Y: Der Mann auf der Überholspur.

aus: FAZ 23. 1. 2010

Y-Chromosom

Von Hildegard Kaulen

Das männliche Geschlechtschromosom galt lange Zeit als mickriger Zwerg unter den Chromosomen. In den vergangenen dreihundert Millionen Jahren radikal geschrumpft und nur noch im Besitz von drei Prozent seiner ursprünglichen Gene, schien es für diesen Garanten der Männlichkeit nur noch einen Weg zu geben, weitere empfindliche Einbußen zu vermeiden: den Stillstand. Einige Wissenschaftler prophezeiten sogar, dass das Y-Chromosom in zehn bis zwanzig Millionen Jahren gänzlich verkümmert sein könnte. Dass diese Sichtweise grundlegend falsch ist, haben jetzt Forscher vom Whitehead Institute of Biomedical Research in Cambridge (Massachusetts) in einer Arbeit gezeigt, die in der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ (doi:10.1038/nature 08700) erschienen ist.

Das Y-Chromosom ist der Teil des Genoms, der sich am schnellsten und am radikalsten weiterentwickelt. So unterscheidet sich das Y-Chromosom eines Mannes von dem eines Schimpansen – unserem nächsten Verwandten – in einem Drittel der Sequenzen. Die beiden Genome weichen dagegen nur in etwas mehr als einem Prozent voneinander ab, so dass das männliche Geschlechtschromosom eine Insel der Verschiedenheit in einem Meer der Gleichheit ist. Nach der herkömmlichen Geschwindigkeit für den genetischen Wandel hätte sich dieser dramatische Unterschied erst in 310 Millionen Jahren aufbauen dürfen. Das ist die genetische Distanz zwischen Mensch und Huhn. Die Entwicklungslinien von Mensch und Schimpanse haben sich aber erst vor sechs Millionen Jahren getrennt.

Der Schimpanse im Vergleich

Statt das Y-Chromosom mit Begriffen wie Stagnation oder Niedergang in Verbindung zu bringen, müsse seine Entwicklung eher mit Wörtern wie kontinuierliche Umgestaltung und Erneuerung umschrieben werden, so Jennifer Hughes und ihre Kollegen. Der drastische Unterschied zwischen beiden Y-Chromosomen bezieht sich aber nicht nur auf die reine Basenfolge, sondern auch auf die Zahl der Gene. Die Schimpansen haben seit dem Auseinanderweichen der Entwicklungslinien weit mehr Gene verloren als der Mensch, so dass ihre Ausstattung heute beschränkter ist. Der Mensch hat zudem einige Gene hinzugewonnen. Diesen Gewinnen und Verlusten ist es zuzuschreiben, dass Männer heute nur noch die Hälfte ihrer Gene auf dem Y-Chromosom mit den Schimpansen teilen.

Für diese rasante Entwicklung gibt es mehrere Gründe. Einer hat mit dem Selektionsdruck auf die Spermienproduktion zu tun. Sämtliche Gene für diese Aufgabe liegen auf dem Y-Chromosom. Schimpansen unterliegen einem besonders hohen Selektionsdruck, weil die paarungswilligen Weibchen immer von mehreren Männchen gleichzeitig begattet werden. Den Kampf um die Vaterschaft gewinnt das Männchen, das die besten und die schnellsten Spermien produziert. Seine Gene werden an die Nachkommen weitergegeben. Wie hoch der Selektionsdruck bei den Schimpansen ist, erkennt man auch daran, dass deren Hoden dreimal so groß sind wie die Hoden eines Mannes bezogen auf die jeweilige Körpergröße.

Ohne homologen Partner

Für rasch auftretende Veränderungen sorgt auch der Umstand, dass das Y-Chromosom immer nur einzeln im Erbgut vorkommt. Das zweite Geschlechtschromosom des Mannes ist ein X-Chromosom. Das Geschlecht der Frauen wird von zwei X-Chromosomen bestimmt. Auch die nicht geschlechtsgebundenen Chromosomen kommen stets doppelt vor und können sich während der Reduktionsteilung und vor der Bildung der Geschlechtszellen mit einem homologen Partner paaren und Teile ihres Erbguts austauschen.

Das gibt ihnen die Chance, unliebsame Mutationen oder Verluste wieder loszuwerden und den Grad der Veränderungen zu begrenzen. Über diese Möglichkeiten verfügt das Y-Chromosom nicht, weil es kein Partnerchromosom für den Austausch hat. Jede noch so kleine Veränderung wird ohne diese Form von Korrektur an die Nachkommenschaft weitergegeben. Den Schimpansen sind auf diese Weise ein Drittel ihrer Gene verlorengegangen.

Konsequenzen für das Genom?

Zur Divergenz tragen auch die vielen Wiederholungen bei. Beide Y-Chromosomen bestehen über weite Strecken aus den immer gleichen Basenpaaren. Das hat auch ihre Entschlüsselung so schwierig gemacht. Für die Sequenzierung des humanen Y-Chromosoms wurden dreizehn Jahre benötigt, für die Arbeit am Y-Chromosom des Schimpansen wurden acht Jahre gebraucht.

Wegen der vielen Wiederholungen werden beim Kopieren schnell Fehler gemacht. Mal werden Basenpaare zu viel, mal zu wenig abgelesen, so dass Sequenzen hinzukommen oder verlorengehen. Jetzt muss geklärt werden, ob dieser rasche Wandel beim Y-Chromosom auch Konsequenzen für den Rest des Genoms hat. Fest stehe allerdings, so Jennifer Hughes, dass Männer nicht weiter entwickelt seien als Frauen.

Menschliches Y-Chromosom (rechts) neben einem X-Chromosom, zehntausendfach vergrößert

Menschliches Y-Chromosom (rechts) neben einem X-Chromosom, zehntausendfach vergrößert

Text: F.A.Z.

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~ von Panther Ray - Februar 3, 2010.

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