¿Por qué no ocurre la recombinación en los machos de Drosophila?

Este es un hecho venerable. Se han observado excepciones en la cepa Y-007 de D. melanogaster y D. ananassae tiene cruces masculinos constantes, pero este trabajo se remonta a la década de 1970.

Este artículo de Current Biology 2002 no es exactamente nuevo, pero arroja algo de luz sobre el tema en cuestión.

En machos de Drosophila melanogaster , la meiosis ocurre en ausencia de recombinación o de un complejo sinaptonémico (SC) reconocible.

Los autores utilizaron una fusión GFP-lac para observar una serie de secciones de la mosca macho en meiosis con regiones de unión específicas lac integradas. Ellos ven en su mayor parte que los segmentos del ADN unidos a GFP no están asociados en la división celular. Es decir, los cromosomas homólogos se asocian físicamente durante la meiosis (a través de la SC) y en la drosófila masculina no lo hacen.

A partir de un trabajo más reciente , parece que los detalles de cómo este trabajo aún se están resolviendo, pero se han identificado varias regiones genéticas y factores. Se están investigando los factores sospechosos que ayudan a conspirar para alinear los diversos cromosomas homólogos. Eche un vistazo a la biblio de PI para obtener más información.

Este no es mi campo principal, pero según tengo entendido, muchos aspectos de la meiosis aún se están delineando.

En cuanto a la cuestión de cómo evolucionó esto y por qué ; es definitivamente extraño. Parece que hay un rasgo seleccionado por género en el que el SC no se forma en los machos. Es fácil imaginar una mutación que causó que los machos solo perdieran la recombinación: el proceso es tan complejo que es difícil imaginar que tal rasgo no aparezca.

Aún así, es sorprendente pensar que el rasgo no solo ha sobrevivido sino que se ha vuelto dominante en Drosophila en todo el mundo. Para ser un rasgo común a tantas especies de Drosophila , debe haber ocurrido hace más de 10 millones de años. Las explicaciones de las ventajas de la reproducción sexual a menudo incluyen la recombinación . Incluso el cromosoma Y humano tiene un mecanismo de autorrecombinación que reduce el error en las regiones de codificación. Como tal, es difícil creer que esto no sea una gran desventaja para las moscas. Aún así, si fuera tan importante, te imaginas que Y-007 habría dominado y reintroducido el rasgo.

La única teoría en la que puedo pensar podría llamarse 'hombres perezosos'; que los machos hicieron que las hembras hicieran una cosa más por la descendencia y de alguna manera supera al esperma de los machos recombinantes. Muchos espermatozoides no son móviles ; eso es un hecho para los humanos, no tengo idea de cómo es para las moscas que se recombinan. Eche un vistazo a la variación en la morfología también: los espermatozoides son realmente feos a veces y una gran parte del proceso de apareamiento es para ayudar a eliminar a los defectuosos. Sin la recombinación, ¿podría ser que los machos produzcan espermatozoides viables a un ritmo mayor, ayudándolos en la competencia de espermatozoides , lo que estoy seguro es el caso del apareamiento de moscas, supongo que las Drosophila tampoco son monógamas? De todos modos, esa no es una idea investigada, solo una suposición de mi parte.

Que yo sepa, no hay pruebas sólidas de la razón. La explicación más razonable parece ser que evolucionó como un mecanismo tosco para prevenir la recombinación del cromosoma sexual masculino.

Entonces podría preguntarse por qué no evolucionó un mecanismo dirigido específicamente al cromosoma sexual (como en los humanos), por lo que sugeriría que la evolución continúa con frecuencia con soluciones "suficientemente buenas" donde los beneficios de soluciones aparentemente mejores son pequeños o no. Implica beneficios incrementales y tenga en cuenta que existe cierta evidencia de que las tasas más bajas de recombinación son beneficiosas en Drosophila ( ref .)

Este fenómeno se conoce como aquiasmia, donde la recombinación está ausente en un sexo de una especie. La regla de Haldane Huxley establece que en las especies aquiásmicas, el sexo sin recombinación siempre será el sexo heterogamético (XY o ZW). Esta es básicamente la única regla consistente relacionada con la recombinación. Parece haber excepciones a todas las demás teorías y patrones observados. La regla de Haldane Huxley respalda la teoría de que la aquiasmia evolucionó para evitar la recombinación no homóloga entre X e Y. Sin embargo, hay especies (la mayoría de los mamíferos) en las que X e Y experimentan recombinación, pero la recombinación se limita a una pequeña parte de los cromosomas llamados la región psudo-autosómica.