سير تكاملي كروموزوم‌هاي جنسي در پستانداران

Sex Chromosomes Evolution in Mammals

فرضيه تكامل كروموزوم‌هاي جنسي از يك جفت كروموزم اتوزوم در گذشته‌هاي بسيار دور، امروزه بر اساس شواهد و مدارك، توسط بسياري از دانشمندان تاييد شده است. بر اساس آخرين يافته‌ها، كروموزم‌هاي جنسي پستانداران حدود 166 ميليون سال پيش از يك جفت كروموزوم اتوزومي منشا گرفته‌اند. در حالي كه كروموزم X از لحاظ اندازه، نوع و ترتيب ژن در پستانداران بسيار حفاظت شده است، كروموزم Y با تغييرات زياد، بيش از 1000 ژن خود را طي تكامل از دست داده و بسيار كوتاه شده است. بر اساس برآوردها، 5/3 تا 6 ژن به ازاي هر يك ميليون سال از كروموزم Y محو شده‌اند. توقف تدريجي نوتركيبي در مراحل مختلف تكامل كه با يك وارونگي كروموزومي آغاز شد، يكي از دلايل تحليل رفتن كروموزم Y عنوان شده است. نرخ بالاي موتاسيون به علت ساختار خاص كروموزم Y و محل زندگي آن (بيضه)، تجمع عناصر متحرك و ناكارآمدي انتخاب در مناطق غيرنوتركيب كروموزم Yبراي جايگزيني يا حذف موتاسيون‌هاي زيان‌آور، عوامل تحليل رفتن تدريجي كروموزوم Y هستند. توالي‌هاي تكراري، توالي‌هاي پاليندروميك، هتروكروماتينه شدن و افزايش تعداد نسخ، ويژگي‌هاي مهم كروموزم Y هستند. پيش‌بيني شده است كه در آينده دور، ممكن است با حذف كامل كروموزم Y، سيستم تعيين جنسيت جديدي به وجود آيد. در دو گروه از موش‌هاي صحرايي ژاپني و موش كور كروموزم Y به طور كامل از بين رفته و سيستم تعيين جنسيت جديدي به وجود آمده است، كه البته هنوز شناسايي نشده است.

The hypothesis that the sex chromosomes evolved from a pair of autosomes has been accepted by many evolutionary geneticists. The latest findings have revealed that mammalian sex chromosomes evolved from a pair of autosome 166 million years ago. While the X is highly conserved in size, gene content and gene order among different species of placental mammals, the Y chromosome has undergone much degeneration and lost more than 1000 genes during the evolution. It is predicted that, at the observed rate of attrition, the human Y chromosome will be gone within 5-10 million years. The stepwise cessation of recombination initiated with an inversion in the Y is the main cause of Y chromosome attrition. The higher mutation rate due to the special structure of Y, accumulation of transposable elements and inefficiency of selection in non-recombinant parts of Y for elimination of deleterious mutations are the major causes of Y chromosome degeneration. It is predicted that after complete extinction of Y, a new sex determination should be evolved. In two groups of rodents, the mole vole (Ellobius) and the Japanese spiny rat (Tokudaya), the Y chromosome has been removed completely and a new sex determination system has evolved. However, further investigations are required in this regard.