ORGANIZACJA 95% to obszar NRY (non-recombining Y) dwa regiony pseudoautosomalne (PAR1, PAR2) - dystalne części ramion chromosomu - homologiczne do chromosomu X - odpowiedzialne za poprawne parowanie pomiędzy chromosomami płciowymi podczas męskiej mejozy

PODSTAWOWE FUNKCJE Płodność mężczyzny Determinacja płci Rozwój męskich komórek rozrodczych

Haplogrupy Y http://www.le.ac.uk/ge/maj4/NewWebSurnames041008.html

Chromosomalny Adam Badania polimorfizmów na chromosomie Y pozwalają na wnioskowanie, że najdawniejszy wspólny przodek w linii męskiej żył 46 – 91 tysięcy lat temu granicę te ustalono przy założeniu, że nie ma presji selekcyjnej na MSY (male- specific region of Y); w świetle ostatnich badań to założenie wydaje się błędne

GENY AMELY (amelogenin) AZF1 (azoospermia factor 1) SRY (sex-determining region) TDF (testis determining factor) TSPY (testis-specific protein)

SRY SEX-DETERMINING REGION Y najlepiej poznany niezbędny do inicjacji rozwoju jąder nadrzędny gen regulujący wciąż nie znamy genów docelowych SRY ani mechanizmu w jaki funkcjonuje inne geny współdziałające ze SRY w determinacji płci: WT-1, SF-1, SOX-9

Zespół Jacobsa genotyp 47,XYY, aneuploidia, fenotyp normalny, większość ludzi z dodatkowym Y nie jest tego świadoma brak zaburzeń płodności, poziom testostreronu normalny zarówno w rozwoju płodowym jak i później 1/1000 urodzonych chłopców ma taki genotyp, nie ma to związku z wiekiem rodziców

Zespół Jacobsa c.d. wysoki wzrost(średnio ok. 7cm więcej), IQ o 10- 15 punktów niższe niż rodzeństwo, opóźniona mowa, często trądzik(nieudowodniony związek z chorobą Jacobsa) przypuszczenia, że ma to związek ze skłonnościa do przestępczości okazały się błędne

rak pęcherza rak płuc rak przełyku Udowodniono związek pomiędzy utratą chromosomu Y lub jego rearanżacją a innymi typami nowotworów rak pęcherza rak płuc rak przełyku

NA TROPIE EWOLUCJI model „out-of-Africa” rozprzestrzeniliśmy się na pozostałe kontynenty zastępując dawniejsze ludzkie gatunki MRCA – most recent common ancestor pierwsze dane z analizy mtDNA – 100 tys.- 200 tys. dane z badań chromosomu Y – 59 tys. haplogrupa B – najstarsza linia ludzkiego chromosomu Y

2 genomy – duży i mały Jądro komórkowe – 3 x 10exp9 nukleotydów Mitochondrium – 16588 nukleotydów

Polimorfizmy mtDNA mtDNA jest wysoce polimorficzny, zwłaszcza w obszarach niekodujących (pętla D) Ponieważ mtDNA dziedziczy się jako jedna jednostka genetyczna (brak lub rzadka rekombinacja, dziedziczenie tylko od matki) określone układy polimorfizmów dziedziczą się razem – haplotypy Haplogrupy (zbiory haplotypów o okreslonych wspólnych polimorfizmach) korelują z historią populacji ludzkich – narzędzie w antropologii, kryminalistyce itp.

RFLP pokazały, że istnieją miejsca tzw RFLP pokazały, że istnieją miejsca tzw. Polimorficzne w mtDNA w obszarach kodujących Określają pokrewne grupy mtDNA zwane haplogrupami

UWAGA: Nie tylko ona wtedy Żyła ale tylko jej mtDNA dało córki itp. Pochodzą od 1 DNA kobiety, która żyła w Afryce Ewa Mitochondrialna UWAGA: Nie tylko ona wtedy Żyła ale tylko jej mtDNA dało córki itp. Coś podobnego z nazwiskami i Y W linii męskiej Cann et al postulated that

Stare DNA Pofragmentowane, zanieczyszczone strasznie innymi DNA Jak określić że czyste? – np. przy mtDNA sekwencjonuje się DNA wszystkich osób, które z nim pracują

Rys historyczny 1984 –– sklonowanie i zsekwencjonowanie dwóch fragmentów mtDNA ze 140-letniej próbki skóry quagga. 1985 – Svante Pääbo - sekwencja odcinka Alu z egipskiej mumii datowanej na 1400 BC. 1989 – Izolacja DNA z próbek kostnych i zębów z okresu 300 do 5450 BP.

Co pozostaje? Niezależnie od wieku DNA zachowuje się w postaci 100-200 nt fragmentów. Z reguły występuje w minimalnych ilościach. Przyjmuje się że po 100 000 lat uszkodzenia hydrolityczne prowadzą do całkowitej degradacji DNA. Kelman, Z., Moran, L. (1996). Curr Biol. 6(3), 223

Co jest najlepsze dla DNA Niska temperatura. Niska wilgotność. Lekko alkaliczne środowisko (pH = 8-9). Wysokie stężenie soli. Niska zawartość tlenu.

Historia człowieka Antropologia molekularna Badanie współczesnego DNA pozwala na odtworzenie przebiegu ewolucji człowieka DNA antyczny dostarcza dodatkowych, lecz fragmentarycznych danych Projekt sekwencjonowania genomu neandertalczyka

Model OAR “Out of Africa” – “Pożegnanie z Afryką” Ok. 200 000 lat temu jedna z populacji przodków człowieka (to już był H. sapiens) rozpoczęła migrację z Afryki na pozostałe kontynenty Nowi migranci wyparli żyjące już w tych regionach hominidy – potomków wcześniejszych migracji i nie mieszali się z nimi Wszyscy współcześni ludzie są potomkami tych ostatnich migrantów

Wyniki analiz mtDNA i chromosomu Y Drzewo ewolucyjne mtDNA i haplotypów Y jest zakorzenione w populacjach afrykańskich Czas od rozejścia się współcześnie żyjących linii (TMRCA) -100 000—200 000 lat Wyniki wspierają hipotezę OAR (niedawne afrykańskie pochodzenie ludzi)

Mowa Kość gnykowa u H. n. - OK FOXP2 - jak Homo sapiens Impossible to say with any certainty. They possessed the physical ability to speak a language, but unknown whether they actually utilized these features to speak a language.

Zmiany genów – „gen mowy” Rzadka choroba dziedziczna objawiająca się zaburzeniami mowy, niezdolnością do tworzenia struktur składniowych i gramatycznych. Gen FOXP2

Nie tylko u ludzi Ekspresja FOXP2 koreluje ze złożonością śpiewu ptaków (zdolność uczenia się głosów i imitacji) Uszkodzenie FOXP2 zaburza zdolność komunikacji głosowej u myszy (a także uczenie sensomotoryczne)

Kultura Znali ogień Budowali złożone konstrukcje gdy podróżowali (normalnie – jaskinie) Zdejmowali skórę ze zwierząt Uważano, że nie było sztuki ale znaleziono jakieś kości z ozdobnymi dziurkami Grzebali umarłych Discovery of fossils records showing that many individuals died years after sustaining severe injuries Not possible w/o help from others Humans had cave drawings and crafts

Krings et al. 1997 (Cell) badali mtDNA z kości neandertalczyka Krings et al. 1997 (Cell) badali mtDNA z kości neandertalczyka. Badania grupy Svante Paabo kość DNA 377 bp sekwencji uliniowano z CRS (Cambridge reference sequence). 27 różnic (24 tranzycje, 2 transwersje, 1 delecja)

Sekwencję porównano z 994 sekwencjami mtDNA z 5 kontynentów. Różnice większe (25,6+2) niż zmienność wewnątrzgatunkowa Homo sapiens (8+3) Indeed, the average of difference between two modern human sequences is 8±3 whereas the difference between modern human sequence Neandertal sequence is 25,6±2

Genom neandertalczyka Po mtDNA tylko matka – nie ojciec Znane sekwencje mtDNA (kilkanaście) Brak dowodów na mieszanie linii człowieka współczesnego (populacji współczesnych) i neandertalczyka

Skład genomu człowieka i szympansa Ogromna większość genów człowieka występuje u szympansa i vice versa Człowiek utracił niektóre geny (np. receptorów węchowych), niektóre zyskał (Morpheus – nieznana funkcja) Nie da się przypisać różnic między człowiekiem a szympansem obecności/nieobecności specyficzego “genu człowieczeństwa”

Różnice na poziomie białek Przeciętne białko ludzkie różni się 2 aminokwasami od szympansiego odpowiednika 29% białek jest identycznych

Nie ma jednego, czy kilku “genów człowieczeństwa” Za różnice między ludźmi a innymi gatunkami odpowiada kumulacja wielu, pozornie niewielkich, różnic Niewielkie zmiany sekwencji mogą pociągać znaczne zmiany fenotypowe Istotne są też różnice na poziomie regulacji – trudniejsze do zbadania

Genom neandertalczyka Czystość rasowa tylko w Afryce, gdzie indziej krzyżowaliśmy się 32