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性染色体:不仅仅关乎性别 精选

已有 13282 次阅读 2013-11-20 15:56 |个人分类:自然|系统分类:科普集锦

      这两天看见新闻报道说,复旦大学的课题组利用Y染色体追踪到了曹操,解决了一些关于曹操的历史之谜,恰恰这几天整理资料,发现电脑里有篇以前自己写的关于性染色体的文章,但觉得写得不好,也很简单,一直藏在电脑里,不过现在倒也与这条新闻应景,就拿出来权当小资料分享一下,请内行的博友斧正。
    

     人体是由大约百万亿个细胞构成的,细胞的分化和功能表达构造出完美的人体结构,细胞的核心——细胞核是由23对染色体构成,它们由高度螺旋化的DNA(脱氧核糖核酸)构成,携带着遗传基因,其中一对染色体名叫性染色体,顾名思义是与性别有关的染色体,其作用在于决定人体的性别分化。有两种性染色体,一种叫X染色体,一种叫Y染色体,女性的一对性染色体都是X染色体(XX),男性的一对性染色体是X染色体和Y染色体各一个(XY)。值得一提的是,人群中也存在着极个别性染色体异常的人,如XXY,XYY,XXX,X,不过这些都是病态,这些人一般都存在着外表、性格、生育能力等的严重缺陷。如XYY者叫超雄综合症,XXX者叫超雌综合症,从字面上理解,调侃点说是比man还man,比芭比娃娃还芭比,它们对于人体有什么危害,有兴趣的博友可以查些资料看看。

 X染色体(左)和Y染色体(右),X染色体大约是Y染色体的3倍长,携带的基因是Y染色体的100倍

 

生男生女它说了算

  生男生女历来是新婚燕尔最关心的话题之一,许多人都希望能按照自己的心愿要个男孩或女孩。但是生男生女并非随心所欲,这主要由男方的性染色体决定。
  生殖是一个奇妙的过程,也遵循着一些精准的规律,人是通过男女生殖细胞——精子和卵子的结合而孕育,男性的精原细胞经过减数分裂——23对染色体变成23条,产生两种数目相等的精子,分别是含有X染色体和含有Y染色体的精子,女性的卵原细胞减数分裂后产生的卵子都只含有X染色体。当精子与卵子结合后,受精卵的染色体又恢复成23对。若含X染色体的精子与卵子结合,受精卵性染色体为XX型,就会发育成女胎;若含Y染色体的精子与卵子结合,受精卵性染色体为XY型,就会发育成男胎。
  因此,生男生女取决于参加受精的究竟是X精子,还是Y精子。而精子与卵子的结合是随机的,是不以人们的意志为转移的,这样才能维持人类两性比例的大体平衡,这个平衡不容打破,否则将造成不堪设想的社会问题甚至社会危机。
  据研究,人们的生活环境、饮食习惯能影响生男生女,一些研究指出,环境污染能导致女婴的出生率增加,这或许是Y精子比X精子更加脆弱,适应环境的能力差,但是也有一些相反的研究结论认为环境污染导致男婴增加。可以肯定的是,环境污染对新生婴儿变化趋势确实存在影响,但这种作用到底是什么,现在还不完全清楚。不过人们完全清楚的是,影响性别比例、导致性别平衡最大的推手还是人们自己。
  据报道,由于重男轻女的社会观念还根深蒂固,再加上B超等现代诊断技术的普及,鉴别胎儿性别易如反掌(有些基层医院给医生塞一百块钱就告诉你是男孩还是女孩),我国许多地区尤其是农村地区居民选择性堕胎比较普遍,导致新生儿性别比例失调。正常的出生性别比(指平均每100个新出生女孩所对应的男孩数)是105—106左右(这个数字的出现是由于Y精子与卵子结合的概率稍高些,由于男婴死亡率比女婴略高,这样到了婚育年龄男女比例就基本持平了),我国出生性别比从1982年的107.1上升到2000年的116.9,2003年以来,已高达120左右。据专家预测,如果当前我国出生性别比在120左右高位波动的趋势得不到遏制,2020年以后婚龄男性多于女性数字将大大超出3000万,可能有四五千万男人得打光棍,那将是一个多么可怕的情景啊。

伴性遗传

  现代遗传学发现,性染色体上的某些基因还决定人类的某些性状(即某些人体特征),这些性状的遗传必然与性别有很大关联,因此科学家称之为伴性遗传,许多生物都有伴性遗传现象,近一个世纪前遗传学先驱摩尔根对红眼和白眼果蝇的研究就是对伴性遗传的开端,对于人类,目前了解最清楚的是红绿色盲和血友病的伴性遗传。
  红绿色盲是一种最常见的部分色盲,分为红色盲和绿色盲,患红绿色盲的人不能区分红色或绿色,这主要是因为他们眼中相应的光感细胞有问题。血友病,以前称之为贵族病,这是因为欧洲历史上哪位大名鼎鼎的英国女王维多利亚通过她的女儿们,把这种病带到了德国、西班牙及俄国等多国王室,血友病使一些王室倒了血霉,如沙皇俄国的灭亡很难说与这种疾病没有半点关系。血友病是一种凝血障碍疾病——正常人的小伤口出血很快就会凝固,但血友病患者由于血液中缺乏一些凝血因子,从而出血不止,不加注意便会危及生命。

您能看清这幅图上的字母和数字吗?不能的话,那您可能也有色盲


  这两种疾病的致病基因都位于X染色体上,由于女性有两个X染色体,一个正常X染色体正常基因可以抑制另一个X染色体上的致病基因(两个X染色体上都带有致病基因是非常罕见的),而男性只有一个X染色体,一旦X染色体出现致病基因,Y染色体缺乏对应的等位基因来抵消其作用,从而发病,因此这种疾病的特点都是男性发病。一个女性致病基因携带者与一个正常男性结婚,其男性后代得此病的概率为50%, 女性后代携带致病基因的概率为50%。一个正常女性如与一个男性患者婚配,父亲的致病基因可随X染色体传给他们的女儿,不会传给儿子,女儿再把父亲传来的致病基因传给她的儿子,这种遗传特点,在遗传学上叫做交叉遗传。


追寻祖先的足迹

  人类的Y染色体直接代表着父系遗传,当一名男子有了儿子,他的X染色体不会传给儿子,只有Y染色体会传给儿子。人类Y染色体两端部分在传代过程中与X染色体相应区段会发生重组而发生变化,而主干部分不与任何染色体发生重组,在岁月长河中发生的天然突变也非常缓慢,逐渐积累。因此Y染色体能作为一种遗传标记来追踪人类父系祖先,不过女性要通过这种方法来追踪她的父系祖先,必须借助家族中男性来检测了,因为女性是没有Y染色体的。
  兰巴(Lemba)人是居住在南部非洲黑色人种,大约7万人,他们信奉古老的犹太教,代代相传说他们是犹太人,本来是住在也门的金属匠,后来迁居非洲南部,因为灾难的阻碍而被迫留在了当地,有的人就在当地娶妻生子,定居下来。经过科学家的测试,发现兰巴人Y染色体的变异模式与犹太人的Y染色体变异模式很相近,因此推断他们的父系祖先很可能就是犹太人。

身着犹太传统服饰的非洲兰巴人,Y染色体序列分析他们是失落的以色列人


      据媒体报道,中国科学院遗传与发育生物学研究所研究人员曾通过对Y染色体的分析成功绘制出我国男性的进化地理分布图谱,支持了东亚人群的南线假说,同时也首次为北线假说找到直接证据。人类分子遗传学的研究成果支持人类走出非洲学说,但是至于迁移的路线存在着争议。以前的研究表明,东亚人群的祖先在离开非洲后进入阿拉伯半岛,沿印度洋海岸线进入东南亚地区,后来逐渐向北部内陆地区扩张,即东亚人群迁徙由南到北的南线假说。但与此同时,学术界还存在北线假说,即史前人类从北非进入地中海东部地区,然后沿东西走向分别进入中亚和欧洲。该研究发现,东亚人群Y-染色体上存在的4个主要遗传序列占检测人数约93%,还有约7%存在着中亚和欧洲地区的遗传序列,表明北线迁移也对东亚人口构成贡献不小,来自北线的人群加大了东亚南北方人群的遗传差异。

 



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