X ve Y kromozomunun sperm hücrelerinde rekabeti

Farelerde yapılan yeni bir araştırma, yavrunun erkek mi yoksa dişi mi olacağını belirleyen genlerin sperm hücrelerinde birbiriyle rekabet ettiğini ortaya koydu. Michigan Üniversitesi’nden bilim insanları, X ve Y kromozomları üzerinde yer alan genlerin, spermde daha baskın hale gelmek için mücadele ettiğini keşfetti. Bu genetik savaş, türler arasında neden çoğu zaman eşit sayıda erkek ve dişi doğduğunu da açıklamaya yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, X kromozomu üzerinde bulunan Slxl1 ve Slx genleri ile Y kromozomu üzerindeki Sly genlerinin, “Spindlin” adı verilen özel proteinlere bağlanarak sperm hücreleri üzerinde kontrol kurmaya çalıştığını belirledi. 

Bu proteinler, spermin gelişimini ve işlevini etkileyen genleri aktif hale getiriyor. X’e ait genler bu proteinlere ne kadar fazla bağlanırsa, o kadar çok X taşıyan sperm gelişiyor. Aynı durum Y kromozomu için de geçerli. Bu da daha çok erkek ya da dişi yavru doğmasına neden olabiliyor.

Çalışmanın başyazarı Martin Arlt, “Yumurtayı ilk dölleyen sperm yavrunun cinsiyetini belirler. Eğer X taşıyan spermler avantajlıysa dişi, Y taşıyanlar avantajlıysa erkek yavrular çoğalır. Ancak doğada genellikle yarı yarıya bir oran görürüz. Bu denge, türlerin sağlıklı şekilde devamı için çok önemlidir” dedi.

Araştırmacılar, X ve Y kromozomlarına ait genleri farelerden alarak genetik çalışmalarda sıkça kullanılan maya hücrelerine yerleştirdi. Bu yöntem sayesinde, söz konusu genlerin laboratuvar ortamında birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini ve hangi proteinlerle bağ kurarak nasıl rekabet ettiğini doğrudan gözlemleyebildi.

Maya sistemi, spermlerin canlı ortam dışında üretilememesi nedeniyle, genlerin işleyişini izlemek için basit ve etkili bir model olarak kullanıldı. Genler ayrı ayrı ve birlikte mayaya aktarıldığında, hangi gen grubunun Spindlin adlı proteinlere daha çok bağlandığı tespit edilerek bu genetik savaşın mekanizması çözüldü.

İnsan Genetiği Doçenti Jacob Mueller, bu genlerin evrimsel olarak oldukça yeni olduğunu ve sadece birkaç milyon yıl önce ortaya çıktığını ifade etti. Mueller, “Bu genler olmadan da sperm üretimi gayet iyi çalışıyor. Ama bu genler, spermin oluşum sürecine kendilerini entegre ederek önemli hale gelmiş. Türler arasında bu tür gen savaşlarının farklı zamanlarda tekrar tekrar yaşandığını gösteren güçlü bulgularımız var” dedi.

Bu araştırma, yavruların cinsiyetinin rastgele değil, kromozomlar üzerinde yaşanan karmaşık bir genetik rekabetin sonucu olabileceğini gösteriyor.

Kaynak: PNAS