מה הגודל של כרומוזום Y?

כרומוזום Y הוא אחד משני כרומוזומי המין בבני אדם. אצל זכרים יש בדרך כלל כרומוזום X אחד וכרומוזום Y אחד בכל תא, ואצל נקבות יש שני כרומוזומי X. כשתא מתחלק וכרומוזום Y ארוז הכי הדוק, אורכו מוערך ב-2 מיקרומטרים. מיקרומטר הוא מיליונית המטר.

גודל

דרך אחת למדוד כרומוזום היא לפי כמות הדנ״א שהוא מכיל, הנספרת בזוגות בסיסים, שלבי הסולם המתפתל של הדנ״א. הקריאה השלמה הראשונה של כרומוזום Y אנושי, שפורסמה ב-2023, מצאה 62,460,029 זוגות בסיסים. זה כמעט 2% ממערכת שלמה אחת של דנ״א אנושי.

כמו שאר הכרומוזומים, כרומוזום Y הוא מולקולת דנ״א ארוכה שכרוכה סביב חלבונים. זוגות בסיסים סמוכים נמצאים במרחק של 0.34 ננומטר זה מזה, וננומטר הוא מיליארדית המטר. לכן הדנ״א של כרומוזום Y שלם, אילו נמתח, היה באורך של כ-2.1 סנטימטרים.

כשתא מתכונן להתחלק, הכרומוזומים שלו מתעבים ונעשים קצרים בערך פי 10,000. מכאן הערכה גסה של 2 מיקרומטרים לכרומוזום Y ארוז הדוק. בשלב הזה כל כרומוזום כבר הועתק, ושני העותקים הזהים מחוברים זה לזה. הזוג ברוחב של כ-1 מיקרומטר, גדול מספיק כדי שאפשר יהיה לראותו במיקרוסקופ אור.

השוואות גודל

• כרומוזום Y ארוז הדוק, באורך של כ-2 מיקרומטרים, ארוך בערך כמו חיידק E. coli.
• כרומוזום X מכיל כ-155 מיליון זוגות בסיסים, כמות דנ״א הגדולה בערך פי שניים וחצי מזו של כרומוזום Y.
• כ-40–50 כרומוזומי Y ארוזים הדוק, מונחים זה אחר זה, היו משתרעים על פני שערת אדם, שרוחבה 80–100 מיקרומטרים.
• אילו כרומוזום Y ארוז הוגדל לגודל של אדם בגובה 1.7 מטרים, הדנ״א שלו, אילו נמתח באותו קנה מידה, היה באורך של כ-17 קילומטרים.

מה עושה כרומוזום Y

כרומוזום Y מכיל כנראה 70 עד 200 גנים שנושאים הוראות לייצור חלבונים. ההערכה משתנה כי חוקרים משתמשים בשיטות שונות כדי לספור גנים. רבים מהגנים האלה מעורבים בהתפתחות זכרית. הגן SRY שעל כרומוזום Y גורם לעובר להתפתח כזכר, וגנים אחרים נחוצים כדי להוליד ילדים.

לא כל חלקי כרומוזום Y ייחודיים לו. באזורים מסוימים, שנקראים אזורים פסאודואוטוזומליים, יש גנים שנמצאים גם על כרומוזום X. כתוצאה מכך, לגברים ולנשים יש שני עותקים פעילים של הגנים האלה.

הכרומוזום האחרון שפוענח

כרומוזום Y היה הכרומוזום האנושי האחרון שנקרא במלואו, מקצה אחד לקצה השני. חלק גדול ממנו בנוי מקטעי דנ״א ארוכים שחוזרים על עצמם ובתמונת ראי, וקשה לסדר אותם. יותר ממחצית כרומוזום Y חסרה ברצף הייחוס הסטנדרטי שבו השתמשו המדענים קודם.

ב-2023 פרסמה קבוצת מדענים שנקראת קונסורציום Telomere-to-Telomere את הרצף השלם של כרומוזום Y של גבר אחד. הרצף הוסיף לרצף הייחוס יותר מ-30 מיליון זוגות בסיסים, ובהם האזור החוזר בזרוע הארוכה.

גודלם של כרומוזומי Y שונה מגבר לגבר. מחקר משנת 2023 על כרומוזומי Y של 43 גברים מצא גדלים של 45.2 עד 84.9 מיליון זוגות בסיסים. החלק ששונה הכי הרבה היה האזור החוזר בזרוע הארוכה, שהכיל 17.6 עד 37.2 מיליון זוגות בסיסים במקומות שבהם אפשר היה לקרוא אותו במלואו. לפי אותה הערכה של קיצור פי 10,000, אורכם של כרומוזומי Y של הגברים האלה היה כ-1.5 עד 3 מיקרומטרים כשהם ארוזים הדוק.

מקורות

• Y chromosome. MedlinePlus Genetics, National Library of Medicine.
• X chromosome. MedlinePlus Genetics, National Library of Medicine.
• The complete sequence of a human Y chromosome. Rhie et al., Nature, 2023.
• Assembly of 43 human Y chromosomes reveals extensive complexity and variation. Hallast et al., Nature, 2023.
• Cell Division. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• DNA Structure and Sequencing. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• Decrease in overall length generated by chromosome condensation during mitosis in animal cells (BNID 105211). BioNumbers, Harvard Medical School, citing D. O. Morgan, The Cell Cycle, 2007.
• How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures (BIPM).