Le differenze di genere e le preferenze sessuali sono spesso un punto di conversazione. Cosa produce le differenze tra uomini e donne? Sono banali o profonde? Sono genetiche o ambientali, o entrambe?

Alcuni sostengono che, geneticamente, gli uomini sono più vicini agli scimpanzé maschi che alle donne. Altri scontano le differenze di sesso perché sono determinate da un singolo gene, chiamato SRY, sul cromosoma Y.

Ma la chiave della differenza tra uomini e donne – e scimpanzé – non sta solo nel numero dei loro diversi geni, ma in ciò che questi geni fanno.

Un po’ di background

Lasciami prima spiegare un po’ di geni e cromosomi. I mammiferi (tutti i vertebrati, in realtà) condividono più o meno la stessa collezione di circa 20.000 geni. Ognuno di questi è un breve tratto di DNA la cui sequenza di basi viene copiata in RNA e poi tradotta in una proteina.

I nostri 20.000 geni sono disposti su circa un metro di DNA (il genoma), che è suddiviso in pezzi più piccoli, che possiamo vedere al microscopio come cromosomi quando si avvolgono per dividersi. La sequenza di base dei geni può differire leggermente da persona a persona, e differire molto da specie a specie.

Tutti noi abbiamo due copie del genoma, una dalla madre e una dal padre, quindi ci sono due copie di ogni cromosoma – tranne i cromosomi sessuali. Le donne hanno due cromosomi X. Gli uomini hanno un solo X (dalla madre) e l’Y specifico per i maschi (dal padre). Le differenze genetiche tra uomini e donne risiedono in questi cromosomi sessuali.

La X porta più di 1.000 geni. Ma l’Y ne ha solo 45, che sono tutto ciò che è rimasto di una coppia di cromosomi una volta ordinari che si sono differenziati per essere l’X e l’Y. Uno di questi 45 geni portati dall’Y (SRY) determina che un bambino con cromosomi XY si svilupperà come un maschio.

Ma il cromosoma Y non è tutto maschio-specifico; 24 geni nella sua piccola parte superiore sono condivisi con l’X. Questi sono improbabili per causare differenze perché sono presenti in entrambi i sessi.

La differenza e il cromosoma Y

Il resto dell’Y ha perso la maggior parte dei suoi geni in 150 milioni di anni di evoluzione. Alcuni si aggrappano ancora, ma sono fatalmente danneggiati dalla mutazione, quindi non possiamo contare questi “pseudogeni” inattivi. In effetti, ci sono solo 27 geni codificanti proteine attive sulla parte maschile specifica dell’Y, anche se molti sono presenti in copie multiple (la maggior parte dei quali sono inattivi).

Né possiamo contarli tutti e 27 perché almeno 17 hanno copie anche sul cromosoma X. La maggior parte di questi 17 rimangono dedicati al loro scopo originale, sostenuti dalla loro copia X. Solo tre si sono differenziati per acquisire proprietà specifiche del maschio, come la produzione di sperma.

I dieci geni rimanenti sull’Y umano non hanno copie sull’X. Sono specifici dei maschi, quindi potrebbero contribuire alle differenze tra uomini e donne. Alcuni di essi sono nati come copie di geni sull’X, ma si sono allontanati dalla loro funzione originale e hanno acquisito ruoli specifici per i maschi. Tre sono nati come copie di geni su altri cromosomi che erano importanti per le funzioni maschili.

Così il numero totale di geni posseduti dagli uomini e completamente assenti dalle donne può essere fino a 13 (e non superiore a 27) su un totale di 20.000 geni umani. Questa proporzione non è chiaramente l’equivalente del supposto 4% di differenza genomica tra uomini e scimpanzé maschi.

“DNA spazzatura” sull’Y

Molto del DNA del cromosoma Y non codifica per proteine ed è stato considerato spazzatura, sequenze che sono state lasciate da vecchi virus e ripetute molte volte. Ma nascoste in questa spazzatura ci sono sequenze che vengono copiate in lunghe molecole di RNA ma non vengono tradotte in proteine.

Stiamo identificando sempre più di questi geni non codificanti, alcuni dei quali sono rimasti gli stessi in tutti i vertebrati e presumibilmente hanno qualche funzione. Almeno alcuni geni Y non codificanti potrebbero avere ruoli importanti nella regolazione dei geni di differenziazione del sesso, anche se questo non è ancora stato dimostrato.

Ancora più intrigante è la nuova prova che tra il DNA spazzatura sul cromosoma Y del toro ci sono sequenze che lavorano per deviare il rapporto di spermatozoi che portano il cromosoma Y, favorendo la nascita di vitelli maschi. Quando queste sequenze vengono eliminate, la distorsione va nella direzione opposta, favorendo i vitelli femmina.

Questo suggerisce che anche il cromosoma X ha qualche trucco per entrare di preferenza nello sperma. Sembra che ci sia una corsa alle armi nel genoma di ogni mammifero mentre questi geni “sessualmente antagonisti” si danno battaglia. Ci sono molti geni sessualmente antagonisti, forse compresi i “geni gay” che influenzano la scelta del compagno.

Geni X e differenze di sesso

Una differenza raramente riconosciuta tra i genomi di uomini e donne è il diverso numero di copie degli oltre 1.000 geni codificanti proteine sul cromosoma X. Ci sono due copie di questi nelle donne e una negli uomini.

Le differenze nel dosaggio dei geni X sono state ignorate perché sono state presumibilmente compensate da un meccanismo che mette a tacere tutti i geni sull’intero cromosoma X nelle donne. Conosciuto come inattivazione del cromosoma X, questo meccanismo mette a tacere l’uno o l’altro X nelle cellule dell’embrione, e questo silenziamento viene trasmesso a gruppi di cellule nell’adulto.

Questo silenziamento “epigenetico” non cambia la sequenza di base del DNA. Ma cambia il modo in cui il DNA si lega ad altre molecole in modo da non poter essere copiato in RNA, e quindi non produce alcun prodotto proteico.

Ma ora sappiamo che più di 150 geni sfuggono all’inattivazione sull’X umano – ma non sul topo – e, indipendentemente dal sesso, il numero di cromosomi X ha effetti profondi su alcune vie metaboliche di base, come la sintesi dei grassi e dei carboidrati, che possono essere alla base delle differenze di sesso nella suscettibilità a molte malattie. I topi che hanno due cromosomi X sono più grassi dei topi con uno solo, per esempio, anche se sono stati alterati in modo che siano maschi.

Questi 150 geni X “fuggitivi” ci portano a circa 163 geni che sono o specifici per i maschi, o sono attivi in dosi diverse in uomini e donne.

Cosa fanno i diversi geni

È ingenuo pensare che questi 163 geni avranno tutti lo stesso livello di influenza. Alcuni codificheranno per proteine che sono critiche per la vita, o per il sesso. Altri potrebbero avere solo un effetto minore, o nessun effetto visibile.

In realtà, gli effetti di almeno alcuni di questi 163 geni sono profondi. Il gene SRY che determina il sesso, per esempio, avvia una cascata di decine di geni che si accendono negli embrioni maschi o si spengono negli embrioni femmine durante lo sviluppo dei testicoli o delle ovaie.

La maggior parte di questi geni non sono sui cromosomi sessuali, quindi sono presenti in entrambi i sessi. Ma sono attivati in misura diversa – o in tempi diversi o in tessuti diversi – nei maschi e nelle femmine. Contando questi, il totale supera l’1% di differenza genomica tra i sessi.

Inoltre, gli effetti a valle di SRY sono molto più profondi della semplice determinazione del testicolo. Gli ormoni maschili, come il testosterone, sono sintetizzati dal testicolo embrionale e hanno effetti di vasta portata su tutto il corpo in via di sviluppo. Gli androgeni attivano centinaia (forse migliaia) di geni che determinano i genitali maschili, la crescita maschile, i capelli, la voce ed elementi del comportamento.

Se li contiamo, ci avviciniamo a 800 geni umani su 20.000, che è più vicino al 4% di differenza tra uomini e scimpanzé maschi.

Uomini e scimpanzé

Ma questa differenza spesso citata è una media su tutto il genoma, di cui solo una minoranza consiste di geni che codificano per proteine. Ci dice poco su quali differenze genetiche sono importanti.

Molte differenze evidenti tra gli esseri umani e gli scimpanzé, come la pelosità e forse anche il linguaggio, possono derivare da piccole alterazioni in uno o pochi geni. Differenze nei tempi, o piccole differenze di regolazione, possono avere effetti massicci sulla crescita e lo sviluppo.

È ingenuo fingere che non ci siano profonde differenze genetiche ed epigenetiche tra i sessi. Ma non risolveremo la questione della portata delle differenze biologiche solo contando le differenze genetiche. Il modo in cui questi geni sono regolati e i loro effetti a valle sono ciò che fa la differenza tra uomini e scimpanzé, o uomini e donne.