно гораздо менее активными у всех млекопитающих, чем в других участках ДНК, а также она фактически не содержала в себе генов, которые требуют очень частых чтений. В частности, максимальная скорость считывания гена на Х-хромосоме у человека была в 62 раза ниже, чем у гена в другой части ДНК.

Все это, как считают авторы статьи, говорит о том, что Х-хромосома приобрела свою необычную роль сегодня и была почти полностью очищена от всех важных для выживания генов именно из-за того, что у нее отсутствует вторая копия, а не из-за потенциальных проблем, которые ее отсутствие может создавать для сперматозоидов, или из-за полового отбора, способствовавшего "выселению" из нее всех генов, улучшающих шансы выживания для самцов, но ухудшающих их для самок.