Y -хромосома — одна из двух половых хромосом у териевых млекопитающих и других организмов. Наряду с X-хромосомой , она является частью системы определения пола XY , в которой Y является определяющей пол, поскольку именно наличие или отсутствие Y-хромосомы определяет мужской или женский пол потомства , полученного при половом размножении . У млекопитающих Y-хромосома содержит ген SRY , который запускает развитие мужских гонад . Y-хромосома передается только от родителей мужского пола потомству мужского пола.
Y-хромосома была идентифицирована как определяющая пол хромосома Нетти Стивенс из колледжа Брин-Мор в 1905 году во время исследования мучного червя Tenebrio molitor . Эдмунд Бичер Уилсон независимо открыл те же механизмы в том же году, работая с полужесткокрылыми . Стивенс предположил, что хромосомы всегда существовали парами и что меньшая хромосома (теперь обозначенная буквой «Y») была парой Х-хромосомы, открытой в 1890 году Германом Хенкингом . Она поняла, что предыдущая идея Кларенса Эрвина МакКлюнга о том, что Х-хромосома определяет пол, была ошибочной и что определение пола на самом деле происходит благодаря наличию или отсутствию Y-хромосомы. В начале 1920-х годов Теофил Пейнтер установил, что X- и Y-хромосомы определяют пол человека (и других млекопитающих). [4]
Хромосоме было присвоено имя «Y» просто для того, чтобы следовать по алфавиту от «X» Хенкинга. [5] [6] Идея о том, что Y-хромосома была названа из-за внешнего сходства с буквой «Y», ошибочна. Все хромосомы обычно выглядят под микроскопом как аморфная капля и принимают четко очерченную форму только во время митоза . Эта форма отдаленно напоминает Х-образную для всех хромосом. Совершенно случайно, что Y-хромосома во время митоза имеет две очень короткие ветви, которые под микроскопом могут выглядеть слившимися и выглядеть как потомок Y-образной ветви. [5] : 65–66
У большинства териевых млекопитающих в каждой клетке имеется только одна пара половых хромосом. У мужчин есть одна Y-хромосома и одна Х-хромосома , а у женщин — две Х-хромосомы. У млекопитающих Y-хромосома содержит ген SRY , который запускает эмбриональное развитие самца. Y-хромосомы человека и других млекопитающих также содержат другие гены, необходимые для нормального производства спермы. [ нужна цитата ]
Однако есть исключения. Среди людей у некоторых мужчин рождаются два X и Y («XXY», см. Синдром Клайнфельтера ), один X и два Y (см. Синдром XYY ). У некоторых женщин есть три Х ( трисомия Х ), а у некоторых — один Х вместо двух («Х0», см. синдром Тернера ). Существуют и другие варианты, при которых во время эмбрионального развития ген WNT4 [7] активируется и/или ген SRY повреждается, что приводит к рождению самки XY (синдром Свайера [ 7] ). В других случаях ген SRY копируется в X, что приводит к рождению самца XX . [8]
Многие эктотермные позвоночные не имеют половых хромосом. [9] Если эти виды имеют разный пол, пол определяется окружающей средой, а не генетически. У некоторых видов, особенно рептилий , пол зависит от температуры инкубации. [10] Некоторые позвоночные являются гермафродитами , хотя гермафродитные виды чаще всего являются последовательными , то есть организм меняет пол, производя мужские или женские гаметы в разные моменты своей жизни, но никогда не производя их одновременно. Это противоположность одновременному гермафродитизму, когда один и тот же организм производит мужские и женские гаметы одновременно. Большинство одновременных видов гермафродитов являются беспозвоночными, а среди позвоночных одновременный гермафродитизм обнаружен лишь у нескольких отрядов рыб. [11]
Считается, что Х- и Y-хромосомы произошли от пары идентичных хромосом, [12] [13] называемых аутосомами , когда у предкового животного развилась аллельная вариация (так называемый «половой локус») и простое обладание этой аллелью вызвало организм должен быть мужским. [14] Хромосома с этим аллелем стала Y-хромосомой, а другой член пары стал Х-хромосомой. Со временем гены, которые были полезны для мужчин и вредны для женщин (или не влияли на них), либо развивались на Y-хромосоме, либо были приобретены Y-хромосомой в процессе транслокации . [15]
До недавнего времени считалось, что хромосомы X и Y разошлись около 300 миллионов лет назад. [16] Однако исследование, опубликованное в 2008 году и анализирующее геном утконоса [17], показало, что система определения пола XY не существовала более 166 миллионов лет назад, когда однопроходные отделились от других млекопитающих. [18] Эта переоценка возраста терианской системы XY основана на обнаружении того, что последовательности, которые находятся на Х-хромосомах сумчатых и плацентарных млекопитающих, не присутствуют в аутосомах утконоса и птиц. [18] Более старая оценка была основана на ошибочных сообщениях о том, что Х-хромосомы утконоса содержат эти последовательности. [19] [20]
Большинство хромосом рекомбинируют во время мейоза. Однако у мужчин пары X и Y находятся в общей области, известной как псевдоаутосомная область (PAR). [21] PAR подвергается частой рекомбинации между X и Y-хромосомами, [21] но рекомбинация подавляется в других областях Y-хромосомы. [14] Эти регионы содержат гены, определяющие пол, и другие гены, специфичные для мужчин. [22] Без этого подавления эти гены могли бы быть потеряны из Y-хромосомы в результате рекомбинации и вызвать такие проблемы, как бесплодие. [23]
Отсутствие рекомбинации в большей части Y-хромосомы делает ее полезным инструментом в изучении эволюции человека , поскольку рекомбинация усложняет математические модели, используемые для отслеживания предков. [24]
По одной из оценок, Y-хромосома человека за время своего существования потеряла 1393 из 1438 исходных генов, и линейная экстраполяция этой потери 1393 генов за 300 миллионов лет дает скорость генетической потери 4,6 генов на миллион лет. [25] Продолжающаяся потеря генов со скоростью 4,6 генов на миллион лет приведет к тому, что Y-хромосома останется без функциональных генов – то есть Y-хромосома потеряет полную функцию – в течение следующих 10 миллионов лет, или половину этого времени с текущая оценка возраста составляет 160 миллионов лет. [14] [26] Сравнительный геномный анализ показывает, что многие виды млекопитающих испытывают аналогичную потерю функции гетерозиготной половой хромосомы. Дегенерация может стать судьбой всех нерекомбинирующих половых хромосом из-за трех общих эволюционных сил: высокой частоты мутаций , неэффективного отбора и генетического дрейфа . [14]
Y-хромосома, при 30% разнице между людьми и шимпанзе, является одной из наиболее быстро развивающихся частей человеческого генома . [27] Однако эти изменения были ограничены некодирующими последовательностями, а сравнения Y-хромосом человека и шимпанзе (впервые опубликованные в 2005 году) показывают, что Y-хромосома человека не потеряла ни одного гена со времени расхождения людей и шимпанзе между 6 –7 миллионов лет назад. [28] Кроме того, в научном отчете 2012 года говорилось, что только один ген был потерян с тех пор, как люди отделились от макаки-резус 25 миллионов лет назад. [29] Эти факты являются прямым доказательством того, что модель линейной экстраполяции ошибочна, и предполагают, что нынешняя человеческая Y-хромосома либо больше не сокращается, либо сокращается гораздо медленнее, чем 4,6 генов на миллион лет, оцененные с помощью модели линейной экстраполяции. [ нужна цитата ]
Y-хромосома человека особенно подвержена высокой частоте мутаций из-за окружающей среды, в которой она находится. Y-хромосома передается исключительно через сперматозоиды , которые во время гаметогенеза подвергаются множественным клеточным делениям . Каждое клеточное деление предоставляет дополнительную возможность накапливать мутации пар оснований. Кроме того, сперматозоиды хранятся в высокоокислительной среде яичка , что способствует дальнейшей мутации. Сочетание этих двух условий подвергает Y-хромосому большей возможности мутации, чем остальная часть генома. [14] Грейвс сообщает о повышении вероятности мутации Y-хромосомы как факторе 4,8. [14] Однако в ее исходной ссылке это число получено для относительной частоты мутаций в мужских и женских зародышевых линиях для линии, ведущей к человеку. [30]
Наблюдение того, что Y-хромосома подвергается незначительной мейотической рекомбинации и имеет повышенную скорость мутаций и деградационных изменений по сравнению с остальной частью генома, предполагает эволюционное объяснение адаптивной функции мейоза по отношению к основной части генетической информации. Брандейс [31] предположил, что основной функцией мейоза (особенно мейотической рекомбинации) является сохранение целостности генома, и это предположение согласуется с идеей о том, что мейоз является адаптацией для восстановления повреждений ДНК . [32]
Без способности рекомбинировать во время мейоза Y-хромосома не может подвергать отдельные аллели естественному отбору. Вредным аллелям разрешено «путешествовать автостопом» с полезными соседями, тем самым распространяя неадаптированные аллели в следующее поколение. И наоборот, выгодные аллели могут быть отобраны, если они окружены вредными аллелями (фоновый отбор). Из-за этой неспособности сортировать содержимое своих генов Y-хромосома особенно склонна к накоплению «мусорной» ДНК . Массивные скопления ретротранспозируемых элементов разбросаны по всему Y. [14] Случайная вставка сегментов ДНК часто нарушает закодированные последовательности генов и делает их нефункциональными. Однако Y-хромосома не способна отсеять эти «прыгающие гены». Без способности изолировать аллели отбор не может эффективно воздействовать на них. [ нужна цитата ]
Ясным количественным показателем этой неэффективности является уровень энтропии Y-хромосомы. В то время как все остальные хромосомы в геноме человека имеют уровень энтропии 1,5–1,9 бит на нуклеотид (по сравнению с теоретическим максимумом, равным ровно 2 при отсутствии избыточности), уровень энтропии Y-хромосомы составляет всего 0,84. [33] Это означает, что Y-хромосома имеет гораздо меньшее информационное содержание по сравнению с ее общей длиной; это более избыточно. [ нужна цитата ]
Даже если хорошо адаптированной Y-хромосоме удастся сохранить генетическую активность, избегая накопления мутаций, нет никакой гарантии, что она перейдет к следующему поколению. Размер популяции Y-хромосомы по своей природе ограничен 1/4 размера аутосом: диплоидные организмы содержат две копии аутосомных хромосом, в то время как только половина популяции содержит 1 Y-хромосому. Таким образом, генетический дрейф представляет собой исключительно сильную силу, воздействующую на Y-хромосому. Из-за абсолютно случайного распределения взрослый мужчина никогда не сможет передать свою Y-хромосому, если у него будет потомство только женского пола. Таким образом, хотя у самца может быть хорошо адаптированная Y-хромосома без чрезмерных мутаций, она может никогда не попасть в следующий генофонд. [14] Повторяющаяся случайная потеря хорошо адаптированных Y-хромосом в сочетании с тенденцией Y-хромосомы к развитию, в результате чего появляются более вредные мутации, а не меньшие по причинам, описанным выше, способствует общевидовой дегенерации Y-хромосом через механизм Мюллера. . [34]
Как уже упоминалось, Y-хромосома не способна рекомбинировать во время мейоза , как другие хромосомы человека; однако в 2003 году исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили процесс, который может замедлить процесс деградации. Они обнаружили, что человеческая Y-хромосома способна «рекомбинировать» сама с собой, используя палиндромные последовательности пар оснований . [35] Такая «рекомбинация» называется конверсией генов .
В случае Y-хромосом палиндромы не являются некодирующей ДНК ; эти цепочки оснований содержат функционирующие гены, важные для мужской фертильности. Большинство пар последовательностей идентичны более чем на 99,97%. Широкое использование генной конверсии может сыграть роль в способности Y-хромосомы исправлять генетические ошибки и поддерживать целостность относительно небольшого количества генов, которые она несет. Другими словами, поскольку Y-хромосома одна, она имеет дубликаты своих генов вместо второй, гомологичной хромосомы. При возникновении ошибок он может использовать другие части себя в качестве шаблона для их исправления. [35]
Результаты были подтверждены путем сравнения аналогичных участков Y-хромосомы человека с Y-хромосомами шимпанзе , бонобо и горилл . Сравнение показало, что тот же феномен конверсии генов, по-видимому, действовал более 5 миллионов лет назад, когда люди и приматы, не относящиеся к человеку, разошлись друг с другом. [35]
Тракты генной конверсии, образующиеся во время мейоза, длинные, около 2068 пар оснований, и значительно смещены в сторону фиксации нуклеотидов G или C (смещение GC). [36] Было обнаружено, что промежуточные соединения рекомбинации , предшествующие конверсии генов, редко выбирают альтернативный путь кроссоверной рекомбинации. [36] Скорость конверсии гена YY у людей составляет около 1,52 x 10 -5 конверсий/основание/год. [37] Эти события генной конверсии могут отражать основную функцию мейоза – сохранение целостности генома.
По некоторым теориям, на терминальных стадиях дегенерации Y-хромосомы другие хромосомы могут все больше перенимать ранее связанные с ней гены и функции и, наконец, в рамках этой теории Y-хромосома полностью исчезает и возникает новый пол. - возникает определяющая система. [14] [ нейтральность оспаривается ] [ неправильный синтез? ] Несколько видов грызунов сестринских семейств Muridae и Cricetidae достигли этих стадий [38] [39] следующими путями:
За исключением грызунов, черный мунтжак , Muntiacus crinifrons , развил новые X- и Y-хромосомы путем слияния предковых половых хромосом и аутосом . [45]
Современные данные ставят под сомнение эту гипотезу. [16] К такому выводу пришли ученые, изучавшие Y-хромосомы макак-резус. При геномном сравнении Y-хромосомы макак-резус и человека ученые обнаружили очень мало различий, учитывая, что люди и макаки-резус разошлись 30 миллионов лет назад. [46]
Некоторые организмы потеряли Y-хромосому. Например, большинство видов нематод. Однако для того, чтобы произошла полная элиминация Y, необходимо было разработать альтернативный способ определения пола (например, путем определения пола по соотношению Х-хромосомы и аутосом), а любые гены, необходимые для мужской функции, были переместиться в другие хромосомы. [16] Между тем, современные данные демонстрируют сложные механизмы эволюции Y-хромосомы и тот факт, что исчезновение Y-хромосомы не гарантировано.
Принцип Фишера объясняет, почему почти все виды, использующие половое размножение , имеют соотношение полов 1:1. У. Д. Гамильтон дал следующее основное объяснение в своей статье 1967 года «Необычайное соотношение полов» [47] с учетом того, что производство мужчин и женщин требует одинакового количества:
Многие группы организмов, помимо териевых млекопитающих, имеют Y-хромосомы, но эти Y-хромосомы не имеют общего происхождения с териальными Y-хромосомами. К таким группам относятся однопроходные, дрозофилы , некоторые другие насекомые, некоторые рыбы, некоторые рептилии и некоторые растения. У Drosophila melanogaster Y-хромосома не запускает развитие мужского пола. Вместо этого пол определяется количеством Х-хромосом. Y-хромосома D. melanogaster действительно содержит гены, необходимые для мужской фертильности. Таким образом, XXY D. melanogaster — самки, а D. melanogaster с единственным X (X0) — самцы, но бесплодны. Существуют виды дрозофил, у которых самцы X0 одновременно жизнеспособны и плодовиты. [ нужна цитата ]
У других организмов половые хромосомы имеют зеркальное отображение: гомогенный пол — это мужской пол, который, как говорят, имеет две Z-хромосомы, а женский — это гетерогенный пол с Z-хромосомой и W-хромосомой. [48] Например, система определения пола ZW встречается у птиц , змей и бабочек ; у женщин есть половые хромосомы ZW, а у мужчин - половые хромосомы ZZ. [48] [49] [50]
Есть некоторые виды, такие как японская рисовая рыба , у которых система XY все еще развивается, и скрещивание между X и Y все еще возможно. Поскольку специфичная для самцов область очень мала и не содержит существенных генов, можно даже искусственно индуцировать XX самцов и YY самок без каких-либо вредных последствий. [51]
Однопроходные, такие как утконосы, обладают четырьмя или пятью парами половых хромосом XY, каждая пара состоит из половых хромосом с гомологичными участками. Хромосомы соседних пар частично гомологичны, так что во время митоза образуется цепочка . [19] Первая Х-хромосома в цепи также частично гомологична последней Y-хромосоме, что указывает на то, что в истории происходили глубокие перестройки, в том числе с добавлением новых фрагментов из аутосом. [52] [53] : рис. 5
Половые хромосомы утконоса имеют сильное сходство последовательностей с Z-хромосомой птиц (что указывает на близкую гомологию ) [17] , а ген SRY, столь важный для определения пола у большинства других млекопитающих, по-видимому, не участвует в определении пола утконоса. [18]
Y-хромосома человека состоит примерно из 62 миллионов пар оснований ДНК , что делает ее похожей по размеру на хромосому 19 и составляет почти 2% от общего количества ДНК в мужской клетке . [54] [55] Y-хромосома человека несет 693 гена , 107 из которых кодируют белки . [56] Однако некоторые гены повторяются, в результате чего количество эксклюзивных генов , кодирующих белок , составляет всего 42. [56] Проект « Консенсусная кодирующая последовательность» (CCDS) классифицирует только 63 из 107 генов, хотя оценки CCDS часто считаются нижними границами из-за к их консервативной стратегии классификации. [57] Все однокопийные Y-сцепленные гены являются гемизиготными (присутствуют только на одной хромосоме), за исключением случаев анеуплоидии , таких как синдром XYY или синдром XXYY . Признаки, которые наследуются через Y-хромосому, называются Y-сцепленными признаками, или голандрическими признаками (от древнегреческого ὅλος hólos , «целый» + ἀνδρός andrós , «мужской»). [58]
По окончании проекта «Геном человека» (и после многих обновлений) почти половина Y-хромосомы осталась несеквенированной даже в 2021 году; Y-хромосома, отличная от генома HG002 (GM24385), была полностью секвенирована в январе 2022 года и включена в новую «полную геномную» последовательность эталонного генома человека , CHM13. [56] Было показано, что полное секвенирование Y-хромосомы человека содержит 62 460 029 пар оснований и 41 дополнительный ген . [56] Это добавило 30 миллионов пар оснований, [56] но было обнаружено, что Y-хромосома может сильно различаться по размеру у разных людей: от 45,2 миллиона до 84,9 миллиона пар оснований. [59]
Поскольку до 2022 года почти половина человеческой Y-последовательности была неизвестна, ее нельзя было выявить как загрязнение в проектах микробного секвенирования. В результате база данных бактериального генома NCBI RefSeq ошибочно включает некоторые данные Y-хромосомы. [56]
Y-хромосома человека обычно не способна рекомбинировать с X-хромосомой, за исключением небольших участков псевдоаутосомных областей (PAR) на теломерах (которые составляют около 5% длины хромосомы). Эти области являются остатками древней гомологии между X и Y-хромосомами. Основная часть Y-хромосомы, которая не рекомбинирует, называется «NRY» или нерекомбинирующей областью Y-хромосомы. [68] Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в этой области используются для отслеживания прямых отцовских наследственных линий.
Точнее, PAR1 составляет 0,1–2,7 МБ. PAR2 составляет 56,9–57,2 МБ. Нерекомбинирующая область (NRY) или мужская область (MSY) находится между ними. Их размеры теперь прекрасно известны из CHM13: 2,77 Мб и 329,5 Кб. До CHM13 данные в PAR1 и PAR2 просто копировались из X-хромосомы. [59]
Ниже приведены некоторые оценки количества генов Y-хромосомы человека. Поскольку исследователи используют разные подходы к аннотированию генома, их прогнозы количества генов в каждой хромосоме различаются (технические подробности см. в разделе «Прогнозирование генов »). Среди различных проектов CCDS придерживается крайне консервативной стратегии. Таким образом, прогноз числа генов CCDS представляет собой нижнюю границу общего количества генов, кодирующих человеческие белки. [69]
В целом Y-хромосома человека чрезвычайно бедна генами — это одна из крупнейших генных пустынь в геноме человека. Если не учитывать псевдоаутосомные гены, гены, кодируемые Y-хромосомой человека, включают:
Заболевания, связанные с Y-хромосомой, обычно включают анеуплоидию — атипичное количество хромосом.
Мужчины могут потерять Y-хромосому в подмножестве клеток, это называется мозаичной потерей. Потеря мозаики тесно связана с возрастом [79] , а курение является еще одним важным фактором риска потери мозаики. [80]
Потеря мозаики может быть связана с последствиями для здоровья, указывая на то, что Y-хромосома играет важную роль помимо определения пола. [80] [81] Мужчины с более высоким процентом гемопоэтических стволовых клеток , лишенных Y-хромосомы, имеют более высокий риск развития некоторых видов рака и имеют меньшую продолжительность жизни. [81] Во многих случаях причинно-следственная связь между Y-хромосомой и последствиями для здоровья не была определена, а некоторые предполагают, что потеря Y-хромосомы может быть «нейтральным кариотипом , связанным с нормальным старением ». [82] Однако исследование 2022 года показало, что мозаичная потеря Y-хромосомы причинно способствует фиброзу , сердечно-сосудистым рискам и смертности. [83]
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как мозаичная потеря Y-хромосомы может способствовать другим половым различиям в состоянии здоровья, например, почему у курильщиков-мужчин в 1,5–2 раза выше риск развития нереспираторного рака, чем у курящих женщин. [84] [85] Потенциальные контрмеры, выявленные на данный момент, включают отказ от курения или отказ от курения , и по крайней мере один потенциальный препарат, который «может помочь противодействовать вредным последствиям потери хромосом», находится в стадии исследования. [86] [87] [ нужен лучший источник ]
Микроделеция Y-хромосомы (YCM) — это семейство генетических нарушений, вызванных отсутствием генов в Y-хромосоме. Многие больные мужчины не проявляют никаких симптомов и ведут нормальную жизнь. Однако известно, что YCM присутствует у значительного числа мужчин со сниженной фертильностью или уменьшенным количеством сперматозоидов. [ нужна цитата ]
Это приводит к тому, что человек имеет женский фенотип (т. е. рождается с женскими гениталиями), даже если этот человек обладает кариотипом XY . Отсутствие второго Х приводит к бесплодию. Другими словами, если смотреть с противоположной стороны, человек проходит дефеминизацию , но не может завершить маскулинизацию . [ нужна цитата ]
Причиной может быть неполная Y-хромосома: обычный кариотип в этих случаях - 45X плюс фрагмент Y. Обычно это приводит к дефектному развитию яичек, так что у младенца могут быть или не быть полностью сформированные мужские гениталии внутри или снаружи. . Может возникнуть весь спектр неоднозначности структуры, особенно если присутствует мозаицизм . Когда Y-фрагмент минимален и нефункционален, ребенок обычно является девочкой с признаками синдрома Тернера или смешанной дисгенезии гонад . [ нужна цитата ]
Синдром Клайнфельтера (47, XXY) – это не анеуплоидия Y-хромосомы, а состояние наличия лишней Х-хромосомы, что обычно приводит к нарушению постнатальной функции яичек. Механизм не до конца понятен; по-видимому, это не связано с прямым вмешательством дополнительного X в экспрессию генов Y. [ нужна цитата ]
47, синдром XYY (просто известный как синдром XYY) вызван наличием одной дополнительной копии Y-хромосомы в каждой мужской клетке. 47, самцы XYY имеют одну Х-хромосому и две Y-хромосомы, всего 47 хромосом на клетку. Исследователи обнаружили, что дополнительная копия Y-хромосомы связана с увеличением роста и увеличением частоты проблем с обучением у некоторых мальчиков и мужчин, но эффекты варьируются, часто минимальны, и подавляющее большинство не знает своего кариотипа. [88]
В 1965 и 1966 годах Патрисия Джейкобс и ее коллеги опубликовали хромосомный опрос 315 пациентов мужского пола в единственной в Шотландии больнице особого режима для людей с отклонениями в развитии , обнаружив, что у большего, чем ожидалось, числа пациентов была дополнительная Y-хромосома. [89] Авторы этого исследования задались вопросом, «предрасполагает ли лишняя Y-хромосома своих носителей к необычно агрессивному поведению», и эта гипотеза «положила начало следующим пятнадцати годам исследований человеческой Y-хромосомы». [90]
Исследования, проведенные в течение следующего десятилетия, показали, что эта гипотеза неверна: повышенный уровень преступности среди мужчин XYY обусловлен более низким средним интеллектом, а не повышенной агрессией [91] , а увеличенный рост был единственной характеристикой, которая могла быть надежно связана с XYY. мужчины. [92] Таким образом, концепция «криминального кариотипа» неверна. [88]
Следующие заболевания, сцепленные с Y-хромосомой, редки, но примечательны тем, что они проливают свет на природу Y-хромосомы.
Полисомия Y-хромосомы большей степени (наличие более одной дополнительной копии Y-хромосомы в каждой клетке, например XYYY) встречается значительно реже. Дополнительный генетический материал в этих случаях может привести к аномалиям скелета, зубным аномалиям, снижению IQ, задержке развития и респираторным проблемам, но степень тяжести этих состояний варьируется. [93]
Мужской синдром ХХ возникает из-за генетической рекомбинации при формировании мужских гамет , в результате чего часть SRY Y-хромосомы перемещается в Х-хромосому. [8] Когда такая Х-хромосома присутствует в зиготе, мужские гонады развиваются из-за гена SRY. [8]
В генетической генеалогии человека (применении генетики к традиционной генеалогии ) использование информации, содержащейся в Y-хромосоме, представляет особый интерес, поскольку, в отличие от других хромосом, Y-хромосома передается исключительно от отца к сыну, по отцовской линии. Митохондриальная ДНК , наследуемая по материнской линии как сыновьям, так и дочерям, используется аналогичным образом для отслеживания материнской линии. [ нужна цитата ]
В настоящее время исследования выясняют, является ли развитие нейронов по мужскому типу прямым следствием экспрессии генов, связанных с Y-хромосомой, или косвенным результатом выработки андрогенных гормонов, связанных с Y-хромосомой . [94]
В 1974 году мужские хромосомы были обнаружены в клетках плода в кровообращении женщин. [95]
В 1996 году было обнаружено, что клетки-предшественники плода мужского пола могут сохраняться после родов в кровотоке матери до 27 лет. [96]
В исследовании 2004 года, проведенном в Онкологическом исследовательском центре Фреда Хатчинсона в Сиэтле, изучалось происхождение мужских хромосом, обнаруженных в периферической крови женщин, у которых не было потомства мужского пола. Всего было обследовано 120 испытуемых (женщин, у которых никогда не было сыновей), и выяснилось, что 21% из них имели мужскую ДНК. Субъекты были разделены на четыре группы на основе их историй болезни: [97]
Исследование отметило, что 10% женщин никогда раньше не были беременны, что поднимает вопрос о том, откуда могли взяться Y-хромосомы в их крови. Исследование предполагает, что возможными причинами возникновения микрохимеризма мужских хромосом могут быть одна из следующих: [97]
Исследование, проведенное в 2012 году в том же институте, обнаружило клетки с Y-хромосомой во многих областях мозга умерших женщин. [98]