و التراث مقتصرة على الذكور هو نقل جينات مرتبطة كروموسوم الجنس من الآباء إلى الأبناء. يتم نقل هذه الجينات أو توريثها سليمة ، أي أنها لا تخضع لإعادة التركيب ، لذلك يمكن اعتبارها نمط فرداني واحد.
كروموسوم Y هو أحد الكروموسومات الجنسية التي تحدد الجنس البيولوجي للجنين في البشر والحيوانات الأخرى. لدى الإناث كروموسومان X ، بينما لدى الذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد.
رسم تخطيطي لنمط الوراثة الهولندي (المصدر: Madibc68 عبر ويكيميديا كومنز)
تقوم الأمشاج الأنثوية دائمًا بنقل كروموسوم X ، بينما يمكن للأمشاج الذكرية أن تنقل كروموسوم X أو كروموسوم Y ، ولهذا يُقال إنها "تحدد الجنس".
إذا نقل الأب كروموسوم X ، فسيكون الجنين أنثى وراثيًا ، ولكن إذا نقل الأب كروموسوم Y ، فسيكون الجنين ذكرًا وراثيًا.
في عملية التكاثر الجنسي ، يتحد الكروموسومات الجنسية (تبادل المعلومات الجينية مع بعضهما البعض) وتجمع الصفات المنقولة من كلا الوالدين. يساعد هذا المزيج في القضاء على السمات المعيبة المحتملة في النسل.
ومع ذلك ، فإن 95٪ من كروموسوم Y خاص بالكائنات الذكرية. تُعرف هذه المنطقة عمومًا باسم "المنطقة الخاصة بالذكور على شكل Y" ، ولا تتحد جنسيًا مع الكروموسوم X أثناء التكاثر.
علاوة على ذلك ، فإن معظم الجينات الموجودة على كروموسوم Y لا تتحد مع أي كروموسوم آخر أثناء التكاثر الجنسي ، نظرًا لأنها مرتبطة ببعضها البعض ، لذا فإن معظمها متماثل في الوالدين والنسل.
خصائص كروموسوم Y
كروموسوم Y هو الأصغر بين جميع الكروموسومات. في الثدييات ، تتكون من حوالي 60 قاعدة ضخمة ولديها عدد قليل من الجينات. المنطقة المتاحة للنسخ (كروماتين حقيقي) هي 178 ثلاثة توائم ، والباقي عبارة عن جينات خادعة أو جينات متكررة.
تم العثور على الجينات المتكررة في نسخ متعددة وفي شكل متناوب ، مما يعني أنها تُقرأ بنفس الطريقة في كلا المعنيين ، على سبيل المثال ، كلمة "السباحة" ؛ سيكون تسلسل متناظر الحمض النووي شيئًا مثل: ATAATA.
الكروموسومات البشرية (المصدر: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب عبر ويكيميديا كومنز)
من بين 178 وحدة أو ثلاثة توائم معرضة للنسخ ، يتم الحصول على 45 بروتينًا فريدًا من هذا الكروموسوم. ترتبط بعض هذه البروتينات بجنس وخصوبة الفرد والبروتينات غير الإنجابية الأخرى مثل البروتينات الريبوسومية وعوامل النسخ ، إلخ.
تنقسم بنية الكروموسوم Y إلى منطقتين مختلفتين ، ذراع قصير (p) وذراع طويل (q). يحتوي الذراع القصير على 10 إلى 20 جينًا مختلفًا ، ويشتمل على حوالي 5٪ من الكروموسوم بأكمله ، ويمكن أن يتحد مع كروموسوم X أثناء الانقسام الاختزالي.
كروموسوم Y من البشر. تم تحديد الذراع الصغيرة (ع) والذراع الكبير (ف) (المصدر: جون دبليو كيمبال عبر ويكيميديا كومنز)
تشكل الذراع الطويلة حوالي 95٪ من كروموسوم Y المتبقي. تُعرف هذه المنطقة باسم "المنطقة غير المؤتلفة" (NRY) ، على الرغم من أن بعض الباحثين يقترحون أن إعادة التركيب يحدث في هذه المنطقة ويجب أن تسمى المنطقة "المنطقة المحددة للذكور" (RMS).
الجينات التي تنتمي إلى المنطقة غير المؤتلفة من Y (95 ٪) لها ميراث شامل ، لأنها تقع حصريًا على الكروموسوم المذكور وترتبط أو ترتبط فيما بينها. لا يوجد إعادة تركيب في هذه المنطقة ومعدل الطفرات منخفض جدًا.
وظائف الجينات ذات الميراث الهولندي
في عام 1905 ، لاحظ Nettie Stevens و Edmund Wilson لأول مرة أن خلايا الرجال والنساء لها بنية كروموسوم مختلفة.
كانت خلايا النساء تحتوي على نسختين من كروموسوم X الكبير ، بينما كان لدى الرجال نسخة واحدة فقط من كروموسوم X هذا ، ومرتبطًا بهذا ، كان لديهم كروموسوم أصغر بكثير ، كروموسوم Y.
في الأسابيع الستة الأولى من الحمل ، تتطور جميع الأجنة ، سواء كانت أنثى أو ذكرًا وراثيًا ، بنفس الطريقة. في الواقع ، إذا استمروا في القيام بذلك حتى الولادة ، فسوف ينتج عنهم مولود جديد جسديًا.
كل هذا يتغير في الأجنة الذكرية بفعل الجين المسمى "منطقة التحديد الجنسي Y" الموجود على كروموسوم Y. هذا يشتق اسمه من "المنطقة المحددة للجنس Y" الإنجليزية ويختصر في الأدبيات SRY.
تم اكتشاف جين SRY في عام 1990 بواسطة Robin Lovell-Badge و Peter Goodfellow. كل الأجنة التي لديها نسخة نشطة من هذا الجين تطور القضيب والخصيتين واللحية (في مرحلة البلوغ).
يعمل هذا الجين مثل المفتاح. عندما يكون "قيد التشغيل" فإنه ينشط الذكورة وعندما يكون "متوقفًا" يؤدي إلى ظهور الإناث. إنه الجين الأكثر دراسة على كروموسوم Y وينظم العديد من الجينات الأخرى المتعلقة بجنس الأفراد.
يقوم جين Sox9 بتشفير عامل النسخ الذي يعد مفتاحًا في تكوين الخصيتين ويتم التعبير عنه بالاقتران مع جين SRY. ينشط الجين SRY التعبير عن Sox9 لبدء تطوير الغدد التناسلية الذكرية في العديد من الحيوانات.
تنكس الجينات مع الميراث الهولندي
تم العثور على جميع الجينات الموجودة في كروموسوم Y ، بما في ذلك تلك التي تنتقل عبر الوراثة الهولندية ، في الكروموسوم القزم. بينما يحتوي الكروموسوم X على أكثر من 1000 جين ، فإن الكروموسوم Y يحتوي على أقل من 100 جين.
كان كروموسوم Y في يوم من الأيام مطابقًا في الحجم للكروموسوم X. ومع ذلك ، فقد تناقص حجمه بشكل تدريجي منذ ما يقرب من 300 مليون سنة ، لدرجة أنه يحتوي على معلومات وراثية أقل من أي كروموسوم آخر.
بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الكروموسوم X على زوج متماثل ، حيث يظهر في أزواج (XX) لدى النساء ولكن الكروموسوم Y موجود فقط في الرجال وليس له شبه متماثل. يمنع عدم وجود زوج كروموسوم Y من إعادة توحيد جميع أجزائه مع تطابق.
هذا الغياب للزوج يمنع الجينات ذات الميراث الهولندي ، الفريد من الكروموسوم Y ، من القدرة على حماية نفسها من الطفرات والتدهور الجيني الطبيعي للأحماض النووية.
يعني عدم وجود إعادة التركيب أن كل طفرة تحدث في الجينات المرتبطة بالكروموسوم Y أو بالوراثة الهولندية تنتقل بشكل سليم إلى أحفاد الذكور ، مما قد يعني ضررًا كبيرًا.
على الرغم من حقيقة أن كروموسوم Y وجيناته متدهورة وعرضة للطفرات ، يعتقد العلماء أنه بعيد كل البعد عن التلف أو الاختفاء تمامًا ، لأن بعض الجينات الموجودة على هذا الكروموسوم مهمة لإنتاج الحيوانات المنوية.
عند المشاركة في إنتاج الحيوانات المنوية ، فإن الطفرات التلقائية التي تلحق الضرر بها أو تعطلها "يتم اختيارها ذاتيًا" ، مما يقلل من خصوبة الوالد المصاب بالطفرة المذكورة ، ويمنعها من نقل جيناتها إلى الأبناء.
المراجع
- برادبري ، NA (2017). جميع الخلايا لها جنس: دراسات عن وظيفة الكروموسوم الجنسي على المستوى الخلوي. في مبادئ الطب النوعي (ص 269-290). الصحافة الأكاديمية.
- بوكن ، إل (2010). المتقلب والكروموسوم.
- كارفالهو ، AB ، Dobo ، BA ، Vibranovski ، MD ، & Clark ، AG (2001). تحديد خمسة جينات جديدة على كروموسوم Y الخاص بذبابة الفاكهة السوداء. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 98 (23) ، 13225-13230.
- Charlesworth، B.، & Charlesworth، D. (2000). تنكس الكروموسومات Y. المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب: العلوم البيولوجية ، 355 (1403) ، 1563-1572.
- Colaco، S.، & Modi، D. (2018). علم الوراثة للكروموسوم والبشر وارتباطه بالعقم عند الذكور. بيولوجيا الإنجاب والغدد الصماء، 16 (1) ، 14.
- جيرارد ، دي تي ، وفيلاتوف ، دا (2005). الاختيار الإيجابي والسلبي على الكروموسومات Y للثدييات. علم الأحياء الجزيئي والتطور ، 22 (6) ، 1423-1432.
- هيوز ، جي إف ، سكاليتسكي ، إتش ، بينتيكوفا ، ت. ، مينكس ، بي جي ، جريفز ، تي ، روزن ، إس آند بيج ، دي سي (2005). تم الكشف عن حفظ الجينات المرتبطة بـ Y أثناء التطور البشري من خلال التسلسل المقارن في الشمبانزي. طبيعة، 437 (7055) ، 100.
- كوموري ، س ، كاتو ، هـ ، كوباياشي ، سي ، كوياما ، ك ، وإيسوجيما ، س. (2002). انتقال الحذف الصبغي الصبغي Y من الأب إلى الابن عن طريق حقن الحيوانات المنوية داخل الهيولى. مجلة علم الوراثة البشرية، 47 (9) ، 465-468.
- مالون ، جيه إتش (2015). إنقاذ واسع النطاق للجينات المرتبطة بـ Y عن طريق حركة الجينات إلى الجسيمات الذاتية. بيولوجيا الجينوم، 16 (1) ، 121.
- Papadopulos، AS، Chester، M.، Ridout، K.، & Filatov، DA (2015). التنكس السريع Y وتعويض الجرعة في كروموسومات الجنس النباتي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 112 (42) ، 13021-13026.