人类23对染色体种类(为什么大多数人类有23对染色体)(1)

你可能听说过137是一个神奇的数字,但如果你问遗传学家,他们会告诉你,真正神奇的数字是46。为什么是46呢?因为,这是在几乎每个人类细胞中发现的染色体总数 —— 确切地说是23对染色体。而那些细小的线状结构,包含了关于你是谁以及你的独特之处的所有信息。

DNA和染色体

要想理解染色体是什么,你首先要理解DNA是什么。DNA的正式名称是脱氧核糖核酸,它是一种复杂的分子,存在于所有的动植物中。它几乎存在于生物体的每一个细胞中,它包含了维持生物体正常运转(发育和繁殖)所必需的所有信息。DNA也是生物体传递遗传信息的主要方式。在繁殖的过程中,一部分DNA会从父母传给后代。简而言之,DNA讲述了你独一无二的生物学故事。

正如你可能想象的那样,DNA需要很长的时间来保存所有重要的信息。如果你把一个细胞中的DNA拉伸到它的全长,它的长度大约是2米,如果你把所有细胞中的DNA连在一起,你就会得到一条长度大约是太阳系直径两倍的长链。

幸运的是,细胞非常聪明,并且有一种巧妙的方式将所有的信息打包到节省空间的“包裹”中。输入:染色体。

染色体的名字,来源于希腊语中表示“颜色(chroma)”和“身体(soma)”的单词,它是一种细胞结构,科学家可以通过染色在显微镜下发现它,每个染色体都是由蛋白质和DNA组成的。

准确地说,每条染色体都包含一个DNA分子,而遗传信息的长串紧紧缠绕着蛋白质(或称为组蛋白),它的作用就像一个线轴,有效地将这个冗长的、信息丰富的分子捆绑成完美的大小和形状,以适合细胞的细胞核。每个人类细胞都有23对染色体,总共46个(除了精子和卵细胞,每个细胞只有23条染色体)。

为什么是23对?

每个细胞46(23对)的神奇数字在生物中并不普遍。首先,人类碰巧也是一个“二倍体”物种,这意味着我们的大多数染色体都是成对配对的同源染色体(每对染色体的两个成员被称为同源染色体)。许多动植物也都是“二倍体”,但并不是所有的动植物都有46个二倍体。例如,蚊子有6条二倍体染色体,青蛙有26条,虾有高达508条染色体!

但是,为什么人类有23对呢?它发生在进化过程中。人类有23对染色体,而所有其他类人猿(黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩和猩猩)都有24对染色体。基因研究专家表示,这是因为在人类进化谱系中,两个祖先类人猿染色体在其端粒(尖端)处融合,产生人类2号染色体。因此,人类少了一对染色体。这也是人类基因组和我们的类人猿近亲基因组之间的主要区别之一。

现在,让我们回到精子和卵子的问题上。这些细胞每对只有一条同源染色体,被认为是“单倍体”。其原因是这样的:当精子和卵子融合时,它们结合自己的遗传物质形成一套完整的二倍体染色体。如果你仔细想想,这是完全合理的。这意味着每个父母在他们孩子的细胞中,为一对同源染色体贡献一个同源物。

以血型为例:AB型血的人,在他们的两条同源染色体上遗传了两种不同的基因变异,一条为A染色体,一条为B染色体。当两者结合时,就产生了AB型血。

染色体太多或太少会怎样?

现在,你知道为什么教科书上的案例总是说,一个健康的人几乎身体的每个细胞都有23对染色体。但是,生活并不总是教科书。如果有什么东西导致了染色体发育过多或过少,会发生什么事?标准的46(称为非整倍体)染色体的获得或丢失,发生在生殖细胞(精子和卵)形成过程中、胎儿早期发育过程中或出生后身体的任何其他细胞中。

非整倍体最常见的形式之一是“三体性”,即细胞中存在额外的染色体。三体综合征的一个众所周知的结果是:唐氏综合征。这是一种由每个细胞中的21号染色体的三个拷贝引起的疾病。这个额外的染色体导致每个细胞共有47条染色体,而不是46条。

细胞中一条染色体的丢失被称为“单体”,它描述了一种情况,即每个细胞只有一个特定染色体的拷贝,而不是两个。特纳综合征,女性每个细胞只有一个X染色体拷贝,而正常的两个细胞只有一个X染色体拷贝,被认为是一种单体。

非整倍体还会有其他变异,在极端情况下,它们可能危及一个人的生命。此外,癌细胞的染色体数目也有变化。与生殖细胞发生的变异不同,这些变化发生在身体的其他细胞中,所以它们不是遗传的。


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