Zhruba před šesti lety laboratoř Davida Pageho z Whitehead Institute for Biomedical Research zveřejnila, že na Y chromozómu nalezli osm velkých oblastí, v nichž jsou genetické sekvence zrcadlově obráceny. Říká se jim palindromy. Obecně platí, že palindrom je sekvencí symbolů mající tu vlastnost, že při zpětném čtení má stejný význam. Pojem palindrom používají hudebníci, matematici, výtvarníci i luštitelé křížovek (Anna, kajak, krk, oko, nepochopen, nezasazen, nezařazen,…). V genetice jde o totéž – o sled nukleotidů, které se čtou stejně zleva doprava jako zprava doleva; úsek dvouřetězcové DNA, jehož pořadí bází je v obou vláknech totožné při protisměrném čtení. Tyto úseky (palindromy) bývají cílovou sekvencí pro restrikční endonukleázy, enzymy štěpící vlákno DNA.
Y chromozóm a vznik „idicY“
Y chromozóm je zvláštní chromozóm. Je malý a navíc nemá v buňce partnera, se kterým by si mohl vyměňovat geny a provozovat tak činnost, která u normálních chromozómů, jež jsou v buňce v párech, umožňuje zvyšovat jejich genetickou rozmanitost, neboli diverzitu. Taková činnost je pro chromozómy důležitá, jde o nástroj evoluce, který dovoluje zaměňovat dobré geny za ty špatné. Y chromozóm je v tomto směru soběstačný a vyměňuje si geny sám se sebou. Tak vznikají palindromy. Jde o řešení, které je našemu nejmenšímu chromozómu ku prospěchu a které je zřejmě také důvodem, proč ještě z populace nevymizel (podle Bryana Syxe by se Y chromozóm měl stále zmenšovat a po pěti tisíci pokoleních by muži měli vymizet "jako dinosauři"). Ale jak už to v přírodě chodí, všechno dobré, tedy i snaha prodloužit existenci nám mužům, má i svou stinnou stránku. Nejinak je tomu i v tomto případě, kdy si Y chromozóm vylepšuje své šance na přežití zmnožováním genetického materiálu z vlastních zdrojů. Pageho laboratoř přichází s tím, že proces využití palindromů, který Y chromozóm praktikuje, je poruchový a že právě tento samo-opravný proces Y chromozómu může být příčinou vážných klinických problémů.
Při procesu, kdy si má chromozóm sám se sebou vyměnit jen část genetického materiálu, si podle vědců teoreticky může vytvářet celý svůj zrcadlový obraz za vzniku útvaru nazvaného isodicentrický Y chromozóm, zkráceně „idicY“. Jak již z označení vyplývá, mělo by jít o strukturu se dvěma centromerami. Centromera (centroméra) je oblast uprostřed chromozómu, kde se dotýkají obě chromatidy. Má velký význam v buněčném dělení. Připojuje se na ní dělící vřeténko při mitóze. Opticky se jeví jako zúženina chromozómu.
Čeho je moc, toho je moc
To, že se nemají věci přehánět platí i pro centromery. Mít na jednom chromozómu dvě je v procesu dělení buněk nepraktické. Je to proto, že se nám centromery, za pomoci vláken dělícího vřeténka, chovají lidsky - podle hesla: „urvi, co můžeš“. Hypotetická možnost vzniku Y chromozómu se dvěma centromerami (z praktického pohledu nesmysl nemající šanci na uplatnění), vědce zaujala natolik, že se jí začali vážně zabývat. První autor publikace a člen Pageho týmu Julian Lange začal testovat úlohu idicY chromozómu v procesu oplození. I když je chromozóm se dvěma centromerami artefaktem, tím že jde o Y chromozóm (malý prcek s pouhými 250 geny), není jeho přítomnost pro jedince z hlediska jeho přežití tak důležitá. Isodicentrický chromozóm by tedy měl mít šanci po svém vzniku přetrvat a měli bychom ho někteří z nás také vlastnit. Pozor! Tvrzení, že Y chromozóm není důležitý se vztahuje pouze na jedince, nikoli populaci. V úloze mít potomky, je Y chromozóm nezastupitelný a bez něj plodit lidské potomstvo prostě nejde.
Lange, v duchu předpokladu, chromozómy se dvěma centromerami také skutečně našel. Objevil je ve vzorcích DNA mužů, kteří se přišli nechat vyšetřit, protože neměli spermie, nebo je měli poškozené, případně se cítili být homosexuály. Celkem měl Langeho tým k dispozici vzorky DNA od 2400 pacientů. U 51 z nich se jednalo o hledanou poruchu idicY.
Z celkového počtu nositelů poruchy idicY (51) jich bylo 18 anatomicky ženou a to přesto, že na svých „otočených“ idicY chromozómech měli gen SRY. Genu SRY se říká někdy gen pro mužství.
Pár slov o genu SRY
Učili jsme se, že muži mají dva rozdílné chromozómy (XY) a ženy mají dva stejné chromozómy (XX). Jak už to ale bývá, každé pravidlo má výjimky. Jsou muži, kteří mají dva chromozómy X. Jejich genotyp je (XX), přesto to jsou muži. Tato změna pohlaví ženy v muže se někdy přihodí když gen (SRY), který je normálně na Y mužském chromozómu, nějakým nedopatřením přesídlí na X chromozóm. Většinou jsou XX muži neplodní, ale i když nemají Y chromosom, mají gen SRY a mají tedy i funkční varlata. Funkční ve smyslu produkce testosteronu, schopnosti erekce,...
Z toho nám vyplynulo, že gen SRY rozhoduje o pohlaví a je proto všeobecně považován za gen, který z nás dělá samce. Další podrobnosti najdete v článku Přepínač, který udělá z holky kluka.
Langeho tým tedy zjistil, že některým pacientům s idicY chromozómem nepomohly na jejich Y chromozómu ani dvě kopie ryze mužského genu SRY. I tak z nich vyrostly ženy. K čemu je takové poznání dobré? Vysvětluje nám, proč laboratorní genetické testy někdy selhávaly. Podle stávajícího genetického vyšetření by totiž šlo o „zdravé muže“. Měli Y chromozom a nechyběl jim na něm ani gen SRY. Přesto, že ho někteří měli dokonce dvakrát, místo supersamců z nich anatomickými proporcemi a vzezřením byly ženy.
Nejde jen o muže
Podle Davida Page, vedoucího laboratoře kde nové poznatky o Y chromozómu vznikly, zdaleka nejde jen o mužskou záležitost. Vznik idicY chromozómu dává nový pohled i na vznik ryze ženského problému - Turnerova syndromu. Jde o chromozomální abnormalitu dívek a žen charakterizovanou absencí pohlavního chromozomu. I za tou totiž mohou stát ty samé pochody (vznik chromozómu se dvěma centromerami a jeho následném vymizení v meiose). Turnerův syndrom postihuje každou 2500 ženu. Vědci zatím neznají odpověď na otázku kolik procent této poruchy má na svědomí zde popsaný mechanismus rekombinace mezi palindromy. Myslí si ale, že by mělo jít o významnou část.
Pramen: Whitehead Institute for Biomedical Research