Почему у большинства людей 23 пары хромосом?

[Carding 4 Carders]

Почти каждая человеческая клетка имеет 23 пары хромосом, всего 46.

Возможно, вы слышали, что 137 - это магическое число, но если вы спросите генетика, он скажет вам, что настоящая магия - в 46. Почему 46? Потому что это общее количество хромосом, обнаруженных почти в каждой человеческой клетке - 23 пары, если быть точным - и эти маленькие нитевидные структуры содержат всю информацию о том, кто вы и что делает вас уникальным.

ДНК и хромосомы​

Чтобы понять, что такое хромосомы, сначала нужно понять, что такое ДНК. ДНК, официально известная как дезоксирибонуклеиновая кислота, представляет собой сложную молекулу, обнаруженную во всех растениях и животных. Он находится почти в каждой клетке организма и содержит всю информацию, необходимую для поддержания этого организма в рабочем состоянии (а также в развитии и воспроизводстве). ДНК также является основным способом передачи организмом наследственной информации. В процессе воспроизводства часть ДНК передается от родителей к потомству. Короче говоря, ДНК - это то, что рассказывает историю вашей совершенно уникальной биологии.

Как вы, наверное, догадались, ДНК должна быть довольно длинной, чтобы хранить всю эту важную информацию. И это так - если вы растянете ДНК только в одной клетке на всю длину, она будет примерно 2 метра в длину, и если вы поместите ДНК во все свои клетки вместе, у вас будет цепь примерно в два раза больше диаметра солнечной системы.

К счастью, ячейки довольно умны и имеют гениальный способ упаковки всей этой информации в компактные пакеты. Введите: хромосома.

Хромосома, название которой происходит от греческих слов, обозначающих цвет (цветность) и тело (сома), представляет собой клеточную структуру (или тело), которую ученые могут определить под микроскопом, окрашивая ее цветными красителями (понятно?). Каждая хромосома состоит из белка и, как вы уже догадались, ДНК.

Точнее, каждая хромосома содержит ровно одну молекулу ДНК, и эта длинная цепочка генетической информации плотно обернута вокруг белка (называемого гистоном), который действует как катушка, эффективно связывая длинную, богатую информацией молекулу в идеальную размер и форма должны соответствовать ядру клетки. Каждая человеческая клетка имеет 23 пары хромосом, всего 46 (не считая сперматозоидов и яйцеклеток, каждая из которых содержит только 23 хромосомы).

Почему 23 пары?​

Магическое число 46 (23 пары) на ячейку не универсально среди живых существ. Однако, во-первых, люди также являются «диплоидными» видами, а это означает, что большинство наших хромосом входят в согласованные наборы, называемые гомологичными парами (два члена каждой пары называются гомологами). Многие животные и растения диплоидны, но не все из них 46 . Например, у комаров диплоидное число хромосом - шесть, у лягушек - 26, а у креветок - колоссальное количество хромосом - 508!

Но почему у людей 23 пары? Произошло это в процессе эволюции. «У людей есть 23 пары хромосом, в то время как все другие человекообразные обезьяны (шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны) имеют 24 пары хромосом», - сообщает доктор философии Белен Херл по электронной почте. Хёрл - научный сотрудник Национального исследовательского института генома человека при Национальных институтах здравоохранения. "Это связано с тем, что в эволюционной линии человека две наследственные хромосомы обезьяны слились на своих теломерах [кончиках], образуя хромосому 2 человека. Таким образом, у человека на одну пару хромосом меньше. Это одно из основных различий между геномом человека и геномом человека. геном наших ближайших родственников".

Теперь давайте вернемся к проблеме со спермой и яйцеклеткой - эти клетки имеют только одну гомологичную хромосому из каждой пары и считаются «гаплоидными». Вот почему: когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, они объединяют свой генетический материал, образуя один полный диплоидный набор хромосом. И если задуматься, это имеет смысл. Это означает, что каждый родитель вносит один гомолог в гомологичную пару хромосом в клетках своего ребенка.

Рассмотрим группу крови в качестве наглядного примера: люди с группой крови AB унаследовали две разные генные вариации на своих двух гомологичных хромосомах - одну для A и одну для B, которые при объединении производили AB.

Слишком много или слишком мало хромосом​

Теперь вы знаете, что в учебнике здорового человека есть 23 пары хромосом почти в каждой клетке его тела, но жизнь - не всегда учебник. Что произойдет, если что-то вызовет развитие большего или меньшего количества хромосом? Прирост или потеря хромосом от стандарта 46 (так называемая анеуплоидия) происходит либо во время формирования репродуктивных клеток (сперматозоидов и яйцеклеток), либо на раннем этапе развития плода, либо в любой другой клетке тела после рождения.

Одной из наиболее распространенных форм анеуплоидии является «трисомия», то есть наличие дополнительной хромосомы в клетках. Одним из хорошо известных результатов трисомии является синдром Дауна, который представляет собой состояние, вызываемое тремя копиями 21 хромосомы в каждой клетке. Эта дополнительная хромосома дает в общей сложности 47 хромосом на клетку, а не 46.

Потеря одной хромосомы в клетке называется «моносомией» и описывает состояние, при котором у людей есть только одна копия определенной хромосомы на клетку, а не две. Синдром Тернера, при котором у женщины есть только одна копия Х-хромосомы на клетку по сравнению с двумя обычными, считается формой моносомии.

Есть и другие варианты анеуплоидии, и в крайних случаях они могут поставить под угрозу жизнь человека. Кроме того, у раковых клеток также есть изменения в количестве хромосом. В отличие от изменений, происходящих в репродуктивных клетках, эти изменения происходят в других клетках тела, поэтому они не передаются по наследству.

Вот это интересно
Хромосомы X и Y были названы не случайно - их формы на самом деле напоминают буквы X и Y соответственно.