Почему у самцов дрозофилы не происходит рекомбинации?

Это почтенный факт. Исключения наблюдались у штамма D. melanogaster Y-007, и D. ananassae имеет постоянные скрещивания самцов, но эта работа восходит к 1970-м годам.

Эта статья Current Biology 2002 не совсем нова, но проливает некоторый свет на рассматриваемый вопрос.

У самцов Drosophila melanogaster мейоз происходит в отсутствие рекомбинации или узнаваемого синаптонемного комплекса (SC).

Авторы использовали слияние GFP-lac для наблюдения ряда срезов самцов мух в мейозе с интегрированными lac-специфическими связывающими областями. Они видят по большей части, что сегменты ДНК, связанные с GFP, не связаны с клеточным делением. То есть гомологичные хромосомы физически связываются во время мейоза (через СК), а у самцов дрозофилы этого не происходит.

Из более поздней работы видно , что детали этой работы все еще прорабатываются, но уже идентифицировано несколько генных областей и факторов. Изучаются предполагаемые факторы, которые способствуют выравниванию различных гомологичных хромосом. Взгляните на библиографию PIs для получения дополнительной информации.

Это не моя основная область, но, насколько я понимаю, многие аспекты мейоза все еще находятся в стадии разработки.

Что касается вопроса о том, как это развивалось и почему ; это определенно странно. Похоже, что существует гендерно-селективный признак, при котором SC не формируется у мужчин. Легко представить мутацию, из-за которой самцы потеряли только рекомбинацию — процесс настолько сложен, что трудно представить, чтобы такая черта не проявлялась.

Тем не менее удивительно думать, что этот признак не только сохранился, но и стал доминирующим у дрозофилы во всем мире. Чтобы быть общими чертами для столь многих видов дрозофил , это должно было произойти более 10 миллионов лет назад. Объяснения преимуществ полового размножения часто включают рекомбинацию . Даже человеческая Y-хромосома имеет механизм саморекомбинации, который уменьшает количество ошибок в кодирующих областях. Таким образом, трудно поверить, что это не является огромным недостатком для мух. Тем не менее, если бы это было так важно, вы бы предположили, что Y-007 доминировал бы и повторно представил бы эту черту.

Единственная теория, которую я могу придумать, может быть названа «ленивыми самцами»; что самцы заставили самок сделать еще одну вещь для потомства, и это каким-то образом превосходит сперму рекомбинирующих самцов. Многие сперматозоиды неподвижны ; это факт для людей, я понятия не имею, каково это для мух, которые рекомбинируют. Взгляните также на различия в морфологии — иногда сперматозоиды действительно безумно уродливы, и большая часть процесса спаривания заключается в том, чтобы помочь отсеять дефектные. Может ли быть так, что без рекомбинации самцы производят жизнеспособные сперматозоиды с большей скоростью, помогая им в конкуренции сперматозоидов , что, я уверен, имеет место при спаривании мух — я думаю, дрозофилы тоже не моногамны? В любом случае, это не исследовательская идея, а просто предположение с моей стороны.

Насколько мне известно, нет убедительных доказательств того, почему. Наиболее разумным объяснением кажется то, что он развился как грубый механизм предотвращения рекомбинации мужской половой хромосомы.

Затем вы можете спросить, почему механизм, нацеленный конкретно на половую хромосому (как у людей), не развился до такой степени, что я бы предположил, что эволюция часто продолжается с «достаточно хорошими» решениями, когда преимущества явно лучших решений малы или не имеют значения. Это связано с дополнительными преимуществами, и обратите внимание, что есть некоторые доказательства того, что более низкие скорости рекомбинации полезны для дрозофилы ( ссылка ).

Это явление известно как ахиазмия, когда рекомбинация отсутствует у одного пола у вида. Правило Холдейна-Хаксли гласит, что у ахиазмических видов пол без рекомбинации всегда будет гетерогаметным полом (XY или ZW). По сути, это единственное непротиворечивое правило, касающееся рекомбинации. Кажется, что есть исключения из всех других наблюдаемых теорий и паттернов. Правило Холдейна-Хаксли поддерживает теорию о том, что ахиазмия возникла для предотвращения негомологичной рекомбинации между X и Y. Однако существуют виды (большинство млекопитающих), у которых X и Y испытывают рекомбинацию, но рекомбинация ограничена небольшой частью хромосом, называемой псевдоаутосомная область.