Эволюция Y-хромосомы

Исследование истории появления, происхождения, эволюции и особенностей строения Y-хромосом, половой хромосомы человека и других млекопитающих, которая имеется лишь у особей мужского пола. Анализ вероятности исчезновения Y-хромосомы вследствие мутации.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 31

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ: «ЭВОЛЮЦИЯ Y-ХРОМОСОМ»

Выполнила: ученица 9 класса моу сош № 31 Земова Алена

Руководитель: учитель биологии моу сош № 31 Гаврюшенко Г.Н.

Тверь, 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Происхождение и эволюция Y-хромосом

1.1 До появления Y-хромосомы

1.2 История открытия Y-хромосомы

1.3 Происхождение Y-хромосом

1.4 Что такое Y-хромосома

1.5 Эволюция Y-хромосом

1.6 Почему именно Y-хромосома? Идея асинхронной эволюции

2. Мужчины вымирают из-за Y-хромосомы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Генетики утверждают, что в будущем поздравлять женщин с 8 Марта будет некому.

Накануне Международного женского дня 8 Марта 2005 года в научном мире с новой силой вспыхнула дискуссия о будущем человеческого рода. Все больше генетиков склоняются к мысли, что не сегодня-завтра мужчины вымрут, как динозавры. Виной всему так называемая Y-хромосома, которая, собственно, и определяет пол человека «Газета.Ru», Портал «Вечная молодость». http://vechnayamolodost.ru. 14.01.2010. Y-хромосома - двигатель эволюции. А. Борисова..

Первым забил тревогу профессор Оксфордского университета Брайан Сайкс. В своей книге «Проклятие Адама» он обратил внимание на то, что Y-хромосома, которая не имеет пары, постепенно мутирует и разрушается. «Если так пойдет и дальше, уже через 125 тысяч лет от нее не останется и следа. Мужчины вымрут. Да и человеческий род исчезнет с лица Земли, если более стойкие женщины не научатся размножаться без их участия», - предупреждает профессор. Скандальная книга получила большую известность, правда, серьезные генетики не восприняли ее всерьез, обвинив коллегу «в склонности к дешевому популизму». Однако вскоре уже другой известный генетик, профессор Дженнифер Грэйвс из Австралийского национального университета, выступила с похожим постулатом на 15-й Международной конференции по проблемам хромосом.

Но что же произойдет с человечеством, если Y-хромосома все же исчезнет с лица Земли?

Цель работы:

Выяснить «судьбу» Y-хромосомы.

Задачи работы.

1. Познакомиться с историей появления Y-хромосомы.

2. Изучить особенности строения Y-хромосомы.

3. Выяснить, какие мутации могут привести к исчезновению Y-хромосомы.

4. Ответить на вопрос: действительно ли Y-хромосома может исчезнуть совсем?

1. Происхождение и эволюция Y-хромосом Природа, № 2, 2002. «Эволюция хромосом: от А до В и обратно». Н.Б. Рубцов, П.М. Бородин.

1.1 До появления Y-хромосомы

У многих эктотермных позвоночных отсутствуют половые хромосомы. Если у них имеются два пола, то пол определяется в большей степени условиями среды, чем генетически. У некоторых из них, в частности рептилий, пол зависит от температуры инкубации; другие являются гермафродитами (то есть каждая особь содержит как мужские, так и женские гаметы).

1.2 История открытия Y-хромосомы

В течение почти 100 лет генетики считали, что крохотная хромосома (а Y-хромосома действительно самая маленькая, заметно меньше Х-хромосомы) является просто «заглушкой». Первые догадки, что хромосомный набор мужчин отличается от такового у женщин, были выдвинуты в 1920-х гг. Y-хромосома стала первой хромосомой, обнаруженной с помощью микроскопа. Но определить наличие каких-либо генов, локализованных в Y-хромосоме, оказалось невозможным. В середине XX в. генетики преположили, что несколько весьма специфических генов могут содержаться в Y-хромосоме. Однако в 1957 г., на собрании Американского общества генетики человека, эти гипотезы подверглись критике. Y-хромосома была официально признана «пустышкой», не несущей никакой важной наследственной информации. Утвердилась точка зрения, что «Y-хромосома, безусловно, несет в себе какой-то ген, определяющий пол человека, но больше на нее не возложено никаких функций».

Еще 15 лет назад Y-хромосома не вызывала у ученых особого интереса. Теперь расшифровка Y-хромосомы входит в проект по расшифровке генома человека, который осуществляется международной группой генетиков. В ходе исследования стало понятно, что Y-хромосома далеко не так проста, как казалось вначале. Информация о генетической карте этой хромосомы крайне важна, т.к. именно в ней лежат ответы на вопросы о причинах мужского бесплодия.

Исследования Y-хромосомы, возможно, дадут ответ и на многие другие вопросы: Где появился человек? Как шло развитие языка? Что отличает нас от обезьян? Действительно ли «война полов» запрограммирована в наших генах?

1.3 Происхождение Y-хромосом

Считается что, X и Y хромосомы произошли от пары идентичных хромосом, называемых аутосомами, когда у древних млекопитающих развилось аллельное разнообразие, наличие так называемого аллеля "полового локуса" приводило к развитию организма мужского пола. Хромосомы, несущие этот алелль, стали у-хромосомами, а вторая хромосома в этой паре стала X хромосомой. C течением времени, гены полезные для самцов и вредные (либо не имеющие никакого эффекта) для самок либо развивались в у-хромосоме, либо были приобретены в процессе транслокации.

До недавних пор считались, что X и Y хромосомы появились около 300 миллионов лет назад. Однако недавние исследования, в частности исследование генома утконоса, показывают, что хромосомное определение пола отсутствовало еще 166 миллионов лет назад, при отделении однопроходных от других млекопитающих. Эта переоценка возраста хромосомной системы определения пола базируется на исследованиях, показавших, что последовательности в X-хромосоме сумчатых и плацентарных млекопитающих присутствуют в аутосомах утконоса и птиц. Более старая оценка базировалась на ошибочных сообщениях о наличии этих последовательностей в X- хромосоме утконоса.

1.4 Что такое Y-хромосома http://ru.wikipedia.org/wiki/Y-хромосома. ВИКИПЕДИЯ. Y-хромосома.

Y-хромосома - половая хромосома человека и большинства других млекопитающих, которая имеется лишь у особей мужского пола и сцепляется с Х-хромосомой. Внутри Y-хромосомы закодирована вся необходимая генетическая информация для особей мужского пола. У всех нормальных мужчин в каждой клетке находится 44 хромосомы, а также по одной Х- и Y-хромосоме. Каждая клетка любой нормальной женщины состоит из 44 хромосом и двух Х-хромосом. Y-хромосома много меньше Х-хромосомы и играет меньшую роль в наследственности.

Мужчины производят 2 типа спермы: тип 22 + X и тип 22 + Y. Эти X-хромосомы и Y-хромосомы различаются по составу и устойчивости к внешним раздражителям. Наличие Y-хромосомы позволяет родиться мальчику, а ее отсутствие означает, что родится девочка. Именно поэтому сперма отца определяет пол ребенка. Монархи прошлого, разводившиеся со своими женами (или отсекавшие им головы), у которых не рождались мальчики, просто не знали генетики.



Y-хромосома человека

У человека Y-хромосома состоит из 58 миллионов пар азотистых оснований, и несёт приблизительно 2% ДНК-материала клетки человека. Хромосома содержит 86 генов, которые кодируют 23 белка. Признаки, наследуемые через Y-хромосому, носят название голандрических. Человеческая Y-хромосома не способна рекомбинироваться с X-хромосомой, за исключением небольших псевдоаутосомных участков на теломерах (которые составляют около 5% длины хромосомы). Это реликтовые участки древней гомологии между X и Y хромосомами. Основная часть Y-хромосомы, которая не подвержена рекомбинации, называется NRY (англ. non-recombining region of the Y chromosome). Эта часть Y-хромосомы позволяет посредством оценки однонуклеотидного полиморфизма определить прямых предков по отцовской линии.

Таким образом, Y-хромосома человека генетически почти пустая (если не считать генов волосатости ушей и перепонок между пальцами ног). У других видов она может содержать много активных генов. Например, у дрозофилы известно много генов, локализованных внутри Y-хромосомы В.А. Геодакян, журнал "Генетика", 1998, т. 34, № 8, с. 1171-1184.

1.5 Эволюция Y-хромосом

Мужская Y-хромосома не является тупиком эволюции, а меняется весьма активно Газета "Биология" издательского дома "Первое сентября", № 46/2002. Y-хромосома.. Такие выводы сделали генетики при сравнении набора генов в хромосоме человека и шимпанзе, переживших 6 млн лет раздельной эволюции. Неожиданное генетическое разнообразие объясняют особенностями функционирования генов, участвующих в формировании половых клеток.

Как заявил в 2006 году ныне премьер-министр (тогда еще...