O que 1º sequenciamento completo do 'estranho' cromossomo Y revela sobre genética dos homens:pixbet saque não caiu

As descobertas oferecem uma base sólida para investigar o funcionamento dos genes relacionados ao sexo e à produçãopixbet saque não caiuespermatozoides, bem como para explorar a evolução do cromossomo Y e determinar se, conforme previsto, ele desaparecerápixbet saque não caiualguns milhõespixbet saque não caiuanos.

Indivíduos do sexo masculino

Há cercapixbet saque não caiu60 anos, sabemos que os cromossomos especializados são responsáveis por determinar o sexo biológico no nascimentopixbet saque não caiuhumanos e outros mamíferos.

As mulheres possuem um parpixbet saque não caiucromossomos X, enquanto os homens possuem um único cromossomo X e um cromossomo Y consideravelmente menor.

O cromossomo Y é o que define o sexo masculino, pois carrega um gene chamado SRY, que orienta uma cadeiapixbet saque não caiucélulas para se desenvolverpixbet saque não caiuum testículo durante a fase embrionária.

Os testículos embrionários produzem hormônios masculinos, que direcionam o desenvolvimento das características masculinaspixbet saque não caiuum bebê.

Sem um cromossomo Y e o gene SRY, essa mesma cadeiapixbet saque não caiucélulas se desenvolvepixbet saque não caiuum ovário nos embriões XX. Posteriormente, os hormônios femininos guiam o desenvolvimento das características femininas na criança.

Um depósitopixbet saque não caiuresíduospixbet saque não caiuDNA

O cromossomo Y é significativamente distinto do X e dos outros 22 cromossomos presentes no genoma humano. Ele é menor e abriga um número reduzidopixbet saque não caiugenes (apenas 27,pixbet saque não caiucomparação com os aproximadamente 1.000 do X).

Entre esses genes estão o SRY, alguns genes essenciais para a produçãopixbet saque não caiuespermatozoides e diversos genes que parecem ser essenciais para a vida, muitos dos quais têm contrapartes no cromossomo X.

Muitos genes do Y (incluindo os genes RBMY e DAZ relacionados ao esperma) aparecempixbet saque não caiumúltiplas cópias.

Alguns estão organizadospixbet saque não caiuestranhas estruturaspixbet saque não caiurepetição, nas quais a sequência é invertida, e ocorrem mutações genéticas que duplicam ou eliminam genes com frequência.

Além disso, o Y contém diversas sequênciaspixbet saque não caiuDNA que aparentemente não contribuem para as características. Esse "DNA lixo" é composto por sequências altamente repetitivas que derivampixbet saque não caiufragmentospixbet saque não caiuvírus antigos, genes não funcionais e sequências extremamente simples com poucas bases que se repetem várias vezes.

Essa última categoriapixbet saque não caiuDNA ocupa grandes trechos do cromossomo Y, que brilham no escuro quando marcados com corantes fluorescentes.

Por que o Y é peculiar?

Qual é a razão para a singularidade do cromossomo Y? A culpa é da evolução.

Há várias evidênciaspixbet saque não caiuque, há 150 milhõespixbet saque não caiuanos, os cromossomos X e Y eram apenas um parpixbet saque não caiucromossomos normais (ainda o sãopixbet saque não caiuaves e ornitorrincos). Existiam duas cópias, umapixbet saque não caiucada progenitor, como ocorre com todos os cromossomos.

Em seguida, o gene SRY evoluiu (a partirpixbet saque não caiuum gene antigo com outra função)pixbet saque não caiuum desses dois cromossomos, estabelecendo um novo proto-Y.

Este proto-Y ficou confinado permanentementepixbet saque não caiuum testículo, por definição, e foi sujeito a um grande númeropixbet saque não caiumutações devido à alta taxapixbet saque não caiudivisão celular e baixa capacidadepixbet saque não caiureparação.

O proto-Y degenerou rapidamente, perdendo cercapixbet saque não caiu10 genes funcionais a cada milhãopixbet saque não caiuanos, reduzindo o número originalpixbet saque não caiu1.000 para apenas 27.

Uma pequena região "pseudoautossômica"pixbet saque não caiuuma das extremidades preservoupixbet saque não caiuforma original e é idêntica ao seu antigo parceiro, o cromossomo X.

Houve um extenso debate sobre se esse processopixbet saque não caiudegradação continua, pois a essa taxa, todo o cromossomo Y humano desapareceriapixbet saque não caiualguns milhõespixbet saque não caiuanos (como já ocorreupixbet saque não caiualguns roedores).

Sequenciar o Y foi um verdadeiro desafio

O primeiro esboço do genoma humano foi concluídopixbet saque não caiu1999. Desde então, os cientistas têm conseguido sequenciar todos os cromossomos comuns, incluindo o X, com apenas algumas lacunas.

Isso foi feito por meio da técnicapixbet saque não caiusequenciamentopixbet saque não caiuleitura curta, que envolve fragmentar o DNApixbet saque não caiupequenos segmentospixbet saque não caiucercapixbet saque não caiuuma centenapixbet saque não caiubases e,pixbet saque não caiuseguida, reconstituí-los como um quebra-cabeça.

Contudo, somente recentemente uma nova tecnologia permitiu o sequenciamentopixbet saque não caiubases ao longopixbet saque não caiumoléculas longaspixbet saque não caiuDNA individuais, gerando sequências longaspixbet saque não caiumilharespixbet saque não caiubases.

Essas sequências mais extensas são mais distinguíveis e, portanto, podem ser montadas com maior facilidade, lidando com as repetições e estruturas complexas do cromossomo Y.

O cromossomo Y é o último cromossomo humano a ser sequenciadopixbet saque não caiuponta a ponta, ou seja,pixbet saque não caiutelômero a telômero.

Mesmo com a tecnologiapixbet saque não caiuleitura longa, a montagem dos fragmentospixbet saque não caiuDNA frequentemente apresentou ambiguidades, e os pesquisadores tiveram que fazer várias tentativaspixbet saque não caiuregiões desafiadoras, especialmente na área altamente repetitiva.

Então, o que aprendemos com o cromossomo Y?

Alertapixbet saque não caiuspoiler: o cromossomo Y acaba sendo tão estranho quanto esperávamos após décadaspixbet saque não caiumapeamento genético e sequenciamentos.

Foram encontrados alguns novos genes, mas eles são cópias adicionaispixbet saque não caiugenes que já se sabia que existiampixbet saque não caiumúltiplas cópias.

A fronteira da região pseudoautossômica (que é compartilhada com o X) foi um pouco mais afastada da extremidade do cromossomo Y. Agora temos um entendimento da estrutura do centrômero (a região do cromossomo que separa as cópias quando a célula se divide) e obtemos uma leitura completa da complexa misturapixbet saque não caiusequências repetitivas na extremidade fluorescente do Y.

No entanto, talvez o resultado mais impactante seja a utilidade dessas descobertas para cientistas ao redor do mundo.

Diversos grupos agora se dedicarão a examinar minuciosamente os detalhes dos genes do cromossomo Y.

Eles buscarão por sequências que possam controlar a expressão do SRY e dos genes relacionados ao espermatozoide, investigando se os genes que possuem contrapartes no cromossomo X mantiveram as mesmas funções ao longo do tempo ou desenvolveram novas funções.

Outros grupos investigarãopixbet saque não caiumaneira minuciosa as sequências repetidas para determinar suas origens e entender por que foram amplificadas.

Muitos pesquisadores também analisarão os cromossomos Ypixbet saque não caiuhomenspixbet saque não caiudiversas partes do mundo para identificar indíciospixbet saque não caiudegradação ou evolução recentepixbet saque não caiusuas funções.

Estamos entrandopixbet saque não caiuuma nova era para o antigo e complexo cromossomo Y.

*Jenny Graves é uma renomada professorapixbet saque não caiuGenética e membro da vice-reitoria da Universidade La Trobe, na Austrália.

Este artigo foi publicado originalmente no The Conversation e é reproduzido aqui sob a licença Creative Commons. Clique aqui para ler a versão original (em inglês).