染色体とは？有性生殖とは？

ヒトの遺伝

ヒトは親から子へ、遺伝が起こります。
これによって親の目元が子の目元に似ていたり、親がかかった病気に子もかかったり…
このように親から子へ形質が伝えられるのが遺伝です。

ここではどのような仕組みで遺伝が起こるのかを見ていきます。

有性生殖と無性生殖

生物の生殖（子孫を作る行為）には有性生殖と無性生殖という２種類があります。

有性生殖とは？

有性生殖は、２つの親からの遺伝情報の組み合わせによって新たな個体が生成される繁殖方法です。親の遺伝情報は、配偶子（卵子と精子）を介して受け継がれ、受精によって新たな個体が形成されます。

つまり新たな子孫を作るために、親が２つ（ヒトだと父と母、動物だと雄と雌 など）必要な生殖が有性生殖です。

もちろんヒトは有性生殖をおこないます。

よって有性生殖を行う場合は、２つの親の両方の遺伝情報が子に伝達されることになります。
これによって親の形質を引き継ぎつつも、親と全く同じ形質にはならないため、遺伝的な多様性も生じることになります。

無性生殖とは

無性生殖は、１つの親のみによって新たな個体が生成される繁殖方法です。無性生殖では、親の遺伝情報が完全に受け継がれるため、遺伝的多様性はほとんど生じません。

例えば、アメーバは親となる個体が分裂し、そのまま親と子に分かれます。

こうしてできる子孫には、親のゲノムがそのまま100％引き継がれることになります。
そのため無性生殖によってできる子はクローンとして親と全く同じ個体になります。

無性生殖には繁殖の速度や効率を向上させることができるというメリットもあります。

染色体とは？

ヒトの遺伝情報をまとめてゲノムといいますが、ゲノムは染色体というものに含まれています。
ヒトの遺伝情報はDNAの塩基配列そのものです。
DNAはヒストンというタンパク質に巻き付いて、ヌクレオソームと呼ばれる状態になります。ヌクレオソーム同士はつながっていて、そのヌクレオソームの集合をクロマチンと呼びます。
そしてクロマチンが集まったものが染色体です。

単純化すると、染色体というものの中に遺伝子が詰まっているというイメージです。

よく「ヒトの染色体４６本ある」ということを聞いたことがあると思いますが、「どの形をした染色体が４６本あるのか」を勘違いしている人が非常に多いです。

これを読めば染色体についてはっきりと理解できますので、ひとつひとつ抑えていきましょう！

凝集時の染色体

上の画像は凝集時のヒトの染色体を表しています。「ｉ字」の形をした１本１本が染色体です。

ヒトには１～２２と書かれた２２種類の染色体があります。これらは常染色体と呼ばれます。
画像を見るとわかるように、１種類の染色体につき２本あります。
よって常染色体は２２種類が２本ずつで４４本あります。

そしてX、Yと書かれた染色体があります。これは性染色体と呼ばれ、性別を決めるものです。
男性はX染色体とY染色体を１本ずつ（XY）、女性はX染色体を２本（XX）持っています。

従って、ヒトは常染色体２２種類×２本ずつ＝４４本と、性染色体２本で合計４６本の染色体をもちます。

相同染色体

４６本の染色体で、同じ形をした染色体が２本ずつあるのはなぜでしょうか。
これのペアになった染色体は相同染色体と呼ばれます。

先ほどの画像のように、相同染色体どうしは長さやセントロメア（くびれ部分）の位置などの性質が全く同じです。
相同染色体は、同じ遺伝情報をもちます。例えばある染色体に目元の形を決める遺伝子が含まれていたとすると、その相同染色体にも目元の形を決める遺伝子が含まれています。

ヒトが２３セットの相同染色体をもつのは、ヒトが有性生殖を行うためです。
ヒトは父親と母親の両方から遺伝子を受け継ぎます。
相同染色体のうち片方が父親由来で、もう片方が母親由来であるということです。

染色体の組数はｎの係数で表されます。
ヒトは２組の相同染色体をもつので「２ｎ」となります。
またヒトは４６本の染色体をもつので「２ｎ＝４６」と表します。

ヒトのように２組の染色体を持つ細胞は二倍体細胞と呼ばれます。

染色体の複製

染色体のイメージとして、上のような画像を思い浮かべた人もいるかもしれません。

この画像は、染色体が複製された状態を表しています。
↑これがとても重要です。

先ほどの画像と見比べてみてください。１本１本の染色体がさらに２つに分かれています。
先ほどは「ｉ字 」だったのが「Ｘ字」になっています。

染色体はDNAが合成された時点で、複製されています。１本１本の染色体はすべて複製されて、２本の染色体がセントロメア（Ｘの交差箇所）でくっついている状態になっています。この複製された２本の染色体は、姉妹染色分体と呼ばれます。

よって複製された状態においては、２つの姉妹染色分体がくっついて（Ｘ字の状態）、それが４６個あるということです。
そしてＸ字の姉妹染色分体は相同染色体をもつので、Ｘ字は全部で２３種類あります。

まとめ