A nemek közötti különbségek és a szexuális preferenciák gyakran beszédtéma. Mi hozza létre a férfiak és nők közötti különbségeket? Triviálisak vagy mélyrehatóak? Genetikai vagy környezeti eredetűek, vagy mindkettő?

Néhányan azt állítják, hogy genetikailag a férfiak közelebb állnak a hím csimpánzokhoz, mint a nőkhöz. Mások elvetik a nemi különbségeket, mert azokat egyetlen gén, az SRY határozza meg az Y kromoszómán.

De a férfiak és nők – és a csimpánzok – közötti különbség kulcsa nem csupán az eltérő génjeik számában rejlik, hanem abban is, hogy ezek a gének mire képesek.

Egy kis háttér

Hadd magyarázzak először egy kicsit a génekről és a kromoszómákról. Az emlősök (valójában minden gerinces) nagyjából ugyanazt a körülbelül 20 000 génből álló gyűjteményt osztják meg. Ezek mindegyike egy-egy rövid DNS-szakasz, amelynek bázissorrendjét RNS-be másolják, majd fehérjévé fordítják.

A mi 20 000 génünk körülbelül egy méternyi DNS-en (a genomon) helyezkedik el, amely kisebb darabokra van feldarabolva, amelyeket mikroszkóp alatt kromoszómaként láthatunk, amikor osztódáskor feltekerednek. A gének bázissorrendje emberről emberre némileg, fajonként pedig nagymértékben eltérhet.

Mindannyiunknak két példánya van a genomból, egy az anyától és egy az apától, tehát minden kromoszómából két példány van – kivéve a nemi kromoszómákat. A nőknek két X kromoszómájuk van. A férfiaknak egyetlen X (az anyjuktól) és a hímspecifikus Y (az apjuktól) van. A férfiak és nők közötti genetikai különbségek ezekben a nemi kromoszómákban rejlenek.

Az X több mint 1000 gént hordoz. Az Y-nak azonban csak 45 van, ami minden, ami megmaradt az egykor közönséges kromoszómapárból, amely differenciálódott X-é és Y-é. E 45 Y-on hordozott gén (SRY) egyike határozza meg, hogy az XY kromoszómákkal rendelkező baba fiúként fejlődjön.

Az Y kromoszóma azonban nem mind férfiaspecifikus; 24 gén a felső kis darabjában közös az X-szel. Ezek nem valószínű, hogy különbséget okoznak, mert mindkét nemben jelen vannak.

Különbség és az Y kromoszóma

Az Y többi része az evolúció 150 millió éve alatt elvesztette génjeinek nagy részét. Néhány még megmaradt, de ezek a mutáció által halálosan károsodtak, így ezeket az inaktív “pszeudogéneknek” nem számíthatjuk. Valóban csak 27 aktív fehérjekódoló gén van az Y hímspecifikus részén, bár több is jelen van több példányban (ezek többsége inaktív).

Nem számolhatjuk mind a 27-et, mert legalább 17-nek van másolata az X kromoszómán is. Ennek a 17-nek a többsége megmarad eredeti rendeltetésének, az X-kópiája által támogatva. Csupán három divergált, hogy férfiaspecifikus tulajdonságokat szerezzen, mint például a spermiumok előállítása.

Az emberi Y kromoszómán fennmaradó tíz génnek nincs másolata az X-en. Ezek a férfiakra specifikusak, így hozzájárulhatnak a férfiak és nők közötti különbségekhez. Némelyikük az X-en lévő gének másolataként indult, de messze eltért eredeti funkciójától, és férfiaspecifikus szerepet kapott. Három más kromoszómákon lévő gének másolataként keletkezett, amelyek fontosak voltak a férfi funkciók szempontjából.

A férfiak által birtokolt és a nőkből teljesen hiányzó gének száma tehát mindössze 13 (és legfeljebb 27) lehet az összesen 20 000 emberi génből. Ez az arány nyilvánvalóan nem felel meg a férfiak és a hím csimpánzok közötti feltételezett 4%-os genomikai különbségnek.

“Junk DNS” az Y-on

Az Y kromoszóma DNS-ének nagy része nem fehérjéket kódol, és szemétnek, régi vírusokból visszamaradt és sokszor ismételt szekvenciáknak tekintik. Ebben a szemétben azonban olyan szekvenciák vannak elrejtve, amelyek hosszú RNS-molekulákká másolódnak, de nem fordítódnak le fehérjévé.

Egyre több ilyen nem kódoló gént azonosítunk, amelyek közül néhány minden gerincesben ugyanaz maradt, és feltehetően van valamilyen funkciójuk. Legalábbis néhány nem kódoló Y génnek fontos szerepe lehet a nemi differenciálódás génjeinek szabályozásában, bár ezt még nem sikerült bizonyítani.

Még érdekesebb az új bizonyíték arra, hogy a bika Y kromoszómáján található junk DNS között vannak olyan szekvenciák, amelyek az Y kromoszómát hordozó spermiumok arányának eltolódása érdekében működnek, ami a hím borjak születésének kedvez. Ha ezeket a szekvenciákat törlik, a torzulás az ellenkező irányba fordul, és a nőstény borjakat részesíti előnyben.

Ez arra utal, hogy az X-kromoszómának is van néhány trükkje, hogy előnyben részesítse a spermiumokat. Úgy tűnik, hogy minden emlős genomjában fegyverkezési verseny folyik, ahogy ezek a “szexuálisan antagonista” gének harcolnak egymással. Számos szexuálisan antagonista gén létezik, köztük valószínűleg a párválasztást befolyásoló “meleg gének” is.

X gének és a nemi különbségek

A férfiak és nők genomja között ritkán felismert különbség az X kromoszómán található több mint 1000 fehérjekódoló gén eltérő példányszáma. Ezekből két kópia van a nőkben és egy a férfiakban.

Az X-gének dózisában mutatkozó különbségeket eddig figyelmen kívül hagyták, mert állítólag kompenzálta őket egy olyan mechanizmus, amely a nőknél az X kromoszóma egészén lévő összes gént elnémítja. Az X-kromoszóma inaktiválásaként ismert mechanizmus az embrió sejtjeiben elnémítja az egyik vagy másik X-et, és ez az elnémulás a felnőttek sejtcsoportjaiban öröklődik.

Ez az “epigenetikus” elnémítás nem változtatja meg a DNS bázissorrendjét. De megváltoztatja azt a módot, ahogyan a DNS más molekulákhoz kötődik, így nem tud RNS-be másolódni, és így nem keletkezik fehérjetermék.

Már tudjuk azonban, hogy több mint 150 gén menekül meg az inaktiválástól az emberi – de nem az egér – X-en. És a nemtől függetlenül az X kromoszómák száma mélyreható hatással van néhány alapvető anyagcsere útvonalra, például a zsír- és szénhidrátszintézisre, ami számos betegségre való fogékonyságban a nemi különbségek hátterében állhat. A két X kromoszómával rendelkező egerek például kövérebbek, mint a csak eggyel rendelkező egerek, még akkor is, ha úgy változtatták meg őket, hogy hímneműek legyenek.

Ezzel a 150 “szökött” X génnel körülbelül 163 olyan génre jutottunk, amely vagy hímspecifikus, vagy különböző dózisban aktív a férfiaknál és a nőknél.

Mit csinálnak a különböző gének

Naivság azt gondolni, hogy ez a 163 gén mindegyike ugyanolyan mértékű befolyással bír. Néhányan olyan fehérjéket kódolnak majd, amelyek kritikusak az élethez vagy a nemiséghez. Másoknak talán csak csekély hatásuk van, vagy egyáltalán nincs látható hatásuk.

Tény, hogy e 163 gén közül legalább néhánynak a hatása mélyreható. A hímet meghatározó SRY gén például több tucat gén kaszkádját indítja el, amelyek vagy bekapcsolódnak a hím embriókban, vagy kikapcsolódnak a női embriókban a here vagy a petefészek fejlődése során.

Ezek a gének többsége nem a nemi kromoszómákon található, így mindkét nemben jelen vannak. De különböző mértékben – vagy különböző időben, vagy különböző szövetekben – kapcsolnak be a hímekben és a nőstényekben. Ha ezeket összeszámoljuk, akkor a nemek közötti genomikai különbség meghaladja az 1%-ot.

Mivel több, az SRY downstream hatásai sokkal mélyebbek, mint a herék egyszerű meghatározása. A férfi hormonok, mint például a tesztoszteron, az embrionális herékben szintetizálódnak, és messzemenő hatásuk van az egész fejlődő szervezetben. Az androgének több száz (talán több ezer) gént kapcsolnak be, amelyek meghatározzák a férfi nemi szerveket, a férfi növekedését, a szőrzetet, a hangot és a viselkedés elemeit.

Ha ezeket megszámoljuk, akkor a 20 000 emberi génből közel 800-hoz jutunk, ami közelebb van a férfiak és a hím csimpánzok 4%-os különbségéhez.

Az ember és a csimpánz

De ez a gyakran idézett különbség a teljes genom átlaga, amelynek csak egy kisebb része áll fehérjéket kódoló génekből. Keveset árul el arról, hogy mely genetikai különbségek fontosak.

Az emberek és a csimpánzok közötti sok nyilvánvaló különbség, mint például a szőrzet és talán még a beszéd is, egy vagy néhány gén apró változásaiból eredhet. Az időzítésben mutatkozó különbségek vagy apró szabályozási különbségek hatalmas hatással lehetnek a növekedésre és a fejlődésre.

Naivság úgy tenni, mintha nem lennének mélyreható genetikai és epigenetikai különbségek a nemek között. De nem fogjuk eldönteni a kérdéseket, hogy mennyire messzemenőek a biológiai különbségek, csak a génkülönbségek számbavételével. Az, hogy ezeket a géneket hogyan szabályozzák, és ezek downstream hatásai azok, amelyek a különbséget teszik a férfiak és a csimpánzok, illetve a férfiak és a nők között.