Les taxes de mutació del cromosoma Y

La genètica genealògica és l’ús de les eines de genètica molecular per fer estimacions genealògiques quantitatives. En cultures com la nostra, encara de tradició patrilineal, els llinatges o cognoms s’hereten del pare. Biològicament, també s’hereta d’aquesta forma el cromosoma Y o, més concretament la part no recombinant del cromosoma Y (NRY), que és la secció del genoma humà que és exclusiva (amb les excepcions pertinents) del sexe masculí. Són ja clàssics els estudis sobre el cromosoma Y i les seves correlacions amb el cognom Cohen, signe dels cohanim o llinatge sacerdotal d’Aaron del poble hebreu. La regió NRY (que constitueix la major part del cromosoma Y) s’hereta de pares a fills sense més canvis que les mutacions que s’hagin produït en aquest salt generacional (fonamentalment, a nivell de la línia germinal de l’embrió, però també de la línia que va dur a l’espermatozoide que l’engendrà). Des del Wellcome Trust Sanger Institute ens ofereixen una estimació de la taxa de mutació del cromosoma Y a partir de seqüenciacions nucleotídiques de dues persones del mateix llinatge patern però separades per 13 generacions (és a dir cosins en dotzè grau). Els autors troben una taxa de mutació de 3•10-8 mutacions per nucleòtid i per generació. Això vol dir que la probabilitat de mutació per un nucleòtid en una generació és de 3 en 100 milions. Fins ara aquesta taxa no s’havia pogut calcular amb prou precisió ja que es basava en comparacions més generals entre els cromosomes Y d’homes i de ximpanzès.

Una recerca genealògica

La regió NRY del cromosoma Y no té seqüències homòlogues en el cromosoma X. La resta del cromosoma Y pot recombinar-se amb la regió homòloga del cromosoma X, tal com altrament s’esdevé amb la resta de 23 parells de cromosomes del genoma humà. Així doncs, per a les regions homòlogues del genoma, cada persona rep una dotació del pare i una de la mare. Però allò que farà que la part del pare vingui de l’avi patern o de l’àvia paterna serà degut a la recombinació i separació que ha tingut lloc en l’espermatozoide que ha donat lloc al nou individu. El mateix val per la part de la mare, pel procés que dóna lloc a l’òvul fundacional. Per això, a mesura que remuntem generacions, i pugem als avantpassats més llunys, pot bé passar que d’aquella línia concreta no haguem rebut ja cap influència genètica mesurable. És clar que, com més remuntem el passat més fàcil serà que qui sigui avantpassat nostre en aquelles alçades ho sigui també a través d’altres línies.

Hi ha dues excepcions a aquest esquema genealògic-genètic. Una és la regió esmentada NRY del cromosoma Y. L’altra és el cromosoma mitocondrial. Aquesta relativament curta molècula bicatenària d’ADN és heretada de l’òvul, i per tant coincideix (salvades mutacions) per a tots els membres d’un llinatge matern.

La regió NRY del cromosoma Y és present, amb salvades excepcions que ara no venen al cas, en tots els individus masculins d’un mateix llinatge masculí. Entenguem-nos, del llinatge genètic, car, com ja diu amb raó el Codi Napoleònic: “es prohibeixen les enquestes de paternitat”.

La regió NRY del més petit dels cromosomes humans no ha de ser gaire llarga. És comprensible, a més, que la majoria d’informació continguda en aquesta regió sigui exclusivament l’interruptor que farà que l’embrió entri en el programa de desenvolupament sexual masculí per comptes del programa femení. Existeixen, però, algunes altres característiques genètiques codificades per altres gens de la regió NRY. Un d’aquests trets és la sordesa, parcial o total, lligada al gen DFNY1, que ha estat recentment identificada en una família xinesa originària de la província de Jiangxi. Gràcies a la memòria familiar i als registres ha estat possible reconstruir l’arbre genealògic de les persones afectades per aquest síndrome. En un grau més gran o més petit, bona part dels homes d’aquest llinatge presenten problemes d’oïda. No tot, però, encara que sí és cert, analitzada la seqüència del gen DFNY1, que tots els comparteixen la mutació. Quan una mutació no produeix efectes iguals en tots els individus que la porten diem que ens trobem davant d’una mutació de penetrància reduïda.

En tot cas aquesta mutació de DFNY1 i el llinatge masculí xinès que determina és el que ha permès la comparació entre els cromosomes Y de dos membres portadors. Un d’ells, identificat com a DFNY1-66, té problemes d’oïda. L’altre, identificat com a DFNY1-101, no en té, si més no de moment. Tots dos individus són separats per tretze generacions, és a dir que són cosins dotzens pel que fa al llinatge patern (pel que fa a altres llinatges la relació de parentiu és més estreta). Això vol dir que la regió NRY dels dos individus ha recorregut camins diferents durant tretze generacions. Hauria de ser idèntica, però, amb la sola excepció de mutacions sobrevingudes.

Aprofitant les tècniques més recents de seqüenciació i d’anàlisi de seqüència, els investigadors van aïllar el cromosoma Y de cèl·lules dels dos individus i els sotmeteren a una anàlisi exhaustiva. És clar que aquest procés de manipulació en el laboratori pot produir noves mutacions en el material analitzat, que no es corresponen a mutacions genuïnes presents en els dos individus. Per això és necessari, després de la seqüenciació, fer un pas de verificació de la presència de les mutacions putatives. En aquest procés, a més, es testaren aquestes mutacions en altres membres de la família.

Els càlculs

En total la regió NRY cobreix 24 milions de parells de nucleòtids. Cada nucleòtid és la unitat mínima de l’estructura de l’ADN. No obstant això, els autors descarten les regions de NRY amb particularitats estructurals (seccions altament repetides, palíndromes, etc.) i es queden amb poc més de 10 milions de parells de nucleòtids. En aquesta regió les úniques mutacions confirmades són 4. Certament això dóna una taxa de 1•10-9 mutacions/nucleòtid/any o 3•10-8 mutacions/nucleòtid/generació. És evident que és difícil treure conclusions sobre únicament 4 mutacions, però les dades coincideixen amb les taxes avaluades en la comparació entre els cromosomes Y d’humans i de ximpanzès, separats no pas per 13 generacions, sinó per un quart de milió llarg de generacions.

De les 4 mutacions, dues eren un canvi d’A per T, una era un canvi de C per T i una altra era un canvi de T per C.

És notable que el número fornit pels investigadors coincideixi en ordre de magnitud amb la xifra avaluada per JBS Haldane el 1935, de 2•10-8 mutacions/nucleòtid/generació, a partir de dades sobre el gen de l’hemofília (situat en el cromosoma X). Els autors ens prometen que la seva plataforma Illumina podrà aprofundir amb més precisió en les taxes de mutació de les diferents regions del genoma. Les mutacions, aquests errors que neguen la perfecta còpia d’ADN, són, al capdavall, el material amb el qual opera la selecció natural i sense les quals l’evolució no seria possible.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *