Se presume que los cromosomas sexuales se originan a partir de un par de cromosomas ancestrales idénticos mediante la adquisición de un gen determinante masculino o femenino en un cromosoma. Para evitar que el gen determinante del sexo aparezca en el sexo opuesto, se suprime la recombinación en los cromosomas sexuales. Esto conduce a la degeneración del cromosoma Y o el cromosoma W en el caso de las aves y a la diferencia morfológica de los cromosomas sexuales entre sexos. Por ejemplo, el cromosoma Y humano tiene solo menos de 50 genes, mientras que el cromosoma X humano aún mantienemás de 1500 genes del ancestro autosómico. Este proceso ocurrió de forma independiente en aves, en monotremas el ornitorrinco australiano y equidnas y en los otros mamíferos terios, por ejemplo, canguro, ratón y humanos, etc..
El ornitorrinco tiene diez cromosomas sexuales
Con su veneno, pico de pato, huevo y leche, el ornitorrinco presenta una combinación extraordinaria de reptiles, aves y mamíferos. Trabajos anteriores demostraron que el ornitorrinco, aunque indudablemente es una especie de mamífero, tiene cromosomas sexuales que no comparten el mismo origen conlos de humanos. Resulta que el ornitorrinco macho tiene cinco pares de cromosomas XY denominados X1Y1, X2Y2, etc., y ninguno de ellos es homólogo al XY de humanos o de ratón. Estos diez cromosomas sexuales se emparejan ende la cabeza a la cola y forman una cadena durante la meiosis cuando se desarrollan los espermatozoides. La composición genética y el proceso de evolución de un sistema de cromosomas sexuales tan complejo y único siguen sin estar claros, porque el genoma del ornitorrinco publicado anteriormente es de una hembra, ysolo una cuarta parte de las secuencias se mapeó en los cromosomas.
Técnicas de secuenciación de vanguardia
Un equipo internacional de investigadores adoptó una nueva técnica de secuenciación llamada PacBio o secuenciación de tercera generación que puede "leer" la información del genoma durante más de 300 veces más que la técnica de última generación, y la nueva conformación de cromatinatécnica de captura que puede conectar y mapear las secuencias genómicas en el nivel del cromosoma.
"Con más experimentos citogenéticos laboriosos, mejoramos la calidad del genoma y mapeamos más del 98% de las secuencias en 21 autosomas y cromosomas 5X y 5Y del ornitorrinco", dice Guojie Zhang de BGI-Shenzhen y la Universidad de Copenhague. "Los nuevos genomasson un recurso público de enorme valor para la investigación en biología y evolución de mamíferos, con aplicaciones en la conservación de la vida silvestre e incluso en la salud humana ", dice Frank Grützner de la Universidad de Adelaide en Australia.
de un anillo a una cadena
"Lo que nos sorprendió es que, a partir de las nuevas secuencias de cromosomas sexuales, encontramos el último cromosoma Y, Y5 no comparte muchas secuencias con su cromosoma X5 emparejado, sino con el primer cromosoma X de la cadena, X1", dice Qi.Zhou ". Esto sugirió que los 10 cromosomas sexuales del ornitorrinco solían tener forma de anillo. Quizás la adquisición de un gen determinante para el hombre y la supresión de la recombinación rompieron el anillo cromosómico ancestral en una cadena". Esta parte del trabajo de los cromosomas sexuales proporcionauna perspectiva completamente nueva sobre la evolución de este extraordinario sistema de cromosomas sexuales, junto con otros nuevos descubrimientos de genes del ornitorrinco relacionados con la producción de leche, pérdida de dientes, etc., fueron publicados en Naturaleza como artículo de investigación.
Diferentes sistemas sexuales de aves y mamíferos
Con nuevas técnicas similares utilizadas para el genoma del ornitorrinco, el grupo Zhou decodificó simultáneamente las secuencias de cromosomas sexuales del emú y del pato Pekin, que representan las diferentes fases de la evolución de los cromosomas sexuales. La mayoría de los cromosomas sexuales de las especies de mamíferos y aves han evolucionado hasta su terminal.etapa de evolución como la del ser humano o el pollo. Una diferencia clave entre los mamíferos y las aves es que, en lugar del sistema sexual XY, las aves tienen los llamados cromosomas sexuales ZW. Es decir, los machos tienen un par de cromosomas ZZ, las hembras tienencromosomas sexuales Z y W.
Cromosomas sexuales de evolución lenta de emú y pato
Los cromosomas Y o W generalmente han perdido la mayoría de los genes funcionales y se han convertido en un "desierto genético" lleno de secuencias repetitivas. Emu es una excepción: sus cromosomas sexuales son en gran medida como un par de autosomas, con más de dos tercios de las secuencias.y genes activos todavía compartidos entre los cromosomas Z y W. "Esto puede estar relacionado con la tasa de evolución más lenta del emu en comparación con otras aves", dice Jing Liu, estudiante de doctorado en el grupo Zhou. "Al compararlos genomas del emú y otras 11 especies de aves, encontramos que las aves de gran cuerpo como el emú y el avestruz tienden a tener muchos menos reordenamientos cromosómicos que otras aves ".
Otra posible razón es que estas aves grandes no voladoras pueden sufrir una selección sexual mucho más débil, un impulsor potencial de la evolución de los cromosomas sexuales, en comparación con otras aves, dado que los emús macho y hembra son en gran parte monomórficos. Esto proporciona un gran sistema para comprender cómo el sexolos cromosomas evolucionan en su fase inicial y, en el caso del pato Pekín, en la fase intermedia. Otro proyecto del grupo Zhou generó la secuencia del genoma de alta calidad del pato Pekín, una especie avícola muy popular. Emú, pato y pollo juntosmarcar la fase de tiempo diferente de la evolución de los cromosomas sexuales.
En este trabajo encontramos que los cromosomas W de emú y pato han retenido muchos más genes funcionales en sus cromosomas W en comparación con el pollo. Una variación tan grande en el tempo de la evolución de los cromosomas sexuales no se observa en los mamíferos y refleja ladiferentes modos evolutivos de los sistemas sexuales XY y ZW. Estas nuevas secuencias de cromosomas sexuales de emú y pato también proporcionarán recursos importantes para los estudios de aves de corral.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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