核型與倍性
/ KAIR-ee-oh-type / PLOY-dee /
如果你給一個正在分裂的細胞染色、拍下它的染色體,再把它們剪下來按大小整齊配對,你就得到了這個生物全套染色體的一幅「全家福」。這幅經過整理的圖就是核型,而對染色體進行計數和配對又引出第二個概念——倍性,即一個細胞攜帶多少套完整的染色體組。
核型是一個細胞或物種的全套染色體,按數目、大小和形狀展示(染色產生的帶型有助於將它們區分開)。人類的核型有 46 條染色體:22 對相互配對的常染色體,加上一對性染色體(XX 或 XY)。倍性描述存在多少份基本染色體組的拷貝。人類大多數體細胞是二倍體(2n)——每種染色體兩條,分別遺傳自父母雙方——而卵子和精子是單倍體(n),各攜帶一套,使受精得以恢復二倍體的數目。許多植物和一些動物是多倍體,攜帶三套、四套或更多完整組,這是通往更大基因組和新物種的一條途徑。
核型與倍性在臨床和演化上都很重要。檢查核型可揭示整條染色體層面的異常:第 21 號染色體多出一份(21 三體)會導致唐氏綜合症,性染色體的缺失或增多則引起其他狀況。這類錯誤通常源於染色體在細胞分裂時未能正確分開。在演化和農業中,多倍體一直是一股重要力量——許多作物(如小麥)是多倍體,而全基因組複製塑造了許多譜系的歷史。核型實際上就是基因組在整條染色體層面的「目錄」。
人類核型寫作 46,XX(典型女性)或 46,XY(典型男性)。唐氏綜合症表現為 47,XX,+21 或 47,XY,+21——多出一份第 21 號染色體,在排列好的染色體圖中一眼可見。
核型把每一條染色體都擺出來;倍性則數完整的組。
染色體數目不是複雜程度的衡量標準:一種蕨類可以有上千條染色體,而某些鹿只有寥寥幾條。而且人類是二倍體而非單倍體——每個體細胞通常持有兩份基因組,而非一份。