How big is Y-chromosoom?

Het Y-chromosoom is een van de twee geslachtschromosomen bij mensen. Mannen hebben normaal gesproken in elke cel één X- en één Y-chromosoom, en vrouwen hebben twee X-chromosomen. Wanneer een cel zich deelt en het Y-chromosoom het strakst is samengepakt, is het naar schatting 2 micrometer lang. Een micrometer is een miljoenste van een meter.

Grootte

Een manier om een chromosoom te meten is aan de hand van de hoeveelheid DNA die het bevat, geteld in basenparen, de sporten van de gedraaide DNA-ladder. De eerste volledige uitlezing van een menselijk Y-chromosoom, gepubliceerd in 2023, leverde 62.460.029 basenparen op. Dat is bijna 2 procent van één volledige set menselijk DNA.

Net als de andere chromosomen is het Y-chromosoom een lang DNA-molecuul dat om eiwitten is gewikkeld. Naburige basenparen zitten 0,34 nanometer uit elkaar, en een nanometer is een miljardste van een meter. Het DNA van het complete Y-chromosoom zou dus, uitgerekt, ongeveer 2,1 centimeter lang zijn.

Als een cel zich klaarmaakt om te delen, worden de chromosomen compact en ongeveer 10.000 keer zo kort. Dat levert een ruwe schatting van 2 micrometer op voor een strak samengepakt Y-chromosoom. In dat stadium is elk chromosoom gekopieerd, en zijn de twee identieke kopieën aan elkaar vastgemaakt. Het paar is ongeveer 1 micrometer breed, groot genoeg om met een lichtmicroscoop te zien.

Groottevergelijkingen

Een strak samengepakt Y-chromosoom, ruwweg 2 micrometer lang, is ongeveer even lang als een E. coli-bacterie.
Het X-chromosoom bevat ongeveer 155 miljoen basenparen, ongeveer tweeënhalf keer zoveel DNA als het Y-chromosoom.
Ongeveer 40–50 strak samengepakte Y-chromosomen, achter elkaar gelegd, zouden de breedte van een mensenhaar beslaan, dat 80–100 micrometer breed is.
Als een samengepakt Y-chromosoom werd vergroot tot de lengte van een persoon van 1,7 meter lang, zou het DNA van het chromosoom, op dezelfde schaal uitgerekt, ongeveer 17 kilometer lang zijn.

Wat het Y-chromosoom doet

Het Y-chromosoom bevat waarschijnlijk 70 tot 200 genen met instructies voor het maken van eiwitten. De schatting verschilt omdat onderzoekers verschillende methoden gebruiken om genen te tellen. Veel van deze genen spelen een rol bij de mannelijke ontwikkeling. Het SRY-gen op het Y-chromosoom zorgt ervoor dat een zich ontwikkelende baby een jongen wordt, en andere genen zijn nodig om kinderen te kunnen verwekken.

Niet elk deel van het Y-chromosoom is uniek. Sommige gebieden, pseudoautosomale gebieden genoemd, bevatten genen die ook op het X-chromosoom liggen. Daardoor hebben mannen en vrouwen allebei twee werkende kopieën van die genen.

Het laatste chromosoom dat is uitgelezen

Het Y-chromosoom was het laatste menselijke chromosoom dat in zijn geheel werd uitgelezen, van het ene uiteinde tot het andere. Een groot deel ervan bestaat uit lange herhaalde en spiegelbeeldige stukken DNA, die moeilijk op volgorde te zetten zijn. Meer dan de helft van het Y-chromosoom ontbrak in de standaard referentiesequentie die wetenschappers tot dan toe hadden gebruikt.

In 2023 publiceerde een groep wetenschappers, het Telomere-to-Telomere-consortium, de volledige sequentie van het Y-chromosoom van één man. Die sequentie voegde meer dan 30 miljoen basenparen toe aan de referentie, waaronder het herhaalde gebied op de lange arm.

Y-chromosomen verschillen van man tot man in grootte. Een studie uit 2023 naar de Y-chromosomen van 43 mannen vond groottes van 45,2 tot 84,9 miljoen basenparen. Het deel dat het meest varieerde, was het herhaalde gebied op de lange arm, dat 17,6 tot 37,2 miljoen basenparen telde waar het volledig kon worden gelezen. Volgens dezelfde schatting met een factor 10.000 zouden de Y-chromosomen van deze mannen strak samengepakt ongeveer 1,5 tot 3 micrometer lang zijn.