How big is Chromosom Y?

Chromosom Y to jeden z dwóch chromosomów płci u człowieka. Mężczyźni mają zwykle w każdej komórce jeden chromosom X i jeden chromosom Y, a kobiety dwa chromosomy X. Szacuje się, że gdy komórka się dzieli, a chromosom Y jest upakowany najciaśniej, ma on 2 mikrometry długości. Mikrometr to milionowa część metra.

Rozmiar

Jednym ze sposobów mierzenia chromosomu jest ilość zawartego w nim DNA, liczona w parach zasad, czyli w szczeblach skręconej drabiny DNA. Pierwszy kompletny odczyt ludzkiego chromosomu Y, opublikowany w 2023 roku, wykazał 62 460 029 par zasad. To prawie 2% jednego pełnego zestawu ludzkiego DNA.

Podobnie jak inne chromosomy, chromosom Y to długa cząsteczka DNA owinięta wokół białek. Sąsiednie pary zasad leżą w odległości 0,34 nanometra od siebie, a nanometr to miliardowa część metra. Dlatego DNA całego chromosomu Y, po rozciągnięciu, miałoby około 2,1 centymetra długości.

Gdy komórka przygotowuje się do podziału, jej chromosomy kondensują się i stają się około 10 000 razy krótsze. Daje to przybliżone oszacowanie 2 mikrometrów dla ciasno upakowanego chromosomu Y. Na tym etapie każdy chromosom został skopiowany, a dwie identyczne kopie są ze sobą połączone. Taka para ma około 1 mikrometra szerokości i jest wystarczająco duża, by można ją było zobaczyć w mikroskopie świetlnym.

Porównania rozmiarów

Ciasno upakowany chromosom Y, o długości około 2 mikrometrów, jest mniej więcej tak długi jak bakteria E. coli.
Chromosom X zawiera około 155 milionów par zasad, czyli około dwa i pół raza więcej DNA niż chromosom Y.
Około 40–50 ciasno upakowanych chromosomów Y, ułożonych jeden za drugim, zajęłoby szerokość ludzkiego włosa, który ma 80–100 mikrometrów szerokości.
Gdyby upakowany chromosom Y powiększyć do wysokości osoby o wzroście 1,7 metra, DNA tego chromosomu, rozciągnięte w tej samej skali, miałoby około 17 kilometrów długości.

Co robi chromosom Y

Chromosom Y zawiera prawdopodobnie od 70 do 200 genów niosących instrukcje wytwarzania białek. Szacunki są różne, ponieważ badacze liczą geny różnymi metodami. Wiele z tych genów bierze udział w rozwoju płci męskiej. Gen SRY na chromosomie Y sprawia, że rozwijające się dziecko kształtuje się w kierunku płci męskiej, a inne geny są potrzebne, by mężczyzna mógł zostać ojcem.

Nie cały chromosom Y jest unikatowy. Niektóre regiony, zwane regionami pseudoautosomalnymi, zawierają geny, które znajdują się również na chromosomie X. Dzięki temu zarówno mężczyźni, jak i kobiety mają po dwie działające kopie tych genów.

Ostatni odczytany chromosom

Chromosom Y był ostatnim ludzkim chromosomem odczytanym w całości, od jednego końca do drugiego. Znaczna jego część składa się z długich powtarzających się i lustrzanych odcinków DNA, które trudno ułożyć we właściwej kolejności. W standardowej sekwencji referencyjnej, której naukowcy używali wcześniej, brakowało ponad połowy chromosomu Y.

W 2023 roku grupa naukowców zwana konsorcjum Telomere-to-Telomere opublikowała kompletną sekwencję chromosomu Y jednego mężczyzny. Sekwencja ta uzupełniła sekwencję referencyjną o ponad 30 milionów par zasad, w tym o powtarzający się region na długim ramieniu.

Chromosomy Y różnią się rozmiarem u poszczególnych mężczyzn. W badaniu z 2023 roku, obejmującym chromosomy Y 43 mężczyzn, stwierdzono rozmiary od 45,2 do 84,9 miliona par zasad. Najbardziej zmienna była powtarzająca się część na długim ramieniu, która liczyła od 17,6 do 37,2 miliona par zasad tam, gdzie można ją było odczytać w całości. Przy tym samym oszacowaniu 10 000-krotnego skrócenia chromosomy Y tych mężczyzn miałyby po ciasnym upakowaniu około 1,5–3 mikrometrów długości.