性染色體:不僅僅關乎性別

這兩天看見新聞報道說,復旦大學的課題組利用Y染色體追蹤到了曹操,解決了一些關於曹操的歷史之謎,恰恰這幾天整理資料,發現電腦里有篇以前自己寫的關於性染色體的文章,但覺得寫得不好,也很簡單,一直藏在電腦里,不過現在倒也與這條新聞應景,就拿出來權當小資料分享一下,請內行的博友斧正。    

  人體是由大約百萬億個細胞構成的,細胞的分化和功能表達構造出完美的人體結構,細胞的核心——細胞核是由23對染色體構成,它們由高度螺旋化的DNA(脫氧核糖核酸)構成,攜帶著遺傳基因,其中一對染色體名叫性染色體,顧名思義是與性別有關的染色體,其作用在於決定人體的性別分化。有兩種性染色體,一種叫X染色體,一種叫Y染色體,女性的一對性染色體都是X染色體(XX),男性的一對性染色體是X染色體和Y染色體各一個(XY)。值得一提的是,人群中也存在著極個別性染色體異常的人,如XXY,XYY,XXX,X,不過這些都是病態,這些人一般都存在著外表、性格、生育能力等的嚴重缺陷。如XYY者叫超雄綜合症,XXX者叫超雌綜合症,從字面上理解,調侃點說是比man還man,比芭比娃娃還芭比,它們對於人體有什麼危害,有興趣的博友可以查些資料看看。

X染色體(左)和Y染色體(右),X染色體大約是Y染色體的3倍長,攜帶的基因是Y染色體的100倍

生男生女它說了算

  生男生女歷來是新婚燕爾最關心的話題之一,許多人都希望能按照自己的心愿要個男孩或女孩。但是生男生女並非隨心所欲,這主要由男方的性染色體決定。  生殖是一個奇妙的過程,也遵循著一些精準的規律,人是通過男女生殖細胞——精子和卵子的結合而孕育,男性的精原細胞經過減數分裂——23對染色體變成23條,產生兩種數目相等的精子,分別是含有X染色體和含有Y染色體的精子,女性的卵原細胞減數分裂後產生的卵子都只含有X染色體。當精子與卵子結合後,受精卵的染色體又恢復成23對。若含X染色體的精子與卵子結合,受精卵性染色體為XX型,就會發育成女胎;若含Y染色體的精子與卵子結合,受精卵性染色體為XY型,就會發育成男胎。  因此,生男生女取決於參加受精的究竟是X精子,還是Y精子。而精子與卵子的結合是隨機的,是不以人們的意志為轉移的,這樣才能維持人類兩性比例的大體平衡,這個平衡不容打破,否則將造成不堪設想的社會問題甚至社會危機。  據研究,人們的生活環境、飲食習慣能影響生男生女,一些研究指出,環境污染能導致女嬰的出生率增加,這或許是Y精子比X精子更加脆弱,適應環境的能力差,但是也有一些相反的研究結論認為環境污染導致男嬰增加。可以肯定的是,環境污染對新生嬰兒變化趨勢確實存在影響,但這種作用到底是什麼,現在還不完全清楚。不過人們完全清楚的是,影響性別比例、導致性別平衡最大的推手還是人們自己。  據報道,由於重男輕女的社會觀念還根深蒂固,再加上B超等現代診斷技術的普及,鑒別胎兒性別易如反掌(有些基層醫院給醫生塞一百塊錢就告訴你是男孩還是女孩),我國許多地區尤其是農村地區居民選擇性墮胎比較普遍,導致新生兒性別比例失調。正常的出生性別比(指平均每100個新出生女孩所對應的男孩數)是105—106左右(這個數字的出現是由於Y精子與卵子結合的概率稍高些,由於男嬰死亡率比女嬰略高,這樣到了婚育年齡男女比例就基本持平了),我國出生性別比從1982年的107.1上升到2000年的116.9,2003年以來,已高達120左右。據專家預測,如果當前我國出生性別比在120左右高位波動的趨勢得不到遏制,2020年以後婚齡男性多於女性數字將大大超出3000萬,可能有四五千萬男人得打光棍,那將是一個多麼可怕的情景啊。

伴性遺傳

  現代遺傳學發現,性染色體上的某些基因還決定人類的某些性狀(即某些人體特徵),這些性狀的遺傳必然與性別有很大關聯,因此科學家稱之為伴性遺傳,許多生物都有伴性遺傳現象,近一個世紀前遺傳學先驅摩爾根對紅眼和白眼果蠅的研究就是對伴性遺傳的開端,對於人類,目前了解最清楚的是紅綠色盲和血友病的伴性遺傳。  紅綠色盲是一種最常見的部分色盲,分為紅色盲和綠色盲,患紅綠色盲的人不能區分紅色或綠色,這主要是因為他們眼中相應的光感細胞有問題。血友病,以前稱之為貴族病,這是因為歐洲歷史上哪位大名鼎鼎的英國女王維多利亞通過她的女兒們,把這種病帶到了德國、西班牙及俄國等多國王室,血友病使一些王室倒了血霉,如沙皇俄國的滅亡很難說與這種疾病沒有半點關係。血友病是一種凝血障礙疾病——正常人的小傷口出血很快就會凝固,但血友病患者由於血液中缺乏一些凝血因子,從而出血不止,不加註意便會危及生命。

您能看清這幅圖上的字母和數字嗎?不能的話,那您可能也有色盲

  這兩種疾病的致病基因都位於X染色體上,由於女性有兩個X染色體,一個正常X染色體正常基因可以抑制另一個X染色體上的致病基因(兩個X染色體上都帶有致病基因是非常罕見的),而男性只有一個X染色體,一旦X染色體出現致病基因,Y染色體缺乏對應的等位基因來抵消其作用,從而發病,因此這種疾病的特點都是男性發病。一個女性致病基因攜帶者與一個正常男性結婚,其男性後代得此病的概率為50%, 女性後代攜帶致病基因的概率為50%。一個正常女性如與一個男性患者婚配,父親的致病基因可隨X染色體傳給他們的女兒,不會傳給兒子,女兒再把父親傳來的致病基因傳給她的兒子,這種遺傳特點,在遺傳學上叫做交叉遺傳。

追尋祖先的足跡

  人類的Y染色體直接代表著父系遺傳,當一名男子有了兒子,他的X染色體不會傳給兒子,只有Y染色體會傳給兒子。人類Y染色體兩端部分在傳代過程中與X染色體相應區段會發生重組而發生變化,而主幹部分不與任何染色體發生重組,在歲月長河中發生的天然突變也非常緩慢,逐漸積累。因此Y染色體能作為一種遺傳標記來追蹤人類父系祖先,不過女性要通過這種方法來追蹤她的父系祖先,必須藉助家族中男性來檢測了,因為女性是沒有Y染色體的。   蘭巴(Lemba)人是居住在南部非洲黑色人種,大約7萬人,他們信奉古老的猶太教,代代相傳說他們是猶太人,本來是住在葉門的金屬匠,後來遷居非洲南部,因為災難的阻礙而被迫留在了當地,有的人就在當地娶妻生子,定居下來。經過科學家的測試,發現蘭巴人Y染色體的變異模式與猶太人的Y染色體變異模式很相近,因此推斷他們的父系祖先很可能就是猶太人。

身著猶太傳統服飾的非洲蘭巴人,Y染色體序列分析他們是失落的以色列人

據媒體報道,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究人員曾通過對Y染色體的分析成功繪製出我國男性的進化地理分布圖譜,支持了東亞人群的南線假說,同時也首次為北線假說找到直接證據。人類分子遺傳學的研究成果支持人類走出非洲學說,但是至於遷移的路線存在著爭議。以前的研究表明,東亞人群的祖先在離開非洲後進入阿拉伯半島,沿印度洋海岸線進入東南亞地區,後來逐漸向北部內陸地區擴張,即東亞人群遷徙由南到北的南線假說。但與此同時,學術界還存在北線假說,即史前人類從北非進入地中海東部地區,然後沿東西走向分別進入中亞和歐洲。該研究發現,東亞人群Y-染色體上存在的4個主要遺傳序列占檢測人數約93%,還有約7%存在著中亞和歐洲地區的遺傳序列,表明北線遷移也對東亞人口構成貢獻不小,來自北線的人群加大了東亞南北方人群的遺傳差異。

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