Y染色體的命運的兩種爭論（ZT)
(2006-01-18 16:41:10)

　　有專家預言，男女比例失調的現象將從明年開始顯現出來，但放眼500萬年以後，也許人們會為男性的命運擔憂。這是遺傳學由來已久的一個爭論：由於Y染色體的基因缺失，男性也許會在未來的某天從地球上消失。現在這個爭論似乎有了答案。

　　正方：男性將走向消亡

　　現在的Y染色體就像位風燭殘年的老人，它掌管的基因數已經減少到幾十個

　　可以說Y染色體支撐着人類的繁衍生息，但令人不安的是，它異常“脆弱”。英國愛丁堡大學遺傳學家布瑞恩·查爾沃斯認為，人類原始的Y染色體包含約1500個基因，但是，在漫長的約3億年的進化過程中，Y染色體功能逐漸退化。

　　由於Y染色體是通過男性精子傳給下一代的，一個30歲男性的精子DNA複製次數，比卵子多了350次。染色體每多複製一次，發生基因突變的可能性就大一點。基因突變會使新一代Y染色體不能百分之百的遺傳上一代Y染色體的功能，這樣，經過一段時間後，原始Y染色體的功能就會不復存在。

　　可以說Y染色體上基因突變造成的損失是永久性的，並且會在男性中代代遺傳下去遺傳學家告訴我們，Y染色體只能以“XY”兩條染色體配對的形式出現，且在絕大部分區域不能和X重組。事實上，配對染色體之間的重組可以使染色體上出現壞的突變後容易被進化選擇而淘汰，從而保持染色體的“活力”。而在這方面，Y染色體並不具備這樣的“更新”能力。其次，對於在DNA自我複製過程中造成的丟失，Y染色體也不能像其他染色體那樣通過配對重組的方法來相互彌補損失。

　　在遺傳的過程中，母親的X染色體既可以傳給兒子也可以傳給女兒，而Y染色體只能由父親傳給兒子。因此，可以說Y染色體上基因突變造成的損失是永久性的，並且會在男性中代代遺傳下去。依據這樣的理論，由於Y染色體重組能力下降，不能有效更正出了問題的DNA，會導致DNA鏈不斷毀壞和縮短，從而使Y染色體上的基因逐漸丟失。

　　有科學家預言：有朝一日，Y染色體會失去決定男性的基因；更有科學家預言：500萬年後Y染色體將可能消失。男子漢就不復存在了！如果這一切成為現實的話，即使不會給人類帶來滅頂之災，也會導致種屬變化，也就是說人類將變成與現在不同的另一類物種。

　　反方：Y染色體命不該絕

　　Y染色體可以通過複製其他染色體上的遺傳基因來補充自己的基因庫

　　關於Y染色體的命運，科學家們的看法不盡相同。以大衛·佩奇教授為代表的一些科學家對男性將會消亡的觀點不以為然，佩奇認為，地球不會變成“女兒國”。儘管Y染色體的功能有所退化，但它不會徹底消亡。通過研究發現，Y染色體可以通過複製其他染色體上的遺傳基因來補充自己的基因庫。這是反對男性大滅絕理論的更有力證據。還有的科學家提出，人類也許會在將來找到替代Y染色體功能的其他基因組。他們相信人類在進化過程中總會找到更好地繁殖後代的方法。

　　人類基因組學研究發現，Y染色體包含大量重複基因，這些基因以“回文”結構排列

　　上世紀90年代人類基因組計劃重新啟動，佩基實驗室轉而試圖通過研究Y染色體上DNA的排列順序來進一步弄清楚染色體上的基因。經過十餘年的研究，功夫不負有心人，他們終於在去年6月19日公布了Y染色體上DNA測序結果。在通常情況下，這種基因測序的結果只是用一個枯燥的序列來表示基因的排列順序，這方面的文章往往也是索然寡味。然而，佩基實驗室和華盛頓大學基因測序中心聯合公布的Y染色體DNA序列的形式卻十分有趣。如同前面所述，Y染色體有許多重複的迴文結構序列，像中文詩詞中的文字遊戲一樣，DNA的回文也是順過來、倒過去讀都一樣的序列。這個特殊的形式引起了科學家的興趣。

　　這種以“回文”結構排列的基因具有修復基因突變的作用，Y染色體絕處逢生

　　經過進一步的研究，科學家又有了新的發現，Y染色體DNA序列並非只是在形式上排列特殊，而在功能上也發揮着重要的作用，這就是這種以“回文”結構排列的基因具有修復基因突變的作用，Y染色體絕處逢生。而這個研究成果對於全人類有着重大意義，也正因為如此該研究成果才會入選2003年度十大科技突破。在自然界對他的影響面前，Y染色體似乎表現得並不是那麼脆弱。

　　Y染色體可以通過自己的一段和另一段之間進行重組，“身首異處”都可以自行互補

　　Y染色體上DNA“回文”結構及其修復基因突變作用的發現，讓令人們感到恐慌的預言似乎不再可能成為現實。在破譯出Y染色體的遺傳密碼後，我們獲得了男性的DNA遺傳信息。的確，在Y染色體上存在着許多糾纏不清的甚至是無用的核苷酸序列，而且正是這些序列使Y染色體逐漸退化。然而其餘的有意義的核苷酸序列，卻可以編碼一些重要的功能基因，並且有8個區段排列成迴文結構。這些重複的迴文結構有重組能力，也就是說Y染色體可以通過自己的一段和另一段之間進行重組，Y染色體即使不幸“傷殘”，甚至“身首異處”都可以自行互補，重新組合。

　　Y染色體上的重要功能基因都有兩份拷貝，其中之一發生突變時，另一份就會發生作用

　　靠這樣的自我重組來修復DNA複製時出現的錯誤，重新獲得活力並避免了將突變的基因(多數是不好的突變)通過遺傳傳遞給下一代。這個能力是進化過程中用來自救的重要機制。簡單來說，就是在現有人類的Y染色體上的某些區段內保留了兩份重要功能基因的拷貝，當其中一份拷貝發生突變時，會被另一份正常的拷貝複製替換，從而阻止Y染色體的進一步退化。這樣看來，在這樣的機制下，Y染色體也可以通過自身的重組來修復錯誤、保持活力。因此，那些科學家關於Y染色體消失的預言離現實也就變得遙遠了許多。

　　後記：Y染色體的這些機制才剛被發現，關於這種機制下重組的效率，準確率等還沒有確切的結果。因此，研究成果不能保證Y染色體的自身重組效率可以100%%地糾正DNA複製過程中的突變，也就是說Y染色體並沒有完全擺脫由於突變造成的損失而走向滅亡的陰影。現在科學家們還在進一步研究這個機制，相信不久的將來，Y染色體之謎將會被進一步揭開。