Sobre el enigmático cromosoma "Y", el propio del género masculino, un último descubrimiento y la necesidad de sustituirle si las predicciones sobre su extinción se cumplen.

Los investigadores develaron la primera secuencia completa del "cromosoma Y" humano, que es uno de los dos sexuales -el otro es el X- y el primero se transmite únicamente de padres a hijos varones. En las especies en las que se determina el sexo del nuevo ser por el "Sistema XX-XY", como es el caso de todos los mamíferos, la presencia de los "alosomas XX" determina el sexo femenino, mientras que el "alosomas XY" son para el sexo masculino. Estos cromosomas contienen genes, algunos de ellos solamente están en el cromosoma X y algunos otros solamente en el cromosoma Y, y aún otros pocos, están en ambos cromosomas.

Un "alosoma" es un cromosoma que difiere del resto de cromosomas, los llamados "autosomas", tanto en su forma, en su tamaño y por supuesto en su comportamiento, pues su función es de carácter sexual.  Los cromosomas sexuales de los seres humanos son los típicos alosomas de los mamíferos y son los que determinan el sexo.

Mediante la "filogénesis" se puede deducir que el cromosoma Y surge en laevolución de la vida con bastante posterioridad al cromosoma X, tratándose de una mutación de dicho cromosoma X. La pérdida de uno de los segmentos de "X" dio lugar a la forma estructural del cromosoma Y; de esta forma, por lo general, las dimensiones de los "cromosomas Y" son bastante más reducidas que las de los "cromosomas X".

El "cromosoma Y", dado su menor tamaño, incluye también menos información genética que el resto de los cromosomas, de lo que podemos deducir una relación entre el tamaño y la cantidad de información contenida.

La nueva noticia es que un equipo de más de cien científicos pertenecientes al "Consorcio T2T" (Telómero a Telómero), han dado un importante paso adelante en la comprensión del genoma humano -nuestra huella genética- al descifrar por completo el enigmático "cromosoma Y" presente en los varones, un logro que podría ayudar a orientar la investigación sobre la infertilidad en los hombres, lo referente se ha detallado en los dos artículos publicados en la revista "Nature", el día 23 de agosto pasado. El mapa completo del cromosoma sexual masculino se publica en uno de ellos, en el otro se informa de la secuenciación de cuarenta y tres "cromosomas Y" humanos diversos, que representan a veintiun poblaciones diferentes.

El enigmático cromosoma "Y" secuencia por completo, un logro que podría ayudar a orientar la investigación sobre la infertilidad en hombres. Imagen tomada de Twitter @genome_gov.

Este es el último de los veinticuatro cromosomas, estructuras filiformes, que transportan la información genética de célula a célula, del genoma humano en ser secuenciado.

Las personas tienen un par de cromosomas sexuales en cada célula, siendo los varones los que poseen un cromosoma X y uno Y, mientras que las mujeres tienen dos cromosomas X, con algunas excepciones.

Los genes del "cromosoma Y" ayudan a gobernar funciones reproductivas clave, como la producción de esperma, formalmente llamada espermatogénesis, e incluso están implicados en el riesgo y la gravedad del cáncer. Sin embargo, había resultado difícil de descifrar por su estructura excepcionalmente compleja.

Explicó en un comunicado el "Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano" (NHGRI), que dirige la investigación: "... el hito científico completa por fin el conjunto de cromosomas humanos de extremo a extremo".

Afirmó Arang Rhie, científica del (NHGRI)  y autora principal del artículo de investigación: "Este logro se lo debemos a las nuevas tecnologías de secuenciación y a los métodos computacionales".

Así se expresó la profesora de ingeniería biomolecular de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC) y coautora del estudio, Karen Miga, codirectora del "Consorcio Telomere-to-Telomere": "Por fin se dispone de la primera visión completa del código del "cromosoma Y", que revela más de el cincuenta por ciento de la longitud del cromosoma que antes no aparecía en nuestros mapas genómicos".

Ilustración sobre las dimensiones de los cromosomas humanos. Los 24 diferentes, incluidos los que forman el par 23 y determinan el sexo del ser.

Tomada de Naukas, y a su vez de NCBI, por Lluís Montoliu.

La secuencia completa del cromosoma X se publicó en el año 2020, pero hasta ahora había grandes lagunas en la parte del cromosoma Y del genoma humano.

La también coautora del estudio Monika Cechova, genómica de la (UCSC) declaró que: "Esto es especialmente importante porque el "cromosoma Y" ha estado tradicionalmente excluido de muchos estudios sobre enfermedades humanas. El "cromosoma Y" es el más pequeño y el de evolución más rápida del genoma humano, y también el más repetitivo, lo que significa que su ADN contiene tramos que se repiten muchas veces".

El trabajo reveló características de regiones médicamente relevantes del "cromosoma Y", incluido un tramo de Ácido Desoxibonucleico (ADN), la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y funcionamiento de un organismo, que contiene varios genes implicados en la producción de esperma. Según informaron los investigadores, este nuevo conocimiento más completo de los "genes del cromosoma Y" promete aplicaciones prácticas, entre ellas la investigación relacionada con la fertilidad.

Al respecto abundó la  coautora del estudio Monika Cechova: "Debido a que ciertas regiones del "cromosoma Y" contienen varios genes implicados en la producción de esperma, los hallazgos de los recientes estudios resultan de gran relevancia médica, el conocimiento más completo de los genes del "cromosoma Y", es prometedor para aplicaciones prácticas, incluida la investigación relacionada con la fertilidad. Muchos de estos genes son importantes para la fertilidad y la reproducción, y especialmente para la espermatogénesis, por lo que poder catalogar la variación normal, así como las situaciones en las que, por ejemplo, se produce azoospermia, es decir, la ausencia de espermatozoides en el semen, podría ser útil para las clínicas de la "Fecundación in Vitro" (FIV), así como para futuras investigaciones sobre la actividad de estos genes".

Agregó finalmente Monika Cechova: "Asimismo, los ensamblajes proporcionan una visión más detallada de la variación genética a lo largo de 183 mil años de evolución humana y revelan nuevas secuencias de (ADN), firmas de regiones conservadas y conocimientos sobre los mecanismos moleculares que contribuyeron a la compleja estructura del "cromosoma Y". Ahora tenemos una receta sobre cómo ensamblar el cromosoma Y por completo, lo cual, aunque caro por el momento, puede traducirse en genómica personalizada en el futuro".

La forma de ser de la "clase" mamífera, ha resultado muy exitosa, todos descienden de un antepasado común que se remonta probablemente a finales del "Tríasico", hace más de doscientos veinte millones de años, se constituyen en un grupo de seres vivos muy diverso y, a pesar del reducido número de especies que lo forman en comparación con otros taxones del reino animal o vegetal, su estudio es con mucho el más profundo en el campo de la Zoología, la gran adaptabilidad de los individuos que integran la "clase" los ha llevado a habitar todos los  ecosistemas del planeta.

En los mamíferos, que cuentan con el tipo de diferenciación asexual cromosómica (XX-XY), la sola presencia de pares cromosómicos XX significa la expresión genética que da por resultado un individuo hembra, mientras que la asociación y combinación XY significa la expresión genética que resulta en un individuo macho.

Existe un gen en el cromosoma Y, denominado "Sex-determining Region Y" (SRY), que produce una proteína denominada "testis-determining factor"  (TDF), o "Factor determinador de los testículos", que es el responsable de que el embrión desarrolle las gónadas masculinas, que generan las células haploides reproductoras, llamadas "espermatozoides" y la hormona esteroidea sexual, conocida como "testosterona", convirtiéndose en macho. Hoy se sabe que existen otros factores que resultan indispensables porque que se formen las gónadas masculinas, por lo que el gen (SRY) sí es necesario, pero no suficiente, para el desarrollo completo testicular.

No existe un gen equivalente para la diferenciación de los "ovarios", de manera que el embrión será por defecto femenino a no ser que posea el mencionado gen masculinizante.

Esquema de la asociación del llamado "par 23", en la carga genética de los humanos, dentro del sistema sexual XY. Tomada de Galicia Digital.

Se teoriza que los cromosomas X y Y evolucionaron de un par idéntico de autosomas, la diferenciación sucedió cuando un animal ancestral, cladísticamente a toda especie con el sistema sexual XY, desarrolló una variación "alélica" con funciones diferenciadas en uno de los dos cromosomas, esto es, en el "cromosoma Y", con alrededor de 57 millones de bases y poseedor de 55 genes. Se conoce que "el cromosoma X" es más grande, tiene164 millones de bases y cuenta con 1,170 genes, y tiene mayor cantidad de regiones de "eucromantina" que su pareja. Ambos cromosomas presentan regiones de homología, pero cada uno posee regiones de funciones únicas. Originalmente, ambos cromosomas eran recombinados, pero este proceso resultó inoperante para los organismos evolucionantes, al potenciar la transmisión de mutaciones dañinas para el portador entre ambos cromosomas. Aquellos seres que desarrollaron una barrera entre ambos cromosomas lograron inhibir la recombinación genética, haciendo que ambos "alosomas" no puedan mezclar sus secuencias genéticas, salvo por las puntas.

Resumiendo, se tiene que si el espermatozoide que realiza la fecundación del ovulo, es portador del cromosoma X el producto será hembra, esto es, un X del padre y un X de la madre, mientras que si es portador de un cromosoma Y el producto será un macho, un Y del padre y un X de la madre.

Y aunque el "cromosoma Y" es el símbolo de la masculinidad, sus características lo hacen ser calificado como perenne y poco sólido, debido a que contiene muy pocos genes y es el único cromosoma que no es necesario para la vida. Al fin y al cabo, las hembras han salido adelante sin este cromosoma, sabemos que siempre estuvo presente el "cromosoma X", y hasta que se presentó la mutación respectiva, la vida se asoció con el "cromosoma Y".

El "cromosoma Y", por sus características se ha degenerado constantemente, de tal forma que se encuentra en decadencia. Para sustentar esta afirmación, consideremos que si la tasa de degeneración del cromosoma continúa a este ritmo, solamente le quedan cuatro millones seiscientos mil años de subsistencia. Claro que no es para temer el efecto inmediato, los tiempos de la vida son mucho muy largos, según los criterios humanos, el lapso hace que parezca mucho tiempo, pero no lo es si tenemos en cuenta que la vida en la Tierra existe desde hace tres mil quinientos millones de años.

El cromosoma Y no siempre ha sido como lo conocemos. Si retrocedemos 166 millones de años en el tiempo, en aquellos prístinos mamíferos, su situación era completamente diferente. El cromosoma "proto-Y" de antaño, tenía originalmente el mismo tamaño que el cromosoma X y contenía todos los mismos genes. Sin embargo, los cromosomas Y tienen un defecto fundamental: a diferencia del resto de cromosomas, de los que tenemos dos copias en cada una de nuestras células, los cromosomas Y solamente están presentes en una copia que se pasa de padre a hijo.

Esto significa que los genes en el "cromosoma Y" no pueden experimentar una recombinación genética, es decir, la "mezcla" de genes que se produce en cada generación y que ayuda a eliminar las mutaciones de genes perjudiciales. Sin los beneficios de la recombinación, los genes del "cromosoma Y" se degeneran con el tiempo y finalmente acaban perdiéndose del genoma.

Fotografía del "Topillo topo del norte" (Ellobius talpinus). En ellos el "cromosoma Y" está ausente, tanto machos como hembras poseen dos "cromosomas X" cada uno, situación que comparten  con su pariente "Campañol topo zaisan" (Ellobius tancrei), mientras que para  "Topo topo transcaucásico" (Ellobius lutescens), para ambos sexos solamente tienen un "cromosoma X" cada uno. Tomada de wikipedia ,trabajo de Mikhail Kolesnikov y Marina Korobchenko.

Se especula que entonces las distintas especies de mamíferos tendrán esta supresión tarde o temprano, de hecho, en el orden de los roedores (Rodentia), existen ejemplos de especies que han perdido el "cromosoma Y", las tres especies del género "Ellobius", que son "Topillo topo del norte" (Ellobius talpinus), "Campañol topo zaisan" (Ellobius tancrei) y "Topo topo transcaucásico" (Ellobius lutescens); así como las muy escasas ratas del género Tokudaia, entre ellas la  "rata espinosa de Okinawa" (Tokudaia muneninki), también conocida como "rata espinosa de Muennik", que se parece a un campañol grande y es endémico de la isla de Ryukyu, (Tokudaia osimensis) proveniente de las Islas Amami en Japón, y en la isla principal de Japón (Tokudaia tokunoshimensis), por cierto, estas últimas tres especies están calificadas en muy alto riesgo de extinción, pero no por la falta del "cromosoma Y", sino debido a que al ser muy vulnerables, por ser endémicas de distintas islas, han sufrido la reducción de su respectivo medio ambiente y soportan la introducción de fauna invasora en su entorno, como la "mangosta" (Herpestes ichneumon), que es una especie depredadora de roedores, que los japoneses han llevado a esas islas.

Existe un amplio debate al respecto, algunos científicos creen que no desaparecerán los machos, que los pronósticos son erróneos, pues la naturaleza tiene formas de superar este tipo de situaciones. Una alternativa que se ha establecido, consiste en pensar que el "gen maestro" (SRY) pase a otro cromosoma, lo que significa que la especie produce machos sin necesidad de un "cromosoma Y" como hoy se conoce.

Si bien estamos ante un debate muy interesante y animado en el mundo de la investigación genética, no existen motivos para preocuparse porque ni siquiera sabemos si el "cromosoma Y" acabará desapareciendo. Como hemos dicho, aunque lo haga, seguiremos necesitando el sexo masculino para poder continuar con la reproducción normal de la especie. De ahí la importancia de lo logrado en su total comprensión, y seguramente observaremos nuevos estudios que seguirán revelando detalles hasta ahora desconocidos.