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數出成套:同源染色體、倍性與46條染色體

為什麼人類有46條染色體,組成23對相配的——每對各來自父母一方——以及單倍體和二倍體究竟是什麼意思。

幾乎每樣東西都有兩份

人體細胞攜帶46條染色體,但更清楚的想法是把它們看成23對。一對中的兩個成員稱為同源染色體。它們長度相同,著絲粒位置相同,沿其長度攜帶相同順序的相同基因。每一對中,你從母親那裡繼承了一個同源染色體,從父親那裡繼承了另一個。

同源染色體攜帶相同的基因,但不一定是相同的版本。在任意一個位置——即一個基因座——兩條同源染色體可能持有相同的等位基因,也可能持有不同的。這正是遺傳的全部基礎:(幾乎)每個基因你都有兩份拷貝,每條同源染色體上一份,你攜帶哪些版本塑造了你的性狀。

單倍體、二倍體,以及為何重要

倍性就是一個細胞中完整染色體組的數目。擁有兩套相配染色體組的細胞——比如你的體細胞,有23對——是二倍體,記作2n。只有一套的細胞是單倍體,記作n。在人類中,n = 23,2n = 46。

唯一重要的例外是配子——卵子和精子。它們是單倍體,只攜帶23條染色體,每對中取一條。原因是算術:當卵子和精子結合時,它們的兩套單倍體組合在一起,恢復成二倍體的46條。如果配子是二倍體,每一代染色體數都會翻倍。先減半才能讓染色體數在世代間保持穩定。

Counting through one human life cycle:

  Body (somatic) cell ........ 2n = 46  (23 pairs, diploid)
         |
         |  meiosis halves the set
         v
  Egg ........................  n = 23  (haploid)
  Sperm ......................  n = 23  (haploid)
         |
         |  fertilisation adds the two sets
         v
  Fertilised egg (zygote) .... 2n = 46  (diploid again)

  n  + n  ->  2n
  23 + 23 ->  46   ... the count is restored, not doubled.
在形成配子時減半,受精時再加倍,使46保持不變。