Em termos evolutivos, por que os humanos têm 46 cromossomos

Eu acho que o OP está perguntando por quê temos um par de cromossomos a menos do que os chimpanzés (por exemplo) [23 pares em vez de 24].

Há uma abundância de evidências, conforme aludido acima por shigeta , esse cromossomo humano 2 é o resultado de uma fusão telômero a telômero de dois cromossomos ancestrais ( IJdo et al ., 1991). Este evento não ocorreu em nossos ancestrais mais próximos, portanto, temos um par de cromossomos a menos. Na verdade, a sequência do cromossomo humano 2 contém a relíquia de uma fusão telômero-telômero ancestral ( IJdo et al ., 1991).

O pdf desta referência de chave está disponível gratuitamente para todos no PNAS

Referência

IJdo, JW, Baldini, A, Ward, DC, Reeders, ST, Wells, RA (1991) Origem do cromossomo humano 2: uma fusão telômero-telômero ancestral Proc Natl Acad Sci US A. , 88 9051-9055. [ pdf ]

Na verdade, agora foi mostrado que os neandertais e os denisovanos também apresentam o mesmo cromossomo fusão como humanos – http://m.motherjones.com/politics/2014/02/evolution-creationism-bonobos-neanderthals-denisovans-chromosome-two

Comentários

• Este é um bom vídeo do Youtube que discute isso, no contexto de evidências para a evolução. É ‘ a partir de uma apresentação feita por Ken Miller sobre o ” design inteligente ” tentativas. Toda a apresentação está aqui .
• Parece-me que isso responde a ‘ como ‘ pergunta, mas não a ‘ por que ‘ pergunta. Eu acho que a resposta para ‘ por que ‘ é aleatório, mas pode haver uma vantagem seletiva? Existe alguma evidência de qualquer forma?
• @JackAidley Não ‘ parece que existe. A mudança na contagem de cromossomos impede a reprodução sexual (a menos que você ‘ se autofertilize novamente). É ‘ é um isolamento de outras espécies de sua (anterior) espécie – na verdade, se alguma população passar por uma mudança como essa, eles certamente formarão uma nova espécie. Mas isso ‘ não é realmente uma pressão de seleção – é ‘ um viés de observação; vemos diferentes contagens de cromossomos em diferentes espécies porque elas inevitavelmente fazem com que você se torne uma nova espécie (viva ou morta). É ‘ é como um rio se formando entre duas populações de sua espécie, uma fenda genética.

@nico está certo. o número de cromossomos é o resultado de uma linha do tempo evolutiva, pontuada por eventos às vezes espontâneos que moldam o DNA.

Esses eventos ocorrem no curso da evolução:

1) Reorganizações cromossômicas. Grandes seções do genoma podem girar ou se integrar a outros cromossomos.Por recombinação homóloga, regiões do genoma podem se cortar ou se duplicar também. Se você olhar para o alinhamento de humanos para dizer chimpanzés, há muitos segmentos que se movem em relação uns aos outros.

2) quebra ou combinação cromossômica. Dois cromossomos menores podem se combinar para formar um maior, ou um maior pode se dividir em dois cromossomos menores. Um exemplo disso é o cromossomo humano 2, que é encontrado como dois cromossomos menores nos grandes macacos ( veja a figura no wikipedi a). Inferimos que este é um evento de combinação exclusivo para humanos, comparando os outros macacos na árvore evolutiva. Aves e répteis tendem a ter muitas quebras cromossômicas, até o ponto em que o número de microcromossomos (menos de 20 milhões de bases). Os mamíferos tendem a ser mais conservadores e não permitem quebras cromossômicas viáveis – as galinhas têm 78 cromossomos para nosso 23 ..

3) comportamento cromossômico idiomático. Os cromossomos que determinam o sexo são exemplos de cromossomos em que um par se torna distintamente diferente em tamanho e composição. Outro exemplo é o tripanossomo, que possui muitos segmentos minúsculos de DNA que codificam proteínas variantes do revestimento da superfície.

4) @rwst points, o que eu esqueci de limpar, que ocasionalmente (talvez apenas algumas vezes) houve duplicações de genoma inteiro . Isso pode ser identificado por alinhamentos cromossômicos dentro de um único genoma e não aconteceu com muita frequência desde que nos tornamos metazoários eucarióticos. Não tenho certeza quantas vezes, mas talvez apenas uma ou duas vezes em nossa linhagem. Se alguém souber sobre animais / humanos, isso seria ótimo. Como você pode ver, o link mostra duplicações do genoma inteiro nas plantas, que não parecem se importar com quantos cromossomos existem. As plantas têm poliploidia, você vê, então esses eventos de duplicação são muito mais tolerados. Por outro lado, as plantas não podem brincar videogames.

P. Dehal, JL Boore: Duas rodadas de duplicação do genoma inteiro no vertebrado ancestral. In: Biologia PLoS. 3, 10, Out 2005, e314, doi: 10.1371 / journal.pbio.0030314 . PMID 16128622. PMC 1197285.

Você pode ver que esses eventos acontecem em momentos particulares e ajudam a moldar as espécies e a composição dos cromossomos. A priori, não é possível prever o número ou tipo de cromossomos apenas olhando para um animal, mas apenas olhando para os animais relacionados.

Fungos e plantas têm ainda mais variações na composição cromossômica do que os animais.

Comentários

• Além disso, acho importante notar que uma certa mutação no número do cromossomo pode, de fato, ser selecionada, porque está associada a algum outro fenótipo vantajoso. A mudança no número do cromossomo também será selecionada, mas apenas como um ” efeito colateral “.
• segmental rearranjos que podem refletir uma mudança na estrutura cromossômica podem mudar bastante os fenótipos e o comportamento do organismo. é um fator significativo na evolução das bactérias.
• @shigeta: você perdeu a duplicação do genoma inteiro (WGD) — ok, o OP não ‘ perguntou isso
• @rwst – não, ‘ é um bom argumento. Deve estar aqui. adicionado com uma atribuição
• adicionado uma referência. Eu esperaria mais informações com mais genomas pré-vertebrados sequenciados

Aqui está um artigo que você pode querer para dar uma olhada em:

Origem filogenética dos cromossomos humanos 7, 16 e 19 e seus homólogos em mamíferos placentários

Do abstrato:

De sua origem, esses cromossomos sofreram os seguintes rearranjos para dar origem aos cromossomos humanos atuais: fissão centromérica dos dois submetacêntricos em ancestrais de todos os primatas (∼80 milhões de anos atrás); fusão das sequências HSA19p e HSA19q, originando o atual HSA19, em ancestrais de todos os símios (∼55 milhões de anos atrás); fusões das sequências HSA16p e HSA16q, originando o HSA16 atual e os dois componentes do HSA7 antes da separação dos Cercopitecóides e dos Hominoides (∼35 milhões de anos atrás); e, finalmente, inversões pericêntricas e paracêntricas dos homólogos a HSA7 após a divergência de orangotango e gorila, respectivamente. Assim, em comparação com HSA16 e HSA19, HSA7 é um cromossomo relativamente recente compartilhado apenas pelo homem e pelo chimpanzé.

Comentários

• a citação não ‘ t levar em conta os eventos de duplicação do genoma total (WGD) de vertebrados (e anteriores) — tudo bem, o OP não ‘ pediu isso

Falando evolutivamente, por que os humanos têm 46 cromossomos

Esta é uma questão de por que os humanos têm 10 dedos. Não há nada de mágico em 10 dedos e nada de mágico em ter 46 cromossomos. Na verdade, existem pessoas que têm 44 cromossomos. São pessoas normais. Eles têm fertilidade normal. No entanto, se os filhos forem com pessoas de 46 chr, a fertilidade de seus filhos (ou seja, pessoas com 45 chr) é reduzida. A fertilidade normal só pode ser mantida casando-se com outras pessoas com 44cr … que provavelmente são seus primos.

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

Então, a razão de termos 46 cromossomos é porque somos descendentes de uma espécie homônida que tinha 46. Nenhuma razão, realmente. Nem tudo que é produzido pela evolução tem um propósito.

Comentários

• Isso está sendo discutido com mais detalhes em biology.stackexchange.com/questions / 1051 / …