ДНК, которая есть только у самок
Во многих видах животных хромосомы различаются между полами. У самца есть Y-хромосома. Однако у некоторых животных, например птиц, всё наоборот. У птиц самки имеют свою собственную половую хромосому — W-хромосому. Впервые исследователи из Уппсалы определили генетическую структуру и эволюцию W-хромосомы.
Каждая особь вида имеет одинаковый набор хромосом, за одним исключением. У многих видов различие между полами заключается в том, что у самцов есть своя половая хромосома — Y-хромосома. Она содержит гены, которые приводят к развитию мужских признаков и репродуктивных органов. Если Y-хромосомы нет, организм будет самкой.
Однако у птиц ситуация иная. Именно самки имеют уникальную половую хромосому — W-хромосому.
В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications, Линнеа Смедс, Ханс Эллегрен и их коллеги показывают, что, как ни удивительно, W-хромосома птиц не содержит генов, ведущих к развитию самки.
«Определение пола у птиц и других животных с W-хромосомой, по-видимому, зависит вместо этого от количества их эквивалента X-хромосомы. Две её копии дают самца, одна копия (плюс W-хромосома) даёт самку», — говорит Ханс Эллегрен.
W-хромосома, по-видимому, функционирует как своего рода буфер для самок, поскольку содержит гены, аналогичные генам в X-хромосоме. Для работы определённых генов критически важно, чтобы у особи было две копии этого гена. Таким образом, W-хромосома может служить дополнением для самок, у которых есть только одна копия X-хромосомы.
Исследователи обнаружили, что W-хромосома изменяется медленнее, чем любая другая часть генетического материала.
«Это потому, что она наследуется только по материнской линии, и у самок возникает меньше мутаций, чем у самцов», — говорит Ханс Эллегрен.
Большинство мутаций возникает во время образования половых клеток. Самцы производят гораздо большее количество половых клеток, чем самки, поэтому вероятность того, что сперматозоид содержит новую мутацию, намного выше, чем для яйцеклетки.
W-хромосома — единственная хромосома из клеточного ядра, которая наследуется по материнской линии. Это свойство она разделяет с небольшим количеством ДНК, содержащейся в митохондриях клеток.