Bilim adamları, Tayvan’da endemik olan Odorrana swinhoana kurbağa türünde altı cinsiyet kromozomu buldular! Bu önemli buluş XY sistemlerinin nasıl geliştiğine dair yeni bilgiler sağlıyor.

Translokasyon, bir kromozom kırıldığında veya parçası bir diğeriyle birleştiğinde meydana gelen bir kromozomal anormalliktir. Cinsiyet kromozomları ve otozomlar arasındaki translokasyon, çoklu cinsiyet kromozom sistemlerini oluşturur. Beklenmedik bir şekilde gerçekleşir ve bu nedenle evrimsel anlamı net değildir. Odoranna swinhoana kurbağa türü, 1980 yılında amfibilerdeki çoklu cinsiyet kromozom sistemlerinin ilk bildirilen örneğidir. İki kromozom arasında erkeğe özgü bir translokasyona sahip olan Tayvanlı kahverengi kurbağanın cinsiyet kromozomları ♂X1Y1X2Y2-♀X1X1X2X2 olarak tanımlanmıştı. Keşif, Hiroşima Üniversitesi Amfibi Araştırma Merkezi’nden Doçent Ikuo Miura liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi yaptı.

Görsel.1: Odorrana swinhoana

Bu çalışma Odorrana swinhoana da üç farklı kromozom çiftinden oluşan çoklu cinsiyet kromozom sistemlerini keşfetti. Erkeğe özgü üç translokasyon, altı cinsiyet kromozomlu bir sistem yarattı, ♂X 1 Y 1 X 2 Y 2 X 3 Y 3 -♀X 1 X 1 X 2 X 2 X 3 X 3 şeklinde cinsiyet kromozomları düzenlendi. Translokasyonların amfibilerde cinsiyet kromozom dönüşümünde yer aldığı bilinen potansiyel cinsiyet belirleyici kromozom olan altı üyesinden üçü arasında meydana gelmesi ve üçte ikisinin cinsiyet belirleyici genlerin ortologlarını içermesi benzersiz bir durumdur. Bu benzersiz ve nadir görülen durum, cinsiyete özgü, rastgele olmayan translokasyonları akla getiriyor. Böylece çoklu cinsiyet kromozom sisteminin evrimsel anlamı için yeni bir yol ortaya çıkıyor!

Omurgalı Canlılar Arasında Bir İlk

Amfibilerde çoklu kromozom durumları nadirdir. Bunların karyotipleri veya kromozom koleksiyonları türler arasında çok az yeniden düzenleme ile yüksek oranda korunur. Çoğunluk, heteromorfik XY ve ZW cinsiyet belirleme sistemlerine sahip memeliler ve kuşların aksine, farklılaşmamış cinsiyet kromozomlarına sahip homomorfiktir. Şimdiye kadar, amfibilerde çok sayıda cinsiyet kromozom sistemi olduğu bilinen sadece 10 durum vardır.

Araştırma ekibi, translokasyonlarda yer alan potansiyel cinsiyet kromozomlarının memelilerde, kuşlarda ve balıklarda cinsiyet belirleyici genlerin ortologlarını içerdiğini ortaya çıkardı. Ortologlar, bu türlerin ortak atalarında bulunan atalara ait bir genden evrimleşen genlerdir. Memelilerde, kuşlarda ve balıklarda cinsiyet belirleyici genlerin ortologlarını içeren cinsiyet kromozomları ilk kez  bir omurgalı türünde birlikte bulunmuş oldu.

Görsel.2: Odorrana swinhoana’nın somatik ve mayotik kromozomları.

a Erkek ve b dişi olmak üzere geç replikasyon bantlı karyotipler gösteriliyor. Oklarla gösterilen a’da 1, 3 ve 7 numaralı kromozomlar erkeklerde heteromorfik kadınlarda ise homomorfiktir. c Görselinde ilk mayotik bölünmedeki metafaz, bir altı değerlikli ve on iki değerli halkadan oluşur. Altı değerlik oluşturan kromozom elemanlarının her biri kırmızı ile numaralandırılmış. d Görseli erkeklerde, yer değiştirmiş kromozomal parçaları şematik olarak No.1’de siyah No.3’de kırmızı ve No.7’de sarı ile gösteriliyor. Üç yer değiştirme, sağ altta kutu içinde şematik olarak gösteriliyor.

Keşif Nelere Işık Tutuyor ?

Cinsiyet kromozomları, cinsiyet belirleyici bir gen elde ettikten sonra sıradan bir otozomal çiftten evrimleşir. Ekip, üç çiftten hangisinin orijinal cinsiyet kromozomu ve hangisinin üç adayın başlıca cinsiyet belirleyici geni olduğunu çözmek için çalışmalarına devam ediyor.

Görsel.3: Odorrana swinhoana

Miura, şimdiye kadar ki cinsiyet kromozomu-otozom füzyonunun tesadüfi bir olay olarak belgelendiğini, füzyonlarda yer alan kromozom üyelerinin rastgele seçilmediğine veya muhtemelen ortak bir genomik bölgeyi paylaştıkları için kaçınılmaz olarak seçildiğine inandıklarını ifade etti.

Bu çalışma, memelilerde, kuşlarda ve balıklarda cinsiyet belirleyici genlerin ortologlarını içeren üç potansiyel cinsiyet belirleyici kromozom arasındaki translokasyonların, çoklu cinsiyet kromozomlarının rastgele olmayan evrimini ve ortak bir genomik dizinin varlığını ortaya koymakta. Potansiyel cinsiyet kromozomları tarafından ortak dizinin tanımlanması, cinsiyet kromozomu evrim mekanizmalarını ve homomorfik cinsiyet kromozomlarının düzenli üyeleri arasındaki dönüşüm mekanizmalarını anlamak için bir ipucu sağlayacakları düşünülüyor!

Kaynaklar

1.Hiroshima University. (2021, April 13). Frog species with 6 sex chromosomes offer new clues on evolution of complex XY systems. ScienceDaily. Retrieved April 13, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210413081357.htm

2.Miura, I., Shams, F., Lin, S. M., Cioffi, M. D. B., Liehr, T., Al-Rikabi, A., … & Ezaz, T. (2021). Evolution of a Multiple Sex-Chromosome System by Three-Sequential Translocations among Potential Sex-Chromosomes in the Taiwanese Frog Odorrana swinhoana. Cells10(3), 661.

Görsel Kaynakları:

Görsel.1 Görsel.2 Görsel.3

Bu içeriği paylaşın
Yazar hakkında

Öykü Özkul

Marmara Üniversitesi Biyoloji Bölümü 3.sınıf lisans öğrencisiyim. Marmara Üniversitesi Biyolojik Bilimler Kulübü Yönetim Kurulu'nun sekreteri olarak aktif rol almaktayım. Ulu Önder Mustafa Kemal Atatürk'ün ''Dünyada her şey için, medeniyet için, hayat için, muvaffakiyet için en hakiki mürşit ilimdir , fendir. İlim ve fennin haricinde mürşit aramak gaflettir, cehalettir, dalalettir.'' sözünü benimsemiş, ülkem adına iyi bir bilim insanı olmak için çalışıyorum.

1 Yorum

    Çoookk güzel bir yazı olmuş, emeğinize sağlık

Yorumlar

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir