Dal punto di vista evolutivo, perché gli esseri umani hanno 46 cromosomi

Penso che lOP si stia chiedendo perché abbiamo una coppia di cromosomi in meno rispetto agli scimpanzé (ad esempio) [23 coppie invece di 24].

Cè abbondanza di prove, come alluso sopra da shigeta , quel cromosoma umano 2 è il risultato di una fusione telomero-telomero di due cromosomi ancestrali ( IJdo et al ., 1991). Questo evento non si è verificato nei nostri antenati più vicini, quindi abbiamo una coppia di cromosomi in meno. Infatti la sequenza del cromosoma 2 umano contiene la reliquia di una fusione ancestrale telomero-telomero ( IJdo et al ., 1991).

Il pdf di questo riferimento chiave è liberamente disponibile per tutti da PNAS

Riferimento

IJdo, JW, Baldini, A, Ward, DC, Reeders, ST, Wells, RA (1991) Origine del cromosoma umano 2: una fusione ancestrale telomero-telomero Proc Natl Acad Sci US A. , 88 9051-9055. [ pdf ]

In realtà ora è stato dimostrato che anche i Neanderthal ei Denisoviani mostrano lo stesso cromosomico fusione come esseri umani – http://m.motherjones.com/politics/2014/02/evolution-creationism-bonobos-neanderthals-denisovans-chromosome-two

Commenti

• Questo è un buon video di YouTube che discute questo, nel contesto delle prove per levoluzione. È ‘ da una presentazione di Ken Miller sul ” design intelligente ” prova. Lintera presentazione è qui .
• Mi sembra che questo risponda al ‘ come ‘ domanda ma non la ‘ why ‘ domanda. Immagino che la risposta a ‘ perché ‘ sia casuale ma potrebbe esserci un vantaggio selettivo? Cè qualche prova in entrambi i casi?
• @JackAidley Non ‘ sembra che ci sia. Il cambiamento nel conteggio dei cromosomi ti esclude dalla riproduzione sessuale (a meno che ‘ non ti auto-fertilizzi). È ‘ un isolamento dalle altre della tua (precedente) specie: in effetti, se alcune popolazioni subiscono un cambiamento come questo, è garantito che formeranno una nuova specie. Ma questo ‘ non è proprio una pressione di selezione, è un ‘ bias di osservazione; vediamo diversi conteggi cromosomici in specie diverse perché inevitabilmente ti fanno diventare una nuova specie (morta o vivente). ‘ è come un fiume che si forma tra due popolazioni della tua specie, una frattura genetica.

@nico ha ragione. il numero di cromosomi è il risultato di una linea temporale evolutiva, scandita da eventi a volte spontanei che modellano il DNA.

Questi eventi si verificano nel corso dellevoluzione:

1) Riarrangiamenti cromosomici. Ampie sezioni del genoma possono capovolgersi o integrarsi in altri cromosomi.Con la ricombinazione omologa, le regioni del genoma possono anche ritagliarsi o duplicarsi. Se guardi lallineamento di umani per dire scimpanzé, ci sono molti segmenti che si muovono luno rispetto allaltro.

2) rottura o combinazione cromosomica. Due cromosomi più piccoli possono combinarsi per formare uno più grande, oppure uno più grande può rompersi in due cromosomi più piccoli. Un esempio di ciò è il cromosoma umano 2, che si trova come due cromosomi più piccoli nelle grandi scimmie ( vedi figura in wikipedi a). Deduciamo che questo è un evento di combinazione esclusivo degli umani confrontando le altre scimmie sullalbero evolutivo. Gli uccelli e i rettili tendono ad avere molte rotture cromosomiche, fino al punto in cui il numero di microcromosomi (meno di 20 milioni di basi). I mammiferi tendono ad essere più conservatori e non consentono rotture cromosomiche vitali – i polli hanno 78 cromosomi rispetto ai 23 ..

3) comportamento cromosomico idiomatico. I cromosomi che determinano il sesso sono esempi di cromosomi in cui una coppia diventa nettamente diversa per dimensioni e composizione.
Un altro esempio è nel tripanosoma che ha molti piccoli segmenti di DNA che codificano per proteine del rivestimento superficiale varianti.

4) @rwst points, quello che ho pulito dimenticavo, che occasionalmente (come forse solo poche volte) ci sono state duplicazioni dellintero genoma . Questo può essere identificato dagli allineamenti cromosomici allinterno di un singolo genoma e non è successo molto spesso da quando siamo diventati metazoi eucarioti. Non sono sicuro di quante volte, ma forse solo una o due volte nel nostro lignaggio. Se qualcuno conoscesse animali / esseri umani sarebbe fantastico. Come puoi vedere il link mostra le duplicazioni dellintero genoma nelle piante, che non sembrano preoccuparsi di quanti cromosomi ci sono. Le piante hanno poliploidia, vedi, quindi tali eventi di duplicazione sono molto meglio tollerati. Daltra parte le piante non possono giocare videogiochi.

P. Dehal, JL Boore: Due cicli di duplicazione dellintero genoma nel vertebrato ancestrale. In: PLoS biology 3, 10, ottobre 2005, e314, doi: 10.1371 / journal.pbio.0030314 . PMID 16128622. PMC 1197285.

Puoi vedere che questi eventi accadono in momenti particolari e aiutano a plasmare le specie e la composizione dei cromosomi. Non è possibile prevedere a priori il numero o il tipo di cromosomi solo guardando un animale, ma solo guardando gli animali correlati.

I funghi e le piante hanno ancora più variazioni nella composizione cromosomica rispetto agli animali.

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• Inoltre, penso sia importante notare che una certa mutazione nel numero di cromosomi può, in effetti, essere selezionata, perché è associata a qualche altro fenotipo vantaggioso. La modifica del numero di cromosomi verrà quindi selezionata, ma solo come ” effetto collaterale “.
• segmentale riarrangiamenti che potrebbero riflettere un cambiamento nella struttura cromosomica possono cambiare un po i fenotipi e il comportamento dellorganismo. è un fattore significativo nellevoluzione dei batteri.
• @shigeta: ti sei perso la duplicazione dellintero genoma (WGD) — ok, lOP non ‘ te lo ha chiesto
• @rwst – non che ‘ sia un buon punto. Dovrebbe essere qui. aggiunto con unattribuzione
• aggiunto un riferimento. Mi aspetto più informazioni con più genomi pre-vertebrati sequenziati

Ecco un documento che potresti desiderare per dare unocchiata a:

Origine filogenetica dei cromosomi umani 7, 16 e 19 e loro omologhi nei mammiferi placentari

Dallabstract:

Dalla loro origine, questi cromosomi hanno subito i seguenti riarrangiamenti per dare origine agli attuali cromosomi umani: fissione centromerica dei due submetacentrici negli antenati di tutti i primati (∼80 milioni di anni fa); fusione delle sequenze HSA19p e HSA19q, originando lattuale HSA19, negli antenati di tutte le scimmie (∼55 milioni di anni fa); fusioni delle sequenze HSA16p e HSA16q, originando lattuale HSA16 e le due componenti di HSA7 prima della separazione dei Cercopitecoidi e degli ominoidi (∼35 milioni di anni fa); e infine, inversioni pericentriche e paracentriche degli omologhi in HSA7 dopo la divergenza di orangutan e gorilla, rispettivamente. Pertanto, rispetto a HSA16 e HSA19, HSA7 è un cromosoma abbastanza recente condiviso solo da uomo e scimpanzé.

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• la citazione non ‘ t tenere conto degli eventi di duplicazione dellintero genoma (WGD) dei vertebrati (e precedenti) — ok, lOP non ‘ lha chiesto

In termini evolutivi, perché gli esseri umani hanno 46 cromosomi

Questa è una domanda sul perché gli umani hanno 10 dita. Non cè niente di magico in 10 dita e niente di magico nellavere 46 cromosomi. In effetti ci sono persone che hanno 44 cromosomi. Sono persone normali. Hanno una fertilità normale. Tuttavia, se i bambini con persone di 46 chr, la fertilità dei loro figli (cioè persone con 45 chr) è ridotta. La normale fertilità può essere mantenuta solo sposando altre persone con 44chr … che probabilmente sono i loro cugini.

http://genetics.thetech.org/original_news/news124

Quindi il motivo per cui abbiamo il cromosoma 46 è perché discendiamo da una specie omonide che ne aveva 46. Nessuna ragione in realtà. Non tutto ciò che è prodotto dallevoluzione ha uno scopo.

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• Questo argomento viene discusso in modo più dettagliato su biology.stackexchange.com/questions / 1051 / …