理科生物

「染色体」の役割とは?もし染色体に異常がおこるとどうなるのか医学部研究室の実験助手が5分でわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。突然だが君たちは染色体についてどれくらい知っているだろうか?
染色体という単語は中学校の理科で初めて出てくるわけだが、DNAと深い関係があるということくらいは知っている人も多いことだろう。
では、そんな染色体に異常が起こると俺たちの体には何か変化があるのだろうか?

今回は染色体の役割と、染色体に異常が起こったときに表れる体の変化とは何かを、生物に詳しいライターオリビンと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/オリビン

理系大学院を卒業した後、医学部のバイオ系研究室で実験助手をしている。毎日DNAの解析を行い、遺伝による疾患を見つけるための実験をしているため、遺伝の法則については熟知している。

染色体とは

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生き物の体はDNA(デオキシリボ核酸)の中でも遺伝子と呼ばれる配列によって決められていることをご存知でしょうか。遺伝子は塩基と呼ばれる4種類の成分で構成されており、それぞれA(アデニン)、T(チミン)、C(シトシン)、G(グアニン)と呼ばれています。この塩基配列から決められたタンパク質が合成され、それぞれ異なる役割を持っているのです。

染色体とは、遺伝子を含むDNAが保管されている構造体のことを言います。DNAは染色体の中にあり、染色体が収められているのが体細胞の核の中です。染色体の数は生き物によって違い、ヒトだと23対46本あります。

時々耳にするヒトゲノムとは、23本の染色体のことです。23本の染色体にはヒトの全ゲノム配列が含まれています。

染色体の役割

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染色体の役割ですが、1つは先程も説明したとおりDNAを保管することです。染色体上の遺伝子は決められた順序に従って配列しており、それぞれの遺伝子は遺伝子座と呼ばれる染色体上の特定の位置に配置されています。そしてもう1つは性別を決定することです。染色体には性別を決定するための染色体(性染色体)が1対あり、どのような組み合わせかで性別が決まるんですよ。

染色体には対立遺伝子が同じ順序で配列していて、形と大きさが等しい染色体が2本あり、これを相同染色体と呼んでいます。相同染色体はそれぞれ父親と母親から1本ずつ受け継がれてきたものです。

染色体の数と性染色体

染色体の数と性染色体

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染色体の数は生き物によって違うことをご存知でしょうか?人の場合は1956年にチオとレヴァンによって染色体の数が23対46本であることが明らかにされました。他の動物では豚と猫が38本、犬では78本、アヒルでは80本の染色体があります。全ての染色体は対で存在しますが、研究が進むにつれて例外があることが発見されたのです。その例外とは、片方の性別では全ての染色体が対になっているのに、もう片方の性別では1組だけ対にならない染色体があることでした。

哺乳類ではオスで、鳥類ではメスに対にならない染色体があります。つまり、性別の遺伝は染色体によって決まるということです。このような染色体を性染色体と呼びます。

性染色体にはX染色体とY染色体があり、哺乳類の場合はY染色体を持っているものが男性で、X染色体のみが女性となるのです。

体細胞分裂と減数分裂のときの染色体の数

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私達ヒトを例に、体細胞分裂のときと減数分裂のときの染色体の動きについて説明していきます。

体細胞分裂とは、その名の通り体細胞が分裂して2個になることです。この分裂を有糸分裂とも呼びます。体細胞分裂では1つの細胞にある46本の染色体を複製し、2個の細胞へ分けられるのです。

一方、減数分裂は生殖細胞のみで行われる分裂なので体細胞では起こりません。また、2本で1対だった染色体は1本ずつに分けられます。これは後に精子と卵が受精した際、2つの生殖細胞が1つに合わさるためです。減数分裂の際に染色体に乗り換えが起こるため、遺伝情報の新しい組み合わせができます。生物は遺伝的に多様性である必要があるため、減数分裂により様々な遺伝子の組み合わせができるようになっているのです。

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生物によって染色体の数が違うため、猫と犬は交配できないし、人間とチンパンジーも交配することはできないんだ。染色体の数により種が保存されているんだな。

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