Y染色体的命运的两种争论（ZT)
(2006-01-18 16:41:10)

　　有专家预言，男女比例失调的现象将从明年开始显现出来，但放眼500万年以后，也许人们会为男性的命运担忧。这是遗传学由来已久的一个争论：由于Y染色体的基因缺失，男性也许会在未来的某天从地球上消失。现在这个争论似乎有了答案。

　　正方：男性将走向消亡

　　现在的Y染色体就像位风烛残年的老人，它掌管的基因数已经减少到几十个

　　可以说Y染色体支撑着人类的繁衍生息，但令人不安的是，它异常“脆弱”。英国爱丁堡大学遗传学家布瑞恩·查尔沃斯认为，人类原始的Y染色体包含约1500个基因，但是，在漫长的约3亿年的进化过程中，Y染色体功能逐渐退化。

　　由于Y染色体是通过男性精子传给下一代的，一个30岁男性的精子DNA复制次数，比卵子多了350次。染色体每多复制一次，发生基因突变的可能性就大一点。基因突变会使新一代Y染色体不能百分之百的遗传上一代Y染色体的功能，这样，经过一段时间后，原始Y染色体的功能就会不复存在。

　　可以说Y染色体上基因突变造成的损失是永久性的，并且会在男性中代代遗传下去遗传学家告诉我们，Y染色体只能以“XY”两条染色体配对的形式出现，且在绝大部分区域不能和X重组。事实上，配对染色体之间的重组可以使染色体上出现坏的突变后容易被进化选择而淘汰，从而保持染色体的“活力”。而在这方面，Y染色体并不具备这样的“更新”能力。其次，对于在DNA自我复制过程中造成的丢失，Y染色体也不能像其他染色体那样通过配对重组的方法来相互弥补损失。

　　在遗传的过程中，母亲的X染色体既可以传给儿子也可以传给女儿，而Y染色体只能由父亲传给儿子。因此，可以说Y染色体上基因突变造成的损失是永久性的，并且会在男性中代代遗传下去。依据这样的理论，由于Y染色体重组能力下降，不能有效更正出了问题的DNA，会导致DNA链不断毁坏和缩短，从而使Y染色体上的基因逐渐丢失。

　　有科学家预言：有朝一日，Y染色体会失去决定男性的基因；更有科学家预言：500万年后Y染色体将可能消失。男子汉就不复存在了！如果这一切成为现实的话，即使不会给人类带来灭顶之灾，也会导致种属变化，也就是说人类将变成与现在不同的另一类物种。

　　反方：Y染色体命不该绝

　　Y染色体可以通过复制其他染色体上的遗传基因来补充自己的基因库

　　关于Y染色体的命运，科学家们的看法不尽相同。以大卫·佩奇教授为代表的一些科学家对男性将会消亡的观点不以为然，佩奇认为，地球不会变成“女儿国”。尽管Y染色体的功能有所退化，但它不会彻底消亡。通过研究发现，Y染色体可以通过复制其他染色体上的遗传基因来补充自己的基因库。这是反对男性大灭绝理论的更有力证据。还有的科学家提出，人类也许会在将来找到替代Y染色体功能的其他基因组。他们相信人类在进化过程中总会找到更好地繁殖后代的方法。

　　人类基因组学研究发现，Y染色体包含大量重复基因，这些基因以“回文”结构排列

　　上世纪90年代人类基因组计划重新启动，佩基实验室转而试图通过研究Y染色体上DNA的排列顺序来进一步弄清楚染色体上的基因。经过十余年的研究，功夫不负有心人，他们终于在去年6月19日公布了Y染色体上DNA测序结果。在通常情况下，这种基因测序的结果只是用一个枯燥的序列来表示基因的排列顺序，这方面的文章往往也是索然寡味。然而，佩基实验室和华盛顿大学基因测序中心联合公布的Y染色体DNA序列的形式却十分有趣。如同前面所述，Y染色体有许多重复的回文结构序列，像中文诗词中的文字游戏一样，DNA的回文也是顺过来、倒过去读都一样的序列。这个特殊的形式引起了科学家的兴趣。

　　这种以“回文”结构排列的基因具有修复基因突变的作用，Y染色体绝处逢生

　　经过进一步的研究，科学家又有了新的发现，Y染色体DNA序列并非只是在形式上排列特殊，而在功能上也发挥着重要的作用，这就是这种以“回文”结构排列的基因具有修复基因突变的作用，Y染色体绝处逢生。而这个研究成果对于全人类有着重大意义，也正因为如此该研究成果才会入选2003年度十大科技突破。在自然界对他的影响面前，Y染色体似乎表现得并不是那么脆弱。

　　Y染色体可以通过自己的一段和另一段之间进行重组，“身首异处”都可以自行互补

　　Y染色体上DNA“回文”结构及其修复基因突变作用的发现，让令人们感到恐慌的预言似乎不再可能成为现实。在破译出Y染色体的遗传密码后，我们获得了男性的DNA遗传信息。的确，在Y染色体上存在着许多纠缠不清的甚至是无用的核苷酸序列，而且正是这些序列使Y染色体逐渐退化。然而其余的有意义的核苷酸序列，却可以编码一些重要的功能基因，并且有8个区段排列成回文结构。这些重复的回文结构有重组能力，也就是说Y染色体可以通过自己的一段和另一段之间进行重组，Y染色体即使不幸“伤残”，甚至“身首异处”都可以自行互补，重新组合。

　　Y染色体上的重要功能基因都有两份拷贝，其中之一发生突变时，另一份就会发生作用

　　靠这样的自我重组来修复DNA复制时出现的错误，重新获得活力并避免了将突变的基因(多数是不好的突变)通过遗传传递给下一代。这个能力是进化过程中用来自救的重要机制。简单来说，就是在现有人类的Y染色体上的某些区段内保留了两份重要功能基因的拷贝，当其中一份拷贝发生突变时，会被另一份正常的拷贝复制替换，从而阻止Y染色体的进一步退化。这样看来，在这样的机制下，Y染色体也可以通过自身的重组来修复错误、保持活力。因此，那些科学家关于Y染色体消失的预言离现实也就变得遥远了许多。

　　后记：Y染色体的这些机制才刚被发现，关于这种机制下重组的效率，准确率等还没有确切的结果。因此，研究成果不能保证Y染色体的自身重组效率可以100%%地纠正DNA复制过程中的突变，也就是说Y染色体并没有完全摆脱由于突变造成的损失而走向灭亡的阴影。现在科学家们还在进一步研究这个机制，相信不久的将来，Y染色体之谜将会被进一步揭开。