Aktuální číslo:

2018/10

Téma měsíce:

Navigace

Chromozom X – křižovatka pohybu genů

Evoluční putování
 |  11. 10. 2007
 |  Vesmír 86, 616, 2007/10

Savčí pohlavní chromozomy X a Y představují zvláštní pár. Na první pohled je zřejmé, že se navzájem liší, přestože se vyvinuly z páru identických nepohlavních chromozomů. V jejich evoluci se uplatňují odlišné mechanizmy, výsledkem čehož je odlišný evoluční osud.

Chromozom Y, který se šíří výhradně ze samce na samce, je silně degenerovaný, poztrácel už většinu genů a obsahuje převážně opakující se úseky DNA. A proč zdegeneroval? Protože se neumí párovat se svým partnerským chromozomem X, a tím opravovat své chyby (viz Vesmír 84, 323, 2005/6).

Naproti tomu v chromozomu X se geny v průběhu evoluce savců hromadí. Nedávno byla zjištěna kompletní sekvence lidského chromozomu X (Nature 434, 325, 2005) a při podrobné analýze se ukázalo, že se tento chromozom vyznačuje nápadně vysokou hustotou genů přenesených z jiných chromozomů. Prostředníkem při tomto přenosu byly zřejmě molekuly RNA. Zároveň se zjistilo, že chromozom X geny nejen hromadí, ale že je zdrojem genů, které se odtud šíří na ostatní chromozomy. Přes tuto křižovatku zkrátka putují geny při svém evolučním tažení od jednoho chromozomu k druhému.

Podívejme se blíže na oba procesy – pohyb z chromozomu X i na chromozom X. Co je příčinou exodu genů z chromozomu X? Při tvorbě pohlavních buněk se stejné chromozomy spolu párují. Chromozomy X a Y jsou však odlišné a při párování by mohlo dojít k chybám. Aby se tak nestalo, jsou oba chromozomy při tvorbě spermií umlčeny. To je však pro geny ležící na nich nevýhodné, a proto odtud utíkají a vytvářejí si funkční zálohy na ostatních chromozomech. K pohybu genů opačným směrem – na chromozom X – a k jejich hromadění přispívá především fixace genů sexuálně antagonistických, tedy bojujících proti sobě (viz Vesmír 78, 678, 1999/12; 79, 56, 2000/1), ať už jsou výhodné pro samce a škodí samicím, nebo jsou naopak výhodné pro samice a škodí samcům. Protože samice nesou dva chromozomy X a samec pouze jeden, stráví chromozom X dvě třetiny svého evolučního putování v samici a jednu třetinu v samci. Důsledkem je kumulace genů výhodných pro samice na chromozomu X.

Jak se mohou geny pohybovat z místa na místo? Za přemístitelnost genů v genomu je u člověka a myši odpovědný především enzymatický aparát retroelementu L1, jednoho z podivných „skákajících“ úseků DNA, které jsou schopny vkládat své vlastní kopie do nových poloh v genomu (viz Vesmír 79, 273, 2000/5). Je zajímavé, že právě na chromozomu X je hustota retroelementů L1 dvakrát vyšší než na ostatních chromozomech. Zřejmě zde tyto retroelementy plní ještě další úkol – šíří signál pro umlčení chromozomu X. Umlčení jednoho ze dvou chromozomů X u samic savců zajišťuje, že obě pohlaví pak mají stejnou „dávku genů“ ležících na chromozomu X. (Trends in Genetics 21, 3–7, 2005)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Eduard Kejnovský

Doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc., (*1966) vystudoval genetiku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity. V Biofyzikálním ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá studiem evoluce pohlavních chromozomů a dynamikou genomů. Na Přírodovědecké fakultě MU a na Jihočeské univerzitě přednáší evoluční genomiku. Je autorem knih Horská rozjímání (Cesta, 2013; viz Vesmír 92, 585, 2013/10), Tajemství genů (Academia, 2015), Kouzlo krajiny a moudrost slova (Cesta, 2016) a Ve větru (Cesta, 2017).
Kejnovský Eduard

Doporučujeme

Vlaštovka extrémista

Vlaštovka extrémista

Jaroslav Cepák, Petr Klvaňa  |  10. 10. 2018
Díky satelitní telemetrii se podařilo odhalit vpravdě neuvěřitelné výkony některých ptačích druhů. Nejznámějším je zřejmě osmidenní nonstop let...
Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Staří mořeplavci prý určovali polohu své lodi podle hvězd. Tato rozšířená romantická představa je ale nesprávná. Metoda astronavigace nikdy nebyla...
Jak se neztratit na moři

Jak se neztratit na moři

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Dle znamenitého pozorování Slunce a Měsíce shledávám naši zeměpisnou délku 178° 18' 30" západně od Greenwiche. Zeměpisná délka dle logu je 175°...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné