Inimeste ja šimpansite genoom kattub kuni 98 protsendi ulatuses. Samas jagab inimene Y-kromosoomi DNA-järjendeid oma lähima elusoleva sugulasliigiga ainult 14–27 protsendi ulatuses. Leid tuli uurijatele üllatusena, sest inimene ja šimpans lahknesid liikidena pelgalt seitsme miljoni aasta eest ehk evolutsiooni vaates vaid hetk tagasi, vahendab Live Science.

Uuringu ühe kaasautori USA riikliku inimgenoomi uurimisinstituudi (NHGRI) järeldoktorandi Brandon Picketti sõnul on ootuspärane, et inimese genoom erineb oluliselt näiteks bakterite või putukate omast. Neisse rühmadesse kuuluvate liikide eellasest lahknes inimese eellane juba väga ammu. Pickett oleks aga oodanud, et teiste primaatidega on inimese DNA üsna sarnane.

Paljundamisvead

Miks Y-kromosoom inimahvidel nii kiiresti areneb, pole veel selge. Ühe selgitusena võib olla selle taga see, et isastel primaatidel on igas rakus ainult üks Y-sugukromosoom: emased kannavad X-kromosoomist kahte koopiat, isased aga üht X- ja üht Y-kromosoomi. Isastele ainuomane kromosoom on võtmetähtsusega nii sperma tootmises kui ka liigi viljakuses.

Isaskromosoomi üks koopia kujutab seeläbi endast riski: kui midagi selle juures muutuma peaks ja mõni selles leiduv geen katki läheb, pole kusagilt võtta tagavarakoopiat. Tõsisema vea korral ei anta seeläbi viga üldse edasi. Kergemal juhul, kus loom järglasi edasi saab, võib aga geeni esialgne variant sellest põlvnemisliinist täiesti kaduda.

Samuti on Y-kromosoomi uute mutatsioonide teke justkui sisse kodeeritud. Y-kromosoom võib olla muutustele vastuvõtlik, kuna vastutab muuhulgas seemnerakkude loomise eest. Näiteks meeste kehas tekib ainuüksi ühes päevas umbes 500 miljonit uut seemnerakku. See eeldab sagedast DNA-replikatsiooni ehk sisuliselt sellest koopiate tegemist. Iga uue koopia loomisel on aga oht, et sisse lipsavad vead.

Uues uuringus võrdlesid autorid viie inimahviliigi ja ühe inimese pisut kaugema lähisugulase, siamangi (Symphalangus syndactylus) sugukromosoome. Inimahvidest hõlmas uuring šimpanseid (Pan troglodytes), bonobosid (Pan paniscus), rannikugorillasid (Gorilla gorilla gorilla) ning kalimantani ja sumatra orangutane (Pongo pygmaeus ja P. abelii).

Töörühm uuris liikide kromosoome T2T meetodil, kus kromosoom järjestatakse otsast otsani. See võimaldab õigesti järjendada ka selle korduvaid elemente: sealhulgas kromosoomi otstes paiknevaid n-ö kaitsekorke ehk telomeere. Varem on olnud tulemuste õige tõlgendamine Brandon Picketti sõnul keeruline. Tavaliselt tuleb DNA järjestamiseks seda eelnevalt paljundada ehk pole olnud alati selge, kas teatud lõike leidubki DNA-s rohkem või oli tingitud see kasutatud meetodist.

Nüüd kasutasid teadlased järjendamistulemuste kõrvutamiseks arvutustarkvara. Seejuures asetasid nad järjendid kõrvuti, et oleks selgelt näha, millised kromosoomi osad olid muutunud ja millised mitte. Ühtlasi võrdlesid nad kõigi kuue liigi X- ja Y-kromosoomide järjendeid juba varem samal meetodil järjendatud inimese kromosoomidega.

Leidudest nähtus, et Y-kromosoom muutub kõigil liikidel kiiresti. Suuri vahesid võis näha isegi sama perekonna piires.. Näiteks lahknesid šimpansid ja bonobod liikidena kõigest ühe-kahe miljoni aasta eest. Ometi on nende Y-kromosoomid vägagi erineva pikkusega, märkis uuringuga mitte seotud Saksa primaadikeskuse vanemteadur Christian Roos.

Erinevused Y-kromosoomi pikkuses tekkisid kromosoomidesse kromosoomikao või DNA kopeerimisel ettetuleva paljundamise käigus. Mõnel juhul moodustasid sellised pikkusevahed umbes poole kõigist täheldatud erinevustest. Näiteks on sumatra orangutani Y-kromosoom siamangi omast kaks korda pikem.

Võrdluseks ilmnes uuringust, et X-kromosoom püsis kõigil primaadiliikidel võrdlemisi muutumatuna. Arvestades, et X-kromosoom on paljunemisel ja embrüo arengus äärmiselt oluline, on selline alalhoidlikkus ka ootuspärane.

Teadlased oletavad, et Y-kromosoom on suure muutlikkuse kiuste püsima jäänud, kuna kõigil uuritud liikidel sisaldab see väga korduvat geneetilist materjali. Näiteks leidub kromosoomides palindroomseid kordusi, kus piltlikult öeldes saaks järjendit kummastki otsast lugema hakates sama tulemuse.

Nendes korduvates DNA-lõikudes on aga geenid. Niisiis võib korduv DNA olla omamoodi turvamehhanism, mis kaitseb olulisi geene replikatsioonivigade eest. Seeläbi võivad kordused säilitada ka liigile elutähtsat bioloogilist ainest, kirjutab töörühm.

Uuel uuringul on omad kitsaskohad. Näiteks hõlmas töö valim igast primaadiliigist ainult ühte isendit. Niisamuti jäi Picketti sõnul selgusetuks, kui palju Y-kromosoom sama liigi esindajate keskis varieerus.

Uuring ilmus ajakirjas Nature.