How big is Y-хромосома?

Y-хромосома — одна з двох статевих хромосом людини. Чоловіки зазвичай мають у кожній клітині одну X- і одну Y-хромосому, а жінки — дві X-хромосоми. Коли клітина ділиться й Y-хромосома упакована найщільніше, її довжину оцінюють у 2 мікрометри. Мікрометр — це мільйонна частка метра.

Розмір

Один зі способів виміряти хромосому — за кількістю ДНК, яку вона містить і яку рахують у парах основ, щаблях скрученої драбини ДНК. Перше повне прочитання людської Y-хромосоми, опубліковане в 2023 році, виявило 62 460 029 пар основ. Це майже 2 відсотки одного повного набору людської ДНК.

Як і інші хромосоми, Y-хромосома — це довга молекула ДНК, намотана на білки. Сусідні пари основ розташовані на відстані 0,34 нанометра одна від одної, а нанометр — це мільярдна частка метра. Тож ДНК повної Y-хромосоми, якщо її розтягнути, була б завдовжки близько 2,1 сантиметра.

Коли клітина готується до поділу, її хромосоми конденсуються й стають приблизно в 10 000 разів коротшими. Це дає грубу оцінку в 2 мікрометри для щільно упакованої Y-хромосоми. На цьому етапі кожна хромосома вже скопійована, а дві ідентичні копії з’єднані між собою. Ця пара завширшки близько 1 мікрометра, достатньо велика, щоб її можна було побачити у світловий мікроскоп.

Порівняння розмірів

Щільно упакована Y-хромосома, завдовжки приблизно 2 мікрометри, приблизно такої самої довжини, як бактерія E. coli.
X-хромосома містить близько 155 мільйонів пар основ, приблизно у два з половиною раза більше ДНК, ніж Y-хромосома.
Приблизно 40–50 щільно упакованих Y-хромосом, викладені в ряд встик, простяглися б упоперек людської волосини, завтовшки 80–100 мікрометрів.
Якби упаковану Y-хромосому збільшили до висоти людини зростом 1,7 метра, ДНК цієї хромосоми, розтягнута в такому самому масштабі, була б завдовжки близько 17 кілометрів.

Що робить Y-хромосома

Y-хромосома, імовірно, містить від 70 до 200 генів, які несуть інструкції зі створення білків. Оцінка різниться, бо дослідники рахують гени різними методами. Багато з цих генів беруть участь у чоловічому розвитку. Ген SRY на Y-хромосомі спричиняє формування чоловічої статі в дитини, що розвивається, а інші гени потрібні для того, щоб мати змогу стати батьком.

Не вся Y-хромосома унікальна. Деякі ділянки, які називають псевдоавтосомними, містять гени, що є й на X-хромосомі. Тому і чоловіки, і жінки мають по дві робочі копії цих генів.

Остання хромосома, яку прочитали

Y-хромосома була останньою хромосомою людини, яку прочитали повністю, від одного кінця до другого. Значна її частина складається з довгих повторюваних і дзеркально-симетричних ділянок ДНК, які важко впорядкувати. У стандартній еталонній послідовності, якою вчені користувалися раніше, бракувало понад половини Y-хромосоми.

У 2023 році група вчених, яку називають консорціумом Telomere-to-Telomere, опублікувала повну послідовність Y-хромосоми одного чоловіка. Ця послідовність додала до еталона понад 30 мільйонів пар основ, зокрема повторювану ділянку на довгому плечі.

Y-хромосоми різних чоловіків відрізняються за розміром. Дослідження Y-хромосом 43 чоловіків, проведене в 2023 році, виявило розміри від 45,2 до 84,9 мільйона пар основ. Найбільше різнилася повторювана ділянка на довгому плечі, яка містила від 17,6 до 37,2 мільйона пар основ там, де її вдалося прочитати повністю. За тією самою оцінкою, що передбачає скорочення в 10 000 разів, Y-хромосоми цих чоловіків у щільно упакованому стані мали б завдовжки приблизно від 1,5 до 3 мікрометрів.