El cromosoma Y pierde genes por una rápida evolución

Los científicos han sospechado desde hace mucho tiempo que el cromosoma que solo llevan los hombres se está deteriorando y puede desaparecer completamente en unos pocos millones de años, pero hasta ahora, nadie entiende el proceso evolutivo que controla la desaparición del cromosoma. Ahora, un par de científicos de Penn State ha descubierto que este cromosoma sexual, el cromosoma Y, ha evolucionado mucho más rápido que su compañero, el cromosoma X, que llevan tanto hombres como mujeres.

Esta rápida evolución del cromosoma Y ha dado lugar a que este pierda genes dramáticamente a un nivel que, si se mantiene, podría conducir a la desaparición del cromosoma Y. El equipo de investigación, que incluye a la profesora titular de biología Kateryna Makova, la líder del equipo, y la investigadora graduada en la fundación nacional de ciencia, Melissa Wilson, que publicaron sus resultados el 17 de julio del 2009.


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"Hay tres clases de mamíferos," dice Makova, "los monotremas, como el ornitorrinco y la equidna; marsupiales, como la zarigüeya o el wallaby; y el resto de mamíferos - llamados placentarios o euterios - que incluye humanos, perros, ratones, y jirafas. Los cromosomas X e Y de los marsupiales y euterios ha evolucionado a partir de un par no sexual para convertirse en uno sexual"

Los humanos tenemos 23 pares de cromosomas, que son estructuras que contienen nuestro ADN, pero solo un par de cromosomas son sexuales, mientras que los otros no lo son. "En mamíferos placentarios, los cromosomas sexuales contienen una región adicional de ADN que, en monotremas y marsupiales, están localizados en los cromosomas no sexuales," dice Makova. "Al principio, los pedazos de ADN en esta región adicional eran intercambiados fácilmente entre el cromosoma X e Y, pero desde hace unos 80 o 130 millones de años, estas regiones se han vuelto entidades completamente separadas que no intercambian ADN. Una región se ha vuelto específicamente asociada al cromosoma X y otra al Y."

Comparando el ADN de los cromosomas X e Y en placentarios a los cromosomas no sexuales de la zarigüeya y el ornitorrinco, el par fue capaz de volver atrás en el tiempo a cuando el cromosoma X e Y podían intercambiar cromosomas, igual a los cromosomas no sexuales del zarigüeya y el ornitorrinco. Los científicos entonces pudieron observar como el ADN de los cromosomas X e Y cambiaban más rápidamente que el ADN de los cromosomas no sexuales. "Nuestra investigación reveló que el ADN específico del cromosoma Y empezó a evolucionar rápidamente a la vez que la región de ADN se dividía en dos entidades, mientras que la zona específica del cromosoma X se mantuvo al mismo nivel evolutivo que los cromosomas no sexuales"

Desde que los biologos determinaron que el cromosoma Y ha estado evolucionando más rápidamente y que como resultado se han estado perdiendo genes, han buscando la manera de encontrar porque el cromosoma Y no ha desaparecido aún. "En la actualidad, el cromosoma Y contiene menos de 200 genes mientras que el X contiene sobre 1.100 genes," dijo Wilson. "Sabemos que unos pocos genes del cromosoma Y son importantes, como los que participan en la formación de esperma, pero hay otros que no lo son para la supervivencia, ya que se perdieron, lo que condujo a la enorme diferencia en el número de genes entre ambos cromosomas sexuales. Aunque hay pruebas de que el cromosoma Y se sigue degradando, algunos genes que sobreviven en él pueden ser esenciales, ya que de ahí se deduce que hayan durado tanto tiempo".

El equipo entonces decidió comprobar la hipótesis de que si algunos genes del cromosoma Y se mantienen porque son importantes.
La forma de descubrirlo fue comparar la expresión y la función de los genes del cromosoma Y con sus análogos del cromosoma X. "Si las expresiones génicas y/o sus funciones fueran distintas, entones tendría sentido que los genes del cromosoma Y se mantuvieran porque estarían haciendo algo que los genes del cromosoma X no pueden hacer", dijo Makova. "Esta hipótesis resultó ser correcta".

Aunque algunos genes del cromosoma Y se han mantenido, la mayoría han desaparecido, y el equipo encontró pruebas de que algunos otros están en vías de desaparecer también. "Incluso pensamos que algunos genes que parecen ser importantes, aún seguimos pensando que exista la posibilidad de que el cromosoma Y desaparezca," dijo Makova. "Si esto pasa, no será el fin de los hombres. En cambio, un nuevo par de cromosomas no sexuales pueden convertirse en sexuales."

En el futuro, el equipo planea utilizar estos datos para crear un modelo informático que realice un seguimiento de la degeneración del cromosoma Y. También esperan identificar cuales son los procesos más importantes para la degeneración de este cromosoma.

Esta investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Salud, la Universidad Estatal de Pensilvania, y la Fundación Nacional de Ciencia.

Fuente (Inglés): ScienceDaily