Если у человека больше хромосом что значит. Мир останется без мужчин

Этой темой ученые занимаются уже несколько десятилетий. В последние годы ей стали уделять особенно пристальное внима­ние. Но вопрос, на который пытается ответить наука, до сих пор звучит фантастически: « Вымрут ли мужчины как род?».

Что именно побудило запад­ных генетиков и биологов заняться этой проблемой, однозначно отве­тить нельзя. Основная версия та­кова: мужчины катастрофически быстро расстаются с репродуктив­ной функцией. Действительно, по разным оценкам, 15-20% мужско­го населения Земли физиологиче­ски не способны оставить после себя потомство. Известно так­же, что некоторые ученые зада­лись вопросом: « Что происходит с мужчинами?», пытаясь решить другую задачу: понять, с чем свя­зан всплеск сексуального наси­лия в разных частях планеты. Не надо быть чересчур наблюдатель­ным, чтобы заметить: насилие — в основном « занятие» « сильной половины» человечества. Есть и другие, не менее « популярные» ныне « однополые» отклонения, причины которых пытаются выяс­нить ученые.

Мужская хромосома дефектна по определению

Доктор биологических наук Ирина Владимировна ЕРМАКОВА, сотрудник одного из институтов РАН, занялась проблемой разви­тия биологических особенностей мужчин и женщин в середине 90-х годов. Именно тогда в научной за­падной прессе появились первые публикации исследований на тему деградации мужской половой хро­мосомы. Видимо, в России Ерма­кова была одним из первых уче­ных, взявшихся проанализировать тему, почему происходит деграда­ция мужской половой хромосомы.

В принципе, на этот вопрос готов ответить любой студент медицинского института: в каж­дом человеке заложено 23 пары хромосом. Каждая хромосома -это определенная « цепочка» ге­нов. И лишь последняя, 23-я, пара хромосом определяет пол человека. Что здесь нового?

— Действительно, это базовые знания, — рассказывает Ирина Ер­макова. — Женские особи имеют в последней паре две Х-хромосомы. У мужчины, в последней, 23-й пар, одна Х-хромосома, как у осо­би женского пола, вторая же — чи­сто мужская, Y. Будучи парными, ХХ-хромосомы имеют возмож­ность дублировать друг друга. Сочетание же XY говорит о том, что полная взаимозаменяемость хромосом невозможна. Следова­тельно, изначально женщина, с точки зрения генетической, более устойчива.

Доподлинно известно и другое. В мужской Y-хромосоме много ге­нов, таких же, как в Х-хромосоме. Но у мужской Y есть свои осо­бенности. Она имеет две части. Первая, рекомбинантная, спо­собна обмениваться генами с Х-хромосомой. Именно поэтому, например, мальчики могут быть похожи на бабушек, а внучки — на дедов. Нерекомбинантная же часть уникальна, незаменима и несет исключительно « мужскую» информацию. Современная на­ука доказала, что Y-хромосома способна разрушаться. Исчеза­ет именно рекомбинантная ее часть, имеющая возможность об­мениваться информацией с дру­гой Х-хромосомой. Причем разру­шение это происходит достаточно быстрыми темпами.

Насколько быстрыми? Гене­тик, получивший мировое при­знание, профессор Оксфорда Брайн Сайке, называющий муж­скую хромосому « мусорным ве­дром» и « архивом неудачных генетических экспериментов природы», считает, что мужчи­нам осталось 125 тысяч лет. За­служила ли Y-хромосома такое отношение к себе? Увы, да.

— Современная наука доказала, — продолжает Ирина Ермакова, — что женская Х-хромосома передается по наследству от матери и дочери, и сыну, а от отца только дочери. В то время как Y-хромосома способна передаваться лишь от отца к сыну. Почему? Х-хромосома появилась первой.

Первой появилась « Ева»?

Исследования, проведенные на анализе костных останков древнейших людей, позволили ученым сделать вывод: женская Х-хромосома старше мужской Y примерно на 80-100 тысяч лет.

Как проводили исследо­вания?

Ирина ЕРМАКОВА:

— В 80-х годах прошлого века генетики из Университета Калифорнии сравнили митохондриальную ДНК у 147 людей из Европы, Африки, Азии, Австралии и Новой Гвинеи. Наибольшее разнообразие ДНК было выявлено в Восточной Африке. Это, кстати, указывает на африканские « корни» современного человека. Проанализировали накопившиеся в ДНК разных людей мутации. Соглас­но выводам исследователей, об­щая праматерь, к которой восходят все типы мтДНК современных лю­дей, жила в Восточной Африке око­ло 200 тысяч лет назад. Её условно назвали « митохондриальная Ева». У митохондриальной Евы было мно­го тысяч соплеменниц, но их мтДНК до нас не дошли. Анализ митохон­дриальной ДНК и Y-хромосомы на археологическом материале пока­зал, что Х-хромосома намного стар­ше (примерно 20 тыс. лет — 80 тыс. лет), чем Y-хромосома. Было выдви­нуто предложение, что, скорее все­го, Y-хромосома — это видоизменен­ная X.

Действительно, большин­ство современных исследова­ний сходятся в одном: в про­цессе эволюции, под влиянием внешних факторов, определен­ные гены активно видоизменя­лись. Все сходятся также в том, что мужская Y-хромосома — это результат неизвестных мутаций женской Х-хромосомы. Но как же тогда плодились и размно­жались в милом женском обще­стве?

Сторонники одной из мно­гочисленных теорий дают нам понять, что вначале был пар­теногенез. Иначе говоря, такая форма полового размножения, при котором женские половые клетки развиваются без опло­дотворения. А полноценные по­ловые хромосомы появились позже: у животных и, следова­тельно, у человека. Потому что сами животные и люди появи­лись позже. А партеногенезом занимались далекие прароди­тели млекопитающих.

Кем была « Ева»?

Проанализировав несколько десятков различных работ, Ири­на Ермакова предлагает сде­лать иные выводы:

— Есть гипотеза существования на Земле изначально царства жен­ских особей, включая человека.

Толчок к появлению гипотезы о женском происхождении че­ловечества многим ученым дало и изучение древних наскальных рисунков. Они изобилуют изобра­жениями гермафродитов: существ, похожих на людей, одновременно с женской грудью и мужским чле­ном. Можно предположить, что из­начально на Земле существовали женщины-гермафродиты, которые были способны и оплодотворять яй­цеклетку, и рожать. Размножение происходило в результате контакта двух женщин-гермафродитов.

Женщин-гермафродитов отли­чало при этом наличие двух актив­ных Х-хромосом. У сегодняшних же женщин лишь одна Х-хромосома активна, другая — пассивна. Воз­можно, именно мутации и разруше­ния генов в одной из Х-хромосом в древности и могли привести к тому, что некоторые женщины-гермафродиты с измененной хро­мосомой перестали быть способны­ми к деторождению. Ведь сегодня известно, что даже небольшие из­менения в половых хромосомах мо­гут привести к бесплодию.

Бесплодные стали выполнять функцию защитниц и охотниц. А на­стоящие женщины-гермафродиты предпочитали их в качестве парт­нерш: ведь такие женщины могли помогать воспитывать детей, обе­спечивать пищей, защищать. Таких партнерш условно можно назвать женщинами-“амазонками». А что такое хорошая охотница? Это сила, расчет и отсутствие эмоций. Вполне традиционные мужские достоинства. В процессе эволюции женский поло­вой гормон стал видоизменяться.

Еще одно из доказательств происхождения мужчин от женщин-гермафродитов — нали­чие у них сосков на груди. Кстати, в ходе экспериментов самцы крыс, после введения им половых гор­монов самок и лактогенного гор­мона, начинали выделять молоко!

Ну что ж… О случаях выде­ления мужчинами молока, при­чем без каких бы то ни было научных экспериментов, упоминали еще авторы словаря Брок­гауза и Эфрона.

Так или иначе, современные исследователи считают, что по­явление мужской Y-хромосомы связано с изменениями в одной из женских Х-хромосом. При­чины — эволюционный отбор и внешние, природные факторы.

Что такое « женские мозги»?

— Полное исчезновение одних генов и появление новых генов в результате мутации, — рассказыва­ет Ирина Ермакова, — привело и к образованию нового гормона, впо­следствии названного мужским по­ловым гормоном. Действительно, мужской половой гормон тестосте­рон очень похож на женский, эстрадиол. Но действуют на организм они по-разному. Во-первых, тесто­стерон усиливает мускулистость. Во-вторых, тестостерон и эстрадиол, которые в разных пропорци­ях синтезируются и у мужчин, и у женщин, по-разному действуют и на работу головного мозга челове­ка. Мужской гормон активирует ра­боту левого полушария и подавля­ет активность правого. Женский же активирует работу обоих полу­шарий, с небольшим преобладани­ем в сторону правого.

Левое и правое полушария имеют разные функциональные значения. Левое полушарие — это анализ, логика, абстрактное мыш­ление, последовательная обработ­ка информации. Правое отвечает за эмоционально-целостное вос­приятие, синтез, интуицию.

Ученые выяснили, что в жен­ском мозге значительно больше связей между левым и правым по­лушариями, чем в мозге мужчин. Это делает женщин более жиз­неспособными. Например, если у мужчины инсульт в левом полуша­рии, то он обречен. В правом — он выживает. У женщины же иначе: она в любом случае выживет за счет другого полушария.

Серафим БЕРЕСТОВ

Идиограмма 2 й хромосомы человека 2 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом и вторая по величине, одна из 22 аутосом человека. Хромосома содержит более 242 млн пар оснований … Википедия

Идиограмма 22 й хромосомы человека 22 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом, одна из 22 аутосом и одна из 5 акроцентрических хромосом человека. Хромосома содержит о … Википедия

Идиограмма 11 й хромосомы человека 11 я хромосома человека одна из 23 пар человеческих хромосом. Хромосома содержит почти 139 млн пар оснований … Википедия

Идиограмма 12 й хромосомы человека 12 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом. Хромосома содержит почти 134 млн пар оснований … Википедия

Идиограмма 21 й хромосомы человека 21 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом (в гаплоидном наборе), одна из 22 аутосом и одна из 5 акроцентрических хромосом человека. Хромосома содержит около 48 млн пар оснований, что … Википедия

Идиограмма 7 й хромосомы человека 7 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом. Хромосома содержит более 158 млн пар оснований, что составляет от 5 до 5,5 % … Википедия

Идиограмма 1 й хромосомы человека 1 я хромосома человека самая большая из 23 человеческих хромосом, одна из 22 аутосом человека. Хромосома содержит около 248 млн пар оснований … Википедия

Идиограмма 3 й хромосомы человека 3 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом, одна из 22 аутосом человека. Хромосома содержит почти 200 млн пар оснований … Википедия

Идиограмма 9 й хромосомы человека 9 я хромосома человека одна из хромосом человеческого генома. Содержит около 145 миллионов пар оснований, составляя от 4 % до 4,5 % всего клеточного материала ДНК. По разным оц … Википедия

Идиограмма 13 й хромосомы человека 13 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом. Хромосома содержит более 115 млн пар оснований, что составляет от 3,5 до 4 % всего материала … Википедия

Идиограмма 14 й хромосомы человека 14 я хромосома человека одна из 23 человеческих хромосом. Хромосома содержит примерно 107 млн пар оснований, что составляет от 3 до 3,5 % всего материала … Википедия

Книги

• Эффект теломер. Революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни , Элизабет Элен Блэкберн, Элисса Эпель. О чем эта книга Чтобы жизнь продолжалась, клетки тела должны непрерывно делиться, создавая свои точные копии - молодые и полные энергии. Они, в свою очередь, тоже начинают делиться. Так…

Есть гипотеза, что мужская Y-хромосома – "бракованная" женская Х-хромосома.
Фото Washington University School of Medicine in St.Louis

Эта история началась как минимум восемь лет назад.

Тогда, в 2004 году, профессор Дженни Грэйвс из Австралийского национального университета заявил на 15-й Международной конференции по проблемам хромосом, проходившей в университете Брюнеля, что в ближайшие 10 млн. лет мужчины как биологический подвид могут оказаться на грани исчезновения. Свой эволюционный пессимизм Грэйвс основывал на выдвинутой им гипотезе: характерная для млекопитающих «мужская» Y-хромосома (игрек-хромосома) в конечном счете потеряет свои несколько десятков генов. В том числе и знаменитый ген SRY (так называемый ген «самцовости» – Sex-determining Region of Y), который отвечает за выработку мужских гормонов и за сперматогенез.

Дело в том, что установлено довольно точно: при своем возникновении, 300 млн. лет назад, в составе Y-хромосомы было 1438 генов; сейчас, по разным оценкам, от 45 до 82 (по последним данным – 78). И это – по сравнению с примерно 800 генами на Х-хромосоме (икс-хромосома)┘ Регресс, как говорится, налицо! Вообще, есть предположение, что Y-хромосома – это «бракованная» женская X-хромосома.

Напомним, что геном человека состоит из 23 пар хромосом. Только у женщин 23-ю пару составляют две X-хромосомы, а у мужчин к X-хромосоме «присоседилась» 300 млн. лет назад (в силу каких обстоятельств – вопрос отдельный) Y-хромосома. Так как Y-хромосома не имеет пары, то до последнего времени считалось, что она является чуть ли не «деградирующей свалкой» генетического материала. Бытовало мнение, что отсутствие возможности исправления возникающих ошибок приводит к постепенному «отключению» генов Y-хромосомы.

«Эта маленькая половая хромосома определяет мужской пол у человека, – отмечал профессор Вячеслав Тарантул в своей монографии «Геном человека: энциклопедия, написанная четырьмя буквами» (М., 2003). – Содержащиеся в ней последовательности рассматривают как очень «юные». Скорости мутации в этой хромосоме в четыре раза выше, чем в хромосоме Х. Гены выявлены лишь на левом конце этой хромосомы (правый пока не полностью секвенирован). По последним уточненным данным, их максимальное число не достигает и 100. На 1 миллион букв-нуклеотидов в среднем приходится всего пять генов».

Все это дало повод профессору Брайану Сайксу, автору вышедшей в 2003 году книги «Проклятие Адама: будущее без мужчин», уверенно предсказывать исчезновение мужчин уже через 100 тыс. лет.

Но, кажется, на этот раз пронесло!

В одном из последних номеров авторитетного научного журнала Nature опубликована статья, в которой доказывается, что «деградация» Y-хромосомы практически прекратилась. Дженнифер Хьюз и ее коллеги из института Уайтхеда в Кембридже, штат Массачусетс, изучали Y-хромосому обезьян вида резус, которые отделены от людей 25 млн. лет эволюции.

Исследователи пришли к выводу, сообщает агентство BBC, что за последние 6 млн. лет деградация человеческой Y-хромосомы была минимальной – она не потеряла ни одного гена, а за период 25 млн. лет число генов уменьшилось на один.

«Y-хромосома никуда не исчезает, а утрата генов практически остановилась, – поясняет доктор Хьюз. – Мы не можем исключить возможности того, что это может произойти в будущем, но те гены, которые присутствуют в Y-хромосоме, останутся с нами. По всей видимости, они выполняют какую-то критически важную функцию, о которой мы пока только догадываемся, однако эти гены неплохо сохраняются в процессе естественной селекции».

А вот это действительно самый интригующий вопрос: зачем понадобилась такая «недоделанная» хромосома в геноме Homo sapiens? Вариантов ответа на этот вопрос много.

Сегодня, например, уже точно установлена связь между генами хромосомы Х и такими заболеваниями, как мышечная дистрофия Дюшена, рак груди, рак простаты, кардиомиопатия, эпилепсия, гемофилия В... Устрашающий перечень, не правда ли! И это только малая часть из 208 генов Х-хромосомы, ассоциированных с болезнями. В мужской Y-хромосоме выявлено всего три гена, ассоциированных с болезнями.

Мало того, есть основания полагать, что именно возникновение Y-хромосомы сыграло основную роль в происхождении человека от обезьяноподобных предков. Известно, например, что у всех млекопитающих, включая обезьян, на женской половой хромосоме Х имеется одинаковый кусок ДНК длиной около 4 млн. последовательностей нуклеотидов. Но только у современного человека этот участок ДНК скопировался также на мужскую хромосому Y. Возможно, это и есть тот самый гипотетический «ген человека».

Опять же наименьшее различие в геномах человека и шимпанзе наблюдается между Х-хромосомами, а наибольшее – между хромосомами Y. Хотя и здесь не обошлось без исключений: у бушменов Южной и Восточной Африки в Y-хромосоме выявлена мутация, которая имеется у обезьян, но отсутствует в популяциях других людей. Ученые предполагают, что эта мутация возникла еще до эволюционного разделения человека и шимпанзе.

«Перебарщивать» тут, впрочем, тоже нельзя. Отмечены случаи, когда в клетках человека имеется не одна, а две и даже три копии Y-хромосомы. Характерные признаки такой хромосомной патологии – асоциальное поведение и различные психологические нарушения, характерные для 35% больных. Эдакие генетически запрограммированные на агрессию мачо┘

Как бы там ни было, но похоже, что именно Y-хромосома играет роль источника эволюционных изменений у человека. Именно мужчины несут ответственность за множество мутаций, накапливающихся в человеческом геноме. Другими словами, человечество, лишенное мужской Y-хромосомы, будет напоминать суперсовременный концепт-кар, в который забыли поставить двигатель. Но статья в Nature, кажется, кладет конец немотивированной мужской тревоге за свое эволюционное будущее.

По крайней мере, профессор Марк Пейджел, мнение которого приводит BBC, занимающийся проблемами эволюционной биологии в университете Рединга, считает, что будущему мужчин в отдаленной перспективе ничего не угрожает: «Эта статья убедительно показывает, что утрата генов в Y-хромосоме на ранних этапах эволюции происходит сравнительно быстро, но затем достигает точки, на которой селекция заставляет этот процесс остановиться».

Ну, что ж – живем, мужики!

У человека до сих пор В-хромосомы обнаружены не были. Зато иногда в клетках возникает дополнительный набор хромосом - тогда говорят о полиплоидии , а если их число не кратно 23 - об анеуплоидии. Полиплоидия встречается у отдельных типов клеток и способствует их усиленной работе, в то время как анеуплоидия обычно свидетельствует о нарушениях в работе клетки и нередко приводит к ее гибели.

Делиться надо честно

Чаще всего неправильное количество хромосом является следствием неудачного деления клеток. В соматических клетках после удвоения ДНК материнская хромосома и ее копия оказываются сцеплены вместе белками когезинами. Потом на их центральные части садятся белковые комплексы кинетохоры, к которым позже прикрепляются микротрубочки. При делении по микротрубочкам кинетохоры разъезжаются к разным полюсам клетки и тянут за собой хромосомы. Если сшивки между копиями хромосомы разрушатся раньше времени, то к ним могут прикрепиться микротрубочки от одного и того же полюса, и тогда одна из дочерних клеток получит лишнюю хромосому, а вторая останется обделенной.

Мейоз тоже нередко проходит с ошибками. Проблема в том, что конструкция из сцепленных двух пар гомологичных хромосом может перекручиваться в пространстве или разделяться в неположенных местах. Результатом снова будет неравномерное распределение хромосом. Иногда половой клетке удается это отследить, чтобы не передавать дефект по наследству. Лишние хромосомы часто неправильно уложены или разорваны, что запускает программу гибели. Например, среди сперматозоидов действует такой отбор по качеству. А вот яйцеклеткам повезло меньше. Все они у человека образуются еще до рождения, готовятся к делению, а потом замирают. Хромосомы уже удвоены, тетрады образованы, а деление отложено. В таком виде они живут до репродуктивного периода. Дальше яйцеклетки по очереди созревают, делятся первый раз и снова замирают. Второе деление происходит уже сразу после оплодотворения. И на этом этапе проконтролировать качество деления уже сложно. А риски больше, ведь четыре хромосомы в яйцеклетке остаются сшитыми в течение десятков лет. За это время в когезинах накапливаются поломки, и хромосомы могут спонтанно разделяться. Поэтому чем старше женщина, тем больше вероятность неправильного расхождения хромосом в яйцеклетке.

Анеуплоидия в половых клетках неизбежно ведет к анеуплоидии зародыша. При оплодотворении здоровой яйцеклетки с 23 хромосомами сперматозоидом с лишней или недостающей хромосомами (или наоборот) число хромосом у зиготы, очевидно, будет отлично от 46. Но даже если половые клетки здоровы, это не дает гарантий здорового развития. В первые дни после оплодотворения клетки зародыша активно делятся, чтобы быстро набрать клеточную массу. Судя по всему, в ходе быстрых делений нет времени проверять корректность расхождения хромосом, поэтому могут возникнуть анеуплоидные клетки. И если произойдет ошибка, то дальнейшая судьба зародыша зависит от того, в каком делении это случилось. Если равновесие нарушено уже в первом делении зиготы, то весь организм вырастет анеуплоидным. Если же проблема возникла позже, то исход определяется соотношением здоровых и аномальных клеток.

Часть последних может дальше погибнуть, и мы никогда не узнаем об их существовании. А может принять участие в развитии организма, и тогда он получится мозаичным - разные клетки будут нести разный генетический материал. Мозаицизм доставляет немало хлопот пренатальным диагностам. Например, при риске рождения ребенка с синдромом Дауна иногда извлекают одну или несколько клеток зародыша (на той стадии, когда это не должно представлять опасности) и считают в них хромосомы. Но если зародыш мозаичен, то такой метод становится не особенно эффективным.

Третий лишний

Все случаи анеуплоидии логично делятся на две группы: недостаток и избыток хромосом. Проблемы, возникающие при недостатке, вполне ожидаемы: минус одна хромосома означает минус сотни генов.

Если гомологичная хромосома работает нормально, то клетка может отделаться только недостаточным количеством закодированных там белков. Но если среди оставшихся на гомологичной хромосоме генов какие-то не работают, то соответствующих белков в клетке не появится совсем.

В случае избытка хромосом все не так очевидно. Генов становится больше, но здесь - увы - больше не значит лучше.

Во-первых, лишний генетический материал увеличивает нагрузку на ядро: дополнительную нить ДНК нужно разместить в ядре и обслужить системами считывания информации.

Ученые обнаружили , что у людей с синдромом Дауна, чьи клетки несут дополнительную 21-ю хромосому, в основном нарушается работа генов, находящихся на других хромосомах. Видимо, избыток ДНК в ядре приводит к тому, что белков, поддерживающих работу хромосом, не хватает на всех.

Во-вторых, нарушается баланс в количестве клеточных белков. Например, если за какой-то процесс в клетке отвечают белки-активаторы и белки-ингибиторы и их соотношение обычно зависит от внешних сигналов, то дополнительная доза одних или других приведет к тому, что клетка перестанет адекватно реагировать на внешний сигнал. И наконец, у анеуплоидной клетки растут шансы погибнуть. При удвоении ДНК перед делением неизбежно возникают ошибки, и клеточные белки системы репарации их распознают, чинят и запускают удвоение снова. Если хромосом слишком много, то белков не хватает, ошибки накапливаются и запускается апоптоз - программируемая гибель клетки. Но даже если клетка не погибает и делится, то результатом такого деления тоже, скорее всего, станут анеуплоиды.

Жить будете

Если даже в пределах одной клетки анеуплоидия чревата нарушениями работы и гибелью, то неудивительно, что целому анеуплоидному организму выжить непросто. На данный момент известно только три аутосомы - 13, 18 и 21-я, трисомия по которым (то есть лишняя, третья хромосома в клетках) как-то совместима с жизнью. Вероятно, это связано с тем, что они самые маленькие и несут меньше всего генов. При этом дети с трисомией по 13-й (синдром Патау) и 18-й (синдром Эдвардса) хромосомам доживают в лучшем случае до 10 лет, а чаще живут меньше года. И только трисомия по самой маленькой в геноме, 21-й хромосоме, известная как синдром Дауна, позволяет жить до 60 лет.

Совсем редко встречаются люди с общей полиплоидией. В норме полиплоидные клетки (несущие не две, а от четырех до 128 наборов хромосом) можно обнаружить в организме человека, например в печени или красном костном мозге. Это, как правило, большие клетки с усиленным синтезом белка, которым не требуется активное деление.

Дополнительный набор хромосом усложняет задачу их распределения по дочерним клеткам, поэтому полиплоидные зародыши, как правило, не выживают. Тем не менее описано около 10 случаев, когда дети с 92 хромосомами (тетраплоиды) появлялись на свет и жили от нескольких часов до нескольких лет. Впрочем, как и в случае других хромосомных аномалий, они отставали в развитии, в том числе и умственном. Однако многим людям с генетическими аномалиями приходит на помощь мозаицизм. Если аномалия развилась уже в ходе дробления зародыша, то некоторое количество клеток могут остаться здоровыми. В таких случаях тяжесть симптомов снижается, а продолжительность жизни растет.

Гендерные несправедливости

Однако есть и такие хромосомы, увеличение числа которых совместимо с жизнью человека или даже проходит незаметно. И это, как ни удивительно, половые хромосомы. Причиной тому - гендерная несправедливость: примерно у половины людей в нашей популяции (девочек) Х-хромосом в два раза больше, чем у других (мальчиков). При этом Х-хромосомы служат не только для определения пола, но и несут более 800 генов (то есть в два раза больше, чем лишняя 21-я хромосома, доставляющая немало хлопот организму). Но девочкам приходит на помощь естественный механизм устранения неравенства: одна из Х-хромосом инактивируется, скручивается и превращается в тельце Барра . В большинстве случаев выбор происходит случайно, и в ряде клеток в результате активна материнская Х-хромосома, а в других - отцовская. Таким образом, все девочки оказываются мозаичными, потому что в разных клетках работают разные копии генов. Классическим примером такой мозаичности являются черепаховые кошки : на их Х-хромосоме находится ген, отвечающий за меланин (пигмент, определяющий, среди прочего, цвет шерсти). В разных клетках работают разные копии, поэтому окраска получается пятнистой и не передается по наследству, так как инактивация происходит случайным образом.

В результате инактивации в клетках человека всегда работает только одна Х-хромосома. Этот механизм позволяет избежать серьезных неприятностей при Х-трисомии (девочки ХХХ) и синдромах Шерешевского - Тернера (девочки ХО) или Клайнфельтера (мальчики ХХY). Таким рождается примерно один из 400 детей, но жизненные функции в этих случаях обычно не нарушены существенно, и даже бесплодие возникает не всегда. Сложнее бывает тем, у кого хромосом больше трех. Обычно это значит, что хромосомы не разошлись дважды при образовании половых клеток. Случаи тетрасомии (ХХХХ, ХХYY, ХХХY, XYYY) и пентасомии (XXXXX, XXXXY, XXXYY, XXYYY, XYYYY) встречаются редко, некоторые из них описаны всего несколько раз за всю историю медицины. Все эти варианты совместимы с жизнью, и люди часто доживают до преклонных лет, при этом отклонения проявляются в аномальном развитии скелета, дефектах половых органов и снижении умственных способностей. Что характерно, дополнительная Y-хромосома сама по себе влияет на работу организма несильно. Многие мужчины c генотипом XYY даже не узнают о своей особенности. Это связано с тем, что Y-хромосома сильно меньше Х и почти не несет генов, влияющих на жизнеспособность.

У половых хромосом есть и еще одна интересная особенность. Многие мутации генов, расположенных на аутосомах, приводят к отклонениям в работе многих тканей и органов. В то же время большинство мутаций генов на половых хромосомах проявляется только в нарушении умственной деятельности. Получается, что в существенной степени половые хромосомы контролируют развитие мозга. На основании этого некоторые ученые высказывают гипотезу, что именно на них лежит ответственность за различия (впрочем, не до конца подтвержденные) между умственными способностями мужчин и женщин.

Кому выгодно быть неправильным

Несмотря на то что медицина знакома с хромосомными аномалиями давно, в последнее время анеуплоидия продолжает привлекать внимание ученых. Оказалось , что более 80% клеток опухолей содержат необычное количество хромосом. С одной стороны, причиной этому может служить тот факт, что белки, контролирующие качество деления, способны его затормозить. В опухолевых клетках часто мутируют эти самые белки-контролеры, поэтому снимаются ограничения на деление и не работает проверка хромосом. С другой стороны, ученые полагают , что это может служить фактором отбора опухолей на выживаемость. Согласно такой модели, клетки опухоли сначала становятся полиплоидными, а дальше в результате ошибок деления теряют разные хромосомы или их части. Получается целая популяция клеток с большим разнообразием хромосомных аномалий. Большинство из них нежизнеспособны, но некоторые могут случайно оказаться успешными, например если случайно получат дополнительные копии генов, запускающих деление, или потеряют гены, его подавляющие. Однако если дополнительно стимулировать накопление ошибок при делении, то клетки выживать не будут. На этом принципе основано действие таксола - распространенного лекарства от рака: он вызывает системное нерасхождение хромосом в клетках опухоли, которое должно запускать их программируемую гибель.

Получается, что каждый из нас может оказаться носителем лишних хромосом, по крайней мере в отдельных клетках. Однако современная наука продолжает разрабатывать стратегии борьбы с этими нежеланными пассажирами. Одна из них предлагает использовать белки, отвечающие за Х-хромосому, и натравить, например, на лишнюю 21-ю хромосому людей с синдромом Дауна. Сообщается , что на клеточных культурах этот механизм удалось привести в действие. Так что, возможно, в обозримом будущем опасные лишние хромосомы окажутся укрощены и обезврежены.