Muškarci imaju tendenciju da sa starenjem gube Y hromozom iz svojih ćelija. Međutim, pošto on nosi malo gena osim onih za određivanje muškog pola, smatralo se da njegov gubitak ne utiče na zdravlje. Ipak, tokom proteklih nekoliko godina nagomilali su se dokazi da kada ljudi izgube ovaj hromozom, taj gubitak je povezan sa ozbiljnim bolestima širom organizma i doprinosi kraćem životnom veku.
Nove tehnike za otkrivanje gena Y hromozoma pokazuju da se Y često gubi u tkivima starijih muškaraca. Uticaj godina je jasan: 40 odsto muškaraca starih 60 godina pokazuje gubitak Y hromozoma, dok je kod devedesetogodišnjaka taj procenat 57 odsto. Faktori okoline, poput pušenja i izloženosti kancerogenim supstancama, takođe imaju ulogu.
Gubitak Y hromozoma javlja se samo u nekim ćelijama, a njihovi potomci ga nikada ne dobijaju nazad. To stvara mozaik ćelija sa i bez Y hromozoma u telu. Ćelije bez Y hromozoma rastu brže od normalnih ćelija u laboratorijskim uslovima, što ukazuje da mogu imati prednost u organizmu, ali i u tumorima.
Y hromozom je posebno sklon greškama tokom deobe ćelija, jer može ostati zarobljen u maloj membranskoj „kesici“ koja se potom gubi. Zato se očekuje da tkiva sa brzo delećim ćelijama više pate od gubitka Y hromozoma.
Zašto je važan gubitak Y hromozoma kada ima malo gena?
Ljudski Y hromozom je neobičan mali hromozom koji nosi samo 51 gen koji kodira proteine (ne računajući višestruke kopije), u poređenju sa hiljadama gena na drugim hromozomima. On ima ključnu ulogu u određivanju pola i funkciji spermatozoida, ali se smatralo da nema mnogo drugih funkcija.
Često se gubi kada se ćelije uzgajaju u laboratoriji. To je jedini hromozom koji može biti izgubljen bez smrti ćelije. To sugeriše da specifične funkcije koje kodiraju geni Y hromozoma nisu neophodne za rast i funkcionisanje ćelija.
Zaista, mužjaci nekih vrsta torbara odbacuju Y hromozom rano u razvoju, a čini se da evolucija ubrzano „odustaje“ od njega. Kod sisara se Y hromozom degradira već 150 miliona godina, a kod nekih glodara je već izgubljen i zamenjen.
Zato bi se moglo očekivati da gubitak Y hromozoma u telesnim tkivima kasnije u životu ne predstavlja veliki problem.
Povezanost gubitka Y hromozoma sa zdravstvenim problemima
Uprkos njegovoj prividnoj beskorisnosti za većinu ćelija u telu, sve je više dokaza da je gubitak Y hromozoma povezan sa ozbiljnim zdravstvenim stanjima, uključujući kardiovaskularne i neurodegenerativne bolesti, kao i rak.
Učestalost gubitka Y hromozoma u ćelijama bubrega povezana je sa bolestima bubrega.
Nekoliko studija pokazuje i vezu između gubitka Y hromozoma i srčanih oboljenja. Na primer, veoma velika nemačka studija otkrila je da muškarci stariji od 60 godina sa visokom učestalošću gubitka hromozoma imaju povećan rizik od srčanog udara.
Gubitak Y hromozoma povezan je i sa smrću od kovida, što bi moglo objasniti razliku u smrtnosti između polova. Kod pacijenata sa Alchajmerovom bolešću pronađena je desetostruko veća učestalost gubitka Y hromozoma.
Više studija dokumentovalo je povezanost gubitka Y hromozoma sa različitim vrstama raka kod muškaraca. Takođe je povezan sa lošijim ishodom kod obolelih od raka. Gubitak Y hromozoma čest je i u samim ćelijama raka, zajedno sa drugim hromozomskim anomalijama.
Da li gubitak Y hromozoma uzrokuje bolesti?
Teško je utvrditi šta uzrokuje vezu između gubitka Y hromozoma i zdravstvenih problema. Moguće je da zdravstveni problemi uzrokuju njegov gubitak ili da neki treći faktor uzrokuje oba.
Čak ni snažna povezanost ne dokazuje uzročnost. Veza sa bolestima bubrega ili srca, na primer, može biti posledica brze deobe ćelija tokom popravke organa.
Povezanost sa rakom može odražavati genetsku predispoziciju za nestabilnost genoma. Zaista, studije povezanosti celog genoma pokazuju da je učestalost gubitka Y hromozoma oko jedne trećine genetski uslovljena i uključuje 150 identifikovanih gena, uglavnom povezanih sa regulacijom ćelijskog ciklusa i sklonošću ka raku.
Međutim, jedna studija na miševima ukazuje na direktan efekat. Istraživači su presadili krvne ćelije bez Y hromozoma u ozračene miševe, koji su potom pokazali povećanu učestalost patoloških stanja povezanih sa starenjem, uključujući lošiju funkciju srca i kasnije srčanu slabost.
Slično tome, gubitak Y hromozoma u ćelijama raka izgleda da direktno utiče na rast ćelija i malignitet, verovatno podstičući melanom oka, koji je češći kod muškaraca.
Uloga Y hromozoma u telesnim ćelijama
Klinički efekti gubitka Y hromozoma ukazuju da ima važne funkcije u telesnim ćelijama. Ali s obzirom na mali broj gena koje nosi – kako?
SRY gen, koji određuje muški pol i nalazi se na Y hromozomu, široko se izražava u telu. Međutim, jedini efekat njegove aktivnosti u mozgu koji je do sada opisan jeste uloga u nastanku Parkinsonove bolesti. Četiri gena ključna za proizvodnju spermatozoida aktivna su samo u testisima.
Međutim, među preostalih 46 gena na Y hromozomu, nekoliko se široko izražava i ima ključne funkcije u aktivnosti i regulaciji gena. Neki su poznati kao supresori tumora.
Svi ovi geni imaju kopije na X hromozomu, pa i muškarci i žene imaju po dve kopije. Moguće je da odsustvo druge kopije u ćelijama bez Y hromozoma dovodi do određene poremećene regulacije.
Pored gena koji kodiraju proteine, Y hromozom sadrži i mnoge nekodirajuće gene. Oni se prepisuju u molekule RNK, ali se nikada ne prevode u proteine. Izgleda da barem neki od ovih nekodirajućih gena kontrolišu funkciju drugih gena.
To bi moglo objasniti zašto Y hromozom može uticati na aktivnost gena na mnogim drugim hromozomima. Gubitak Y hromozoma utiče na ekspresiju nekih gena u ćelijama koje stvaraju krvne ćelije, kao i na gene koji regulišu funkciju imunog sistema. Takođe može posredno uticati na diferencijaciju tipova krvnih ćelija i funkciju srca.
DNK ljudskog Y hromozoma u potpunosti je sekvencirana tek pre nekoliko godina — pa ćemo vremenom možda otkriti kako tačno pojedinačni geni izazivaju ove negativne zdravstvene efekte.
