Y -kromosom - Y chromosome

Menneskeligt Y -kromosom
Menneskeligt Y-kromosom (efter G-banding )
Y -kromosom i menneskeligt mandligt karyogram
Funktioner
Længde ( bp )	57.227.415 bp ( GRCh38 )
Antal gener	63 ( CCDS )
Type	Allosom
Centromer position	Akrocentrisk (10,4 Mbp)
Komplette genlister
CCDS	Genliste
HGNC	Genliste
UniProt	Genliste
NCBI	Genliste
Eksterne kortvisere
Ensembl	Kromosom Y
Entrez	Kromosom Y
NCBI	Kromosom Y
UCSC	Kromosom Y
Fuld DNA -sekvens
RefSeq	NC_000024 ( FASTA )
GenBank	CM000686 ( FASTA )

Den Y-kromosom er en af to køn kromosomer ( allosomes ) i therian pattedyr , herunder mennesker , og mange andre dyr. Den anden er X -kromosomet . Y er normalt det kønsbestemmende kromosom hos mange arter , da det er tilstedeværelsen eller fraværet af Y, der bestemmer det mandlige eller hunlige køn af afkom produceret i seksuel reproduktion . Hos pattedyr indeholder Y -kromosomet genet SRY , som udløser mandlig udvikling. Den DNA i det humane Y-kromosomet er sammensat af omkring 59 millioner basepar . Y -kromosomet overføres kun fra far til søn. Med en forskel på 30% mellem mennesker og chimpanser er Y-kromosomet en af ​​de hurtigst udviklede dele af det menneskelige genom . Det humane Y-kromosom bærer anslået 100-200 gener, med mellem 45 og 73 af disse proteinkodende. Alle enkeltkopierede Y-koblede gener er hemizygøse (findes kun på et kromosom) undtagen i tilfælde af aneuploidi såsom XYY syndrom eller XXYY syndrom .

Oversigt

Opdagelse

Y-kromosomet blev identificeret som et kønsbestemmende kromosom af Nettie Stevens ved Bryn Mawr College i 1905 under en undersøgelse af melormen Tenebrio molitor . Edmund Beecher Wilson opdagede uafhængigt de samme mekanismer samme år. Stevens foreslog, at kromosomer altid eksisterede i par, og at Y -kromosomet var paret af X -kromosomet opdaget i 1890 af Hermann Henking . Hun indså, at den tidligere idé om Clarence Erwin McClung , om at X -kromosomet bestemmer køn, var forkert, og at kønsbestemmelse faktisk skyldes tilstedeværelsen eller fraværet af Y -kromosomet. Stevens kaldte kromosomet "Y" simpelthen for at følge Henkings "X" alfabetisk.

Tanken om, at Y -kromosomet blev opkaldt efter dets lighed i udseende med bogstavet "Y", tager fejl. Alle kromosomer optræder normalt som en amorf klat under mikroskopet og får kun en veldefineret form under mitose . Denne form er vagt X-formet for alle kromosomer. Det er helt tilfældigt, at Y-kromosomet under mitose har to meget korte grene, der kan se fusioneret ud under mikroskopet og fremstå som en nedstigning af en Y-form.

Variationer

De fleste theriske pattedyr har kun et par kønskromosomer i hver celle. Hanner har et Y -kromosom og et X -kromosom , mens hunnerne har to X -kromosomer. Hos pattedyr indeholder Y -kromosomet et gen, SRY , som udløser embryonisk udvikling som en han. Y -kromosomerne hos mennesker og andre pattedyr indeholder også andre gener, der er nødvendige for normal sædproduktion.

Der er dog undtagelser. Blandt mennesker har nogle mænd to X'er og et Y ("XXY", se Klinefelter syndrom ) eller et X og to Ys (se XYY syndrom ), og nogle kvinder har tre X'er eller et enkelt X i stedet for et dobbelt X (" X0 ", se Turners syndrom ). Der er andre undtagelser, hvor SRY er beskadiget (fører til en XY -hun ) eller kopieres til X (fører til en XX -han ).

Oprindelse og evolution

Før Y -kromosom

Mange ektotermiske hvirveldyr har ingen kønskromosomer. Hvis de har forskellige køn, bestemmes køn miljømæssigt frem for genetisk. For nogle af dem, især krybdyr , afhænger sex af inkubationstemperaturen. Nogle hvirveldyr er hermafroditter , selvom de bortset fra meget få stråfinnede fisk er sekventielle (den samme organisme producerer mandlige eller kvindelige kønsceller, men aldrig begge, på forskellige tidspunkter i sit liv), snarere end samtidig (den samme organisme producerer begge mandlige og kvindelige kønsceller på samme tid).

Oprindelse

X- og Y-kromosomerne menes at have udviklet sig fra et par identiske kromosomer, kaldet autosomer , da et forfædredyr udviklede en allel variation, et såkaldt "sexlokus"-simpelthen ved at besidde denne allel fik organismen til at være mand. Kromosomet med denne allel blev Y -kromosomet, mens det andet medlem af parret blev X -kromosomet. Over tid udviklede gener, der var gavnlige for mænd og skadelige for (eller havde ingen effekt på) hunner, enten på Y -kromosomet eller blev erhvervet gennem translokationsprocessen .

Indtil for nylig blev det antaget, at X- og Y -kromosomerne havde divergeret for omkring 300 millioner år siden. Forskning offentliggjort i 2010, og især forskning offentliggjort i 2008, der dokumenterer sekvensering af næbdyrgenomet , har imidlertid antydet, at XY-kønsbestemmelsessystemet ikke ville have været til stede for mere end 166 millioner år siden ved splittelsen af monotremerne fra andre pattedyr. Denne fornyede vurdering af det theriske XY-systems alder er baseret på konstateringen af, at sekvenser, der er på pungdyrens og eutherianske pattedyrs X-kromosomer, er til stede på autosomer af næbdyr og fugle. Det ældre skøn var baseret på fejlagtige rapporter om, at næbdyr X -kromosomer indeholdt disse sekvenser.

Rekombinationsinhibering

Rekombination mellem X- og Y -kromosomer viste sig at være skadelig - det resulterede i hanner uden nødvendige gener, der tidligere var fundet på Y -kromosomet, og hunner med unødvendige eller endda skadelige gener, der tidligere kun var fundet på Y -kromosomet. Som et resultat akkumulerede gener til gavn for mænd i nærheden af ​​de kønsbestemmende gener, og rekombination i denne region blev undertrykt for at bevare denne mandsspecifikke region. Over tid ændrede Y -kromosomet sig på en sådan måde, at de hæmmer områderne omkring de kønsbestemmende gener fra overhovedet at rekombinere med X -kromosomet. Som et resultat af denne proces er 95% af det humane Y -kromosom ude af stand til at rekombinere. Kun spidserne af Y- og X -kromosomerne rekombineres. Spidserne af Y -kromosomet, der kunne rekombineres med X -kromosomet, omtales som den pseudoautosomale region . Resten af ​​Y -kromosomet videregives intakt til den næste generation, hvilket gør det muligt at bruge det til at spore menneskelig udvikling .

Degeneration

Efter et skøn har det menneskelige Y-kromosom mistet 1.393 af sine 1.438 originale gener i løbet af dets eksistens, og lineær ekstrapolation af dette 1.393-gentab over 300 millioner år giver et genetisk tab på 4,6 gener pr. Million år. Fortsat tab af gener med en hastighed på 4,6 gener pr. Million år ville resultere i et Y -kromosom uden funktionelle gener - det vil sige Y -kromosomet ville miste fuldstændig funktion - inden for de næste 10 millioner år, eller halvdelen af ​​den tid med det nuværende aldersestimat 160 millioner år. Komparativ genomisk analyse afslører, at mange pattedyrarter oplever et lignende funktionstab i deres heterozygote kønskromosom. Degeneration kan simpelthen være skæbnen for alle ikke-rekombinerende kønskromosomer på grund af tre fælles evolutionære kræfter: høj mutationsrate , ineffektiv selektion og genetisk drift .

Imidlertid viser sammenligninger af mennesker og chimpanser Y -kromosomer (først offentliggjort i 2005), at det menneskelige Y -kromosom ikke har mistet nogen gener siden divergensen mellem mennesker og chimpanser mellem 6-7 millioner år siden, og en videnskabelig rapport i 2012 fastslog, at kun et gen var gået tabt, siden mennesker afveg fra rhesus makak for 25 millioner år siden. Disse kendsgerninger giver direkte bevis for, at den lineære ekstrapolationsmodel er fejlbehæftet, og tyder på, at det nuværende humane Y -kromosom enten ikke længere skrumper eller krymper med en meget langsommere hastighed end de 4,6 gener pr. Million år, der estimeres af den lineære ekstrapolationsmodel.

Høj mutationsrate

Det humane Y -kromosom er særligt udsat for høje mutationshastigheder på grund af miljøet, hvor det er placeret. Y -kromosomet føres udelukkende gennem sædceller , som gennemgår flere celledelinger under gametogenese . Hver celledeling giver yderligere mulighed for at akkumulere baseparmutationer. Derudover er sperm lagret i stærkt oxidativt miljø af testis , som tilskynder yderligere mutation. Disse to betingelser tilsammen giver Y -kromosomet større mulighed for mutation end resten af ​​genomet. Den øgede mutationsmulighed for Y -kromosomet rapporteres af Graves som en faktor 4.8. Imidlertid opnår hendes originale reference dette tal for de relative mutationshastigheder i kønsbestemmelser hos mænd og kvinder for slægten, der fører til mennesker.

Den iagttagelse, at Y-kromosomet oplever lidt meiotisk rekombination og har en accelereret hastighed på mutation og nedbrydende ændring i forhold til resten af genomet antyder en evolutionær forklaring på den adaptive funktion meiose i forhold til hoveddelen af genetisk information. Brandeis foreslog, at den grundlæggende funktion af meiose (især meiotisk rekombination) er bevarelse af genomets integritet, et forslag i overensstemmelse med ideen om, at meiose er en tilpasning til reparation af DNA -skader .

Ineffektivt valg

Uden evnen til rekombination under meiose er Y -kromosomet ude af stand til at udsætte individuelle alleler for naturligt udvalg. Skadelige alleler får lov til at "blaffe" med fordelagtige naboer og dermed sprede fejltilpassede alleler ind i den næste generation. Omvendt kan fordelagtige alleler vælges mod, hvis de er omgivet af skadelige alleler (baggrundsvalg). På grund af denne manglende evne til at sortere gennem dets genindhold er Y -kromosomet særligt udsat for akkumulering af "uønsket" DNA . Massive akkumuleringer af retrotransponerbare elementer er spredt over hele Y. Den tilfældige indsættelse af DNA -segmenter forstyrrer ofte kodede gensekvenser og gør dem ikke -funktionelle. Y -kromosomet har imidlertid ingen måde at luge disse "springende gener" ud. Uden evnen til at isolere alleler kan selektion ikke effektivt handle på dem.

En klar, kvantitativ angivelse af denne ineffektivitet er den entropi sats af Y kromosomet. Mens alle andre kromosomer i det humane genom har entropihastigheder på 1,5-1,9 bits pr. Nukleotid (sammenlignet med det teoretiske maksimum på præcis 2 uden redundans), er Y -kromosomets entropihastighed kun 0,84. Det betyder, at Y -kromosomet har et meget lavere informationsindhold i forhold til dets samlede længde; det er mere overflødigt.

Genetisk drift

Selvom et vel tilpasset Y -kromosom formår at opretholde genetisk aktivitet ved at undgå akkumulering af mutationer, er der ingen garanti for, at det vil blive overført til den næste generation. Befolkningsstørrelsen på Y -kromosomet er iboende begrænset til 1/4 størrelsen af ​​autosomer: diploide organismer indeholder to kopier af autosomale kromosomer, mens kun halvdelen af ​​befolkningen indeholder 1 Y -kromosom. Således er genetisk drift en usædvanlig stærk kraft, der virker på Y -kromosomet. Gennem rent tilfældigt sortiment kan en voksen mand aldrig videregive sit Y -kromosom, hvis han kun har kvindelige afkom. Selvom en han muligvis har et vel tilpasset Y -kromosom fri for overdreven mutation, kommer den måske aldrig ind i den næste genpulje. Det gentagne tilfældige tab af vel tilpassede Y-kromosomer, kombineret med Y-kromosomets tendens til at udvikle sig til at have mere skadelige mutationer frem for mindre af årsager beskrevet ovenfor, bidrager til den artsomfattende degeneration af Y-kromosomer gennem Mullers skralde .

Genkonvertering

Som det allerede er blevet nævnt, er Y -kromosomet ikke i stand til at rekombinere under meiose ligesom de andre menneskelige kromosomer; i 2003 opdagede forskere fra MIT imidlertid en proces, der kan bremse nedbrydningsprocessen. De fandt ud af, at humant Y -kromosom er i stand til at "rekombineres" med sig selv ved hjælp af palindrome basepar -sekvenser. En sådan "rekombination" kaldes genkonvertering .

I tilfælde af Y -kromosomer er palindromerne ikke ikke -kodende DNA ; disse basestrenge indeholder fungerende gener, der er vigtige for mandlig fertilitet. De fleste af sekvensparene er større end 99,97% identiske. Den omfattende anvendelse af genkonvertering kan spille en rolle i Y -kromosomets evne til at redigere genetiske fejl og opretholde integriteten af ​​de relativt få gener, det bærer. Med andre ord, da Y -kromosomet er enkelt, har det dubletter af sine gener på sig selv i stedet for at have et andet, homologt kromosom. Når der opstår fejl, kan den bruge andre dele af sig selv som en skabelon til at rette dem.

Fund blev bekræftet ved at sammenligne lignende områder af Y -kromosomet hos mennesker med Y -kromosomer hos chimpanser , bonoboer og gorillaer . Sammenligningen viste, at det samme fænomen med genkonvertering syntes at være på arbejde for mere end 5 millioner år siden, da mennesker og de ikke-menneskelige primater afveg fra hinanden.

Fremtidig udvikling

Ifølge nogle teorier i de endelige faser af degeneration af Y -kromosomet overtager andre kromosomer i stigende grad gener og funktioner, der tidligere var forbundet med det, og endelig forsvinder Y -kromosomet helt inden for rammerne af denne teori, og et nyt kønsbestemmende system opstår. Flere gnaverarter i søsterfamilierne Muridae og Cricetidae har nået disse stadier på følgende måder:

• Den transkaukasiske muldvarpe , Ellobius lutescens , Zaisan muldvarpe , Ellobius tancrei og de japanske spinøse landrotter Tokudaia osimensis og Tokudaia tokunoshimensis , har mistet Y -kromosomet og SRY helt. Tokudaia spp. har flyttet nogle andre gener, der er tilstede på Y -kromosomet, til X -kromosomet. Begge køn af Tokudaia spp. og Ellobius lutescens har en XO genotype ( Turners syndrom ), hvorimod alle Ellobius tancrei besidder en XX genotype. Det / de nye kønsbestemmende system (er) for disse gnavere er stadig uklart.
• Den træ lemming Myopus schisticolor , den arktiske lemming , Dicrostonyx torquatus , og flere arter i græsset muse slægten Akodon har udviklet fertile kvinder, der besidder genotypen generelt koder for hanner, XY, ud over den nedarvede XX kvindelige, gennem en række modifikationer til X- og Y -kromosomerne.
• I snigende markmus , Microtus oregoni , hunnerne, med kun et X-kromosom hver, producere X mælke kun vejledende, og de hanner, XY, producerer Y mælke, eller mælke blottet for enhver sex kromosom, gennem nondisjunction .

Uden for gnavere udviklede den sorte muntjac , Muntiacus crinifrons , nye X- og Y -kromosomer gennem fusioner af de forfædres kønskromosomer og autosomer .

Nogle data afviser dette argument. Når man studerede og sammenlignede Y -kromosomet for mennesker og rhesusaber, fandt forskere, at over 25 millioner år gik kun 1 gen tabt. Og siden divergensen mellem mennesker og chimpanser (ca. 7 millioner år) er ikke et eneste gen gået tabt. Denne opdagelse kræver en revision af teorien om Y -kromosomdegeneration. Og tabet af Y -kromosomet findes i et ret lille antal arter, sammenlignet med den generelle befolkning og den generelle mangfoldighed af alle arter.

1: 1 kønsforhold

Fishers princip beskriver, hvorfor næsten alle arter, der bruger seksuel reproduktion, har et kønsforhold på 1: 1. WD Hamilton gav følgende grundlæggende forklaring i sit papir fra 1967 om "Ekstraordinære kønsforhold" i betragtning af, at mænd og kvinder koster lige meget at producere:

1. Antag, at mandlige fødsler er mindre almindelige end kvinder.
2. En nyfødt han har derefter bedre parringsmuligheder end en nyfødt kvinde, og kan derfor forvente at få flere afkom.
3. Derfor har forældre, der er genetisk tilbøjelige til at producere mænd, en tendens til at have mere end gennemsnittet af børnebørn født til dem.
4. Derfor spredes generne til mandsproducerende tendenser, og mandlige fødsler bliver mere almindelige.
5. Når 1: 1 -kønsforholdet nærmer sig, dør fordelen ved at producere mænd væk.
6. Den samme begrundelse gælder, hvis hunner erstattes af hanner hele vejen igennem. Derfor er 1: 1 ligevægtsforholdet.

Ikke-therisk Y-kromosom

Mange grupper af organismer udover theriske pattedyr har Y -kromosomer, men disse Y -kromosomer deler ikke fælles aner med theriske Y -kromosomer. Sådanne grupper omfatter monotremes, Drosophila , nogle andre insekter, nogle fisk, nogle krybdyr og nogle planter. I Drosophila melanogaster udløser Y -kromosomet ikke mandlig udvikling. I stedet bestemmes køn af antallet af X -kromosomer. The D. melanogaster Y-kromosomet gør indeholde gener der er nødvendige for mandlige fertilitet. Så XXY D. melanogaster er hunner, og D. melanogaster med et enkelt X (X0) er mandlige, men sterile. Der er nogle arter af Drosophila, hvor X0 -hanner er både levedygtige og frugtbare.

ZW kromosomer

Andre organismer har spejlbillede sexkromosomer: hvor det homogene køn er hannen, siges at have to Z -kromosomer, og hunnen er det heterogene køn, og siges at have et Z -kromosom og et W -kromosom . For eksempel har hunfugle, slanger og sommerfugle ZW -kønskromosomer, og hanner har ZZ -kønskromosomer.

Ikke-omvendt Y-kromosom

Der er nogle arter, såsom den japanske risfisk , hvor XY -systemet stadig udvikler sig og krydsning mellem X og Y stadig er muligt. Fordi den mandlige specifikke region er meget lille og ikke indeholder væsentlige gener, er det endda muligt kunstigt at fremkalde XX -hanner og YY -hunner uden dårlig effekt.

Flere XY par

Monotremer besidder fire eller fem ( platypus ) par af XY -kønskromosomer, hvert par består af kønskromosomer med homologe regioner. Kromosomerne hos nabopar er delvist homologe, således at der dannes en kæde under mitose . Det første X -kromosom i kæden er også delvist homologt med det sidste Y -kromosom, hvilket indikerer, at der er sket dybtgående omlejringer, nogle tilføjelse af nye stykker fra autosomer i historien.

Platypus-sexkromosomer har en stærk sekvenslighed med aviær Z-kromosomet (hvilket indikerer tæt homologi ), og SRY-genet, der er så centralt for kønsbestemmelse hos de fleste andre pattedyr, er tilsyneladende ikke involveret i platypus-kønsbestemmelse.

Y -kromosom

Hos mennesker dækker Y -kromosomet omkring 58 millioner basepar (byggestenene i DNA ) og repræsenterer næsten 2% af det samlede DNA i en mandlig celle . Det humane Y -kromosom indeholder over 200 gener, hvoraf mindst 72 koder for proteiner. Træk, der nedarves via Y-kromosomet kaldes Y-bundne træk eller holandriske træk (fra oldgræsk ὅλος hólos , "hel" + ἀνδρός andrós , "han").

Mænd kan miste Y -kromosomet i en delmængde af celler, som kaldes mosaik -tabet af kromosom Y (LOY). Denne post-zygotiske mutation er stærkt forbundet med alder, hvilket påvirker omkring 15% af mændene 70 år. Rygning er en anden vigtig risikofaktor for LOY. Det har vist sig, at mænd med en højere procentdel af hæmatopoietiske stamceller i blod, der mangler Y -kromosom (og måske en højere procentdel af andre celler, der mangler det) har en højere risiko for visse kræftformer og har en kortere levetid. Mænd med LOY (som blev defineret som ingen Y i mindst 18% af deres hæmatopoietiske celler) har vist sig at dø 5,5 år tidligere i gennemsnit end andre. Dette er blevet fortolket som et tegn på, at Y -kromosomet spiller en rolle, der går ud over kønsbestemmelse og reproduktion (selvom tabet af Y kan være en effekt frem for en årsag). Mandlige rygere har mellem 1,5 og 2 gange risikoen for ikke-respiratoriske kræftformer som kvindelige rygere.

Ikke-kombinerende region i Y (NRY)

Det humane Y -kromosom er normalt ude af stand til at rekombinere med X -kromosomet, bortset fra små stykker pseudoautosomale regioner ved telomerer (som udgør ca. 5% af kromosomets længde). Disse regioner er levn fra gammel homologi mellem X- og Y -kromosomerne. Hovedparten af ​​Y-kromosomet, som ikke rekombineres, kaldes "NRY", eller ikke-rekombinerende region af Y-kromosomet. De enkeltstrengede nukleotid polymorfismer (SNP'er) i denne region anvendes til at spore direkte fædrene ancestral linjer.

Gener

Antal gener

Følgende er nogle af genantællingerne af humant Y -kromosom. Fordi forskere bruger forskellige metoder til genomkommentarer varierer deres forudsigelser af antallet af gener på hvert kromosom (for tekniske detaljer, se genforudsigelse ). Blandt forskellige projekter tager det samarbejdende konsensus -kodningssekvensprojekt ( CCDS ) en ekstremt konservativ strategi. Så CCDS's forudsigelse af gennummer repræsenterer en nedre grænse for det samlede antal humane proteinkodende gener.

Genliste

Generelt er det humane Y -kromosom ekstremt genfattigt - det er en af ​​de største ørkener i det menneskelige genom. Ser man bort fra pseudoautosomale gener, omfatter gener, der kodes på det humane Y -kromosom:

• NRY, med tilsvarende gen på X -kromosom
  • AMELY ( amelogenin ) ligner AMELX på X
  • RPS4Y1 / RPS4Y2 / RPS4X (ribosomalt protein S4)
  • DDX3Y (helicase) ligner DDX3X på X
  • X-transponeret region (XTR), engang kaldet "PAR3", men senere tilbagevist
    • PCDH11Y ( PCDH11X )
    • TGIF2LY ( TGIF2LX )
• NRY, andet
  • AZF1 ( azoospermi faktor 1)
  • BPY2 (grundprotein på Y -kromosomet)
  • DAZ1 (slettet i azoospermi)
  • DAZ2
  • DFNY1- kodende protein Døvhed, Y-forbundet 1
  • PRKY (proteinkinase, Y-forbundet)
  • RBMY1A1
  • SRY (kønsbestemmende region)
  • TSPY ( testis -specifikt protein)
  • USP9Y
  • UTY (allestedsnærværende transkriberet TPR -gen på Y -kromosom)
  • ZFY (zinkfingerprotein)

Y-kromosombundne sygdomme

Sygdomme knyttet til Y -kromosomet involverer typisk en aneuploidi , et atypisk antal kromosomer.

Y -kromosom mikrosletning

Y -kromosom mikrodeletion (YCM) er en familie af genetiske lidelser forårsaget af manglende gener i Y -kromosomet. Mange berørte mænd viser ingen symptomer og lever normale liv. Imidlertid er YCM også kendt for at være til stede hos et betydeligt antal mænd med nedsat frugtbarhed eller reduceret sædtal.

Defekt Y -kromosom

Dette resulterer i, at personen præsenterer en kvindelig fænotype (dvs. er født med kvindelignende kønsorganer), selvom personen besidder en XY karyotype . Manglen på det andet X resulterer i infertilitet. Med andre ord, set fra den modsatte retning, gennemgår personen defeminisering, men det lykkes ikke at fuldføre maskulinisering .

Årsagen kan ses som et ufuldstændigt Y -kromosom: den sædvanlige karyotype i disse tilfælde er 45X plus et fragment af Y. Dette resulterer normalt i defekt testikeludvikling, således at spædbarnet måske eller ikke fuldt ud har dannet mandlige kønsorganer internt eller eksternt . Hele spektret af uklarhed i strukturen kan forekomme, især hvis mosaicisme er til stede. Når Y -fragmentet er minimalt og ikke -funktionelt, er barnet normalt en pige med træk ved Turners syndrom eller blandet gonadal dysgenese .

XXY

Klinefelters syndrom (47, XXY) er ikke en aneuploidi af Y -kromosomet, men en betingelse for at have et ekstra X -kromosom, hvilket normalt resulterer i defekt postnatal testikelfunktion. Mekanismen er ikke fuldt ud forstået; det ser ikke ud til at skyldes direkte interferens fra det ekstra X med ekspression af Y -gener.

XYY

47, XYY syndrom (simpelthen kendt som XYY syndrom) skyldes tilstedeværelsen af ​​en enkelt ekstra kopi af Y -kromosomet i hver af en hannes celler. 47, XYY hanner har et X -kromosom og to Y -kromosomer, i alt 47 kromosomer pr. Celle. Forskere har fundet ud af, at en ekstra kopi af Y -kromosomet er forbundet med øget statur og en øget forekomst af læringsproblemer hos nogle drenge og mænd, men virkningerne er variable, ofte minimale, og langt de fleste kender ikke deres karyotype.

I 1965 og 1966 offentliggjorde Patricia Jacobs og kollegaer en kromosomundersøgelse blandt 315 mandlige patienter på Skotlands eneste særlige sikkerhedssygehus for udviklingshæmmede , idet de fandt et højere antal patienter end forventet til at have et ekstra Y -kromosom. Forfatterne til denne undersøgelse spekulerede på "om et ekstra Y -kromosom disponerer sine bærere for usædvanlig aggressiv adfærd", og denne formodning "indrammede de næste femten års forskning om det menneskelige Y -kromosom".

Gennem undersøgelser i løbet af det næste årti viste denne formodning sig at være forkert: Den forhøjede kriminalitet hos XYY -mænd skyldes lavere median intelligens og ikke øget aggression, og øget højde var den eneste egenskab, der pålideligt kunne forbindes med XYY -mænd. Begrebet "kriminel karyotype" er derfor unøjagtigt.

Sjælden

De følgende Y-kromosombundne sygdomme er sjældne, men bemærkelsesværdige på grund af deres belysning af Y-kromosomets natur.

Mere end to Y -kromosomer

Større grader af Y -kromosompolysomi (med mere end en ekstra kopi af Y -kromosomet i hver celle, f.eks. XYYY) er betydeligt mere sjældne. Det ekstra genetiske materiale i disse tilfælde kan føre til skeletale abnormiteter, tandfejl, nedsat IQ, forsinket udvikling og åndedrætsproblemer, men sværhedsgraden af ​​disse tilstande er varierende.

XX mandligt syndrom

XX mandligt syndrom opstår, når der har været en rekombination i dannelsen af ​​de mandlige kønsceller , hvilket får SRY -delen af ​​Y -kromosomet til at flytte til X -kromosomet. Når et sådant X -kromosom bidrager til barnet, vil udviklingen føre til en han på grund af SRY -genet.

Genetisk slægtsforskning

I menneskelig genetisk slægtsforskning (anvendelse af genetik til traditionel slægtsforskning ) er brug af oplysningerne i Y -kromosomet af særlig interesse, fordi Y -kromosomet i modsætning til andre kromosomer udelukkende overføres fra far til søn, på patrilineallinjen. Mitokondrielt DNA , der er arvet moderligt til både sønner og døtre, bruges på en analog måde til at spore matrilineallinjen.

Hjernens funktion

Forskning undersøger i øjeblikket, om neural udvikling af mandligt mønster er en direkte konsekvens af Y-kromosomrelateret genekspression eller et indirekte resultat af Y-kromosomrelateret androgen hormonproduktion .

Mikrokimerisme

Tilstedeværelsen af ​​mandlige kromosomer i fosterceller i kvinders blodcirkulation blev opdaget i 1974.

I 1996 blev det konstateret, at mandlige fosterstamceller kunne fortsætte efter fødslen i moderens blodstrøm i så lang tid som 27 år.

En undersøgelse fra 2004 ved Fred Hutchinson Cancer Research Center , Seattle, undersøgte oprindelsen af ​​mandlige kromosomer fundet i perifert blod hos kvinder, der ikke havde haft mandlige afkom. I alt 120 forsøgspersoner (kvinder, der aldrig havde haft sønner) blev undersøgt, og det blev konstateret, at 21% af dem havde mandligt DNA. Emnerne blev kategoriseret i fire grupper baseret på deres case -historier:

• Gruppe A (8%) havde kun haft afkom fra kvinder.
• Patienter i gruppe B (22%) havde en historie med et eller flere aborter.
• Patienter Gruppe C (57%) fik deres graviditet afbrudt medicinsk.
• Gruppe D (10%) havde aldrig været gravid før.

Undersøgelsen bemærkede, at 10% af kvinderne aldrig havde været gravide før, hvilket rejste spørgsmålet om, hvor Y -kromosomerne i deres blod kunne være kommet fra. Undersøgelsen tyder på, at mulige årsager til forekomst af mandlig kromosom -mikrokimerisme kan være en af ​​følgende:

• aborter,
• graviditeter,
• forsvundet mandlig tvilling,
• muligvis fra samleje.

En undersøgelse fra 2012 på det samme institut har påvist celler med Y -kromosom i flere områder af hjernen hos afdøde kvinder.

Cytogenetisk bånd

G-banding ideogrammer af humant Y-kromosom

G-banding ideogram af humant Y-kromosom i opløsning 850 bphs. Båndlængde i dette diagram er proportional med basisparlængden. Denne type ideogram bruges generelt i genombrowsere (f.eks. Ensembl , UCSC Genome Browser ).

G-båndmønstre af humant Y-kromosom i tre forskellige opløsninger (400, 550 og 850). Båndlængde i dette diagram er baseret på ideogrammerne fra ISCN (2013). Denne type ideogram repræsenterer faktisk relativ båndlængde observeret under et mikroskop på de forskellige øjeblikke under den mitotiske proces .

Se også

• Genealogisk DNA -test
• Genetisk slægtsforskning
• Haplodiploid kønsbestemmelsessystem
• Humane Y -kromosom -DNA -haplogrupper
• Liste over Y-STR markører
• Mullers skralde
• Enkelt nukleotidpolymorfisme
• Y -kromosom Gentagelse af kort tandem (STR)
• Y -forbindelse
• Y-kromosomale Aaron
• Y-kromosomal Adam
• Y-kromosom haplogrupper i verdens befolkninger

Referencer

eksterne links

• Genetisk slægtsforskning: Om brugen af ​​mtDNA- og Y -kromosomanalyse i afstamningstest
• Ensembl genom browser
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/maps.cgi?taxid=9606&chr=Y
• Projektoplysninger om menneskelig genom - Human Chromosome Y Launchpad
• Om emne: Y -kromosom - fra Whitehead Institute for Biomedical Research
• Natur - fokus på Y -kromosomet
• National Human Genome Research Institute (NHGRI) - brug af ny mekanisme bevarer Y -kromosomgener
• Ysearch.org-Offentlig Y-DNA-database
• Y -kromosomkonsortium (YCC)
• NPRs menneskelige mand: Stadig et arbejde i gang