X和Y
是如此不同
眾所周知,人體的細胞內有23對共46條染色體,染色體上分布了龐大的遺傳信息,也就是通常所說的基因,這些基因決定了人類后代的遺傳和人體的設計藍圖。其實,在19世紀人們就已經知道人類的遺傳是通過染色體來進行的,但卻在相當長的時間內都沒搞清人體究竟有多少條染色體,甚至到了20世紀60年代,一些學校的教科書上還寫著“男性47條,女性48條”。1956年,美籍華人科學家蔣有興和瑞典籍生物學家萊溫以有力的研究證明,男女同樣都具有46條染色體,男女性別的差異僅在于X染色體和Y染色體的組合不同,結束了長久以來的爭論。
比較男女的染色體會發現,男人和女人有44條染色體是完全相同的,這些染色體被稱為“常染色體”,共有22種不同類型,每兩條配成一對。而剩下的兩條染色體,男女的組合方式差別很大,女性的兩條染色體全部是X染色體,像常染色體那樣配成一對,而男性卻只有一條X染色體,與之配對的是女性沒有的Y染色體。1963年,科學家們統一了染色體的命名,按從大到小的順序給常染色體編號為1~22號,而性染色體自成體系。
性染色體中X染色體比較大,僅比7號常規染色體小一點,而Y染色體卻非常小,比常規染色體21號或22號還要小一些,長度僅為X染色體的1/3。性染色體隱藏著怎樣的秘密呢?科學家們一直在努力揭示。現已查明,男女都具備的X染色體上包含有1098個基因,而只有男性才具有的Y染色體上只包含有78個基因。雖然男性Y染色體上只有這么少的基因,但這些基因是完全不同于X染色體上的,等于男性比女性多出78個基因。
性染色體
如何塑造男女
就算是在頂尖的試管嬰兒專家眼中,人類的生殖系統同樣是一個復雜的系統,生命的誕生、成長過程充滿著極其精微的調控程序,許多秘密處于待解之中。
通常認為,生命是精子和卵子的甜蜜結合而造就,在這個過程中,卵子和精子各提供了22條常染色體和1條性染色體。女性細胞里的性染色體是XX,通常減數分裂制造出來的卵子的性染色體應該都是X染色體;而男人就不同了,其產生的精子半數是X染色體,半數是Y染色體。所以,顯而易見,真正決定生男生女的是男人提供的精子,與卵子無關。曾經看過一部諷刺重男輕女觀念的電影,里面女主角說的話蠻有科學道理:生男生女是老爺們兒的事!在事實面前,那些總怪自己媳婦兒生不出男娃的丈夫應該清醒一下了。
受精后7周,胎兒的外生殖器還無法分辨,胎兒此時可以說是沒有性別的。8周后,具有Y染色體的胎兒開始發育出睪丸,而不具有Y染色體的胎兒在12周開始發育出卵巢。Y染色體在生殖系統的發育中起了怎樣的作用,科學家們開始并不知道。起初,一些專家注意到有一類很少見的病人,他們具有XX性染色體,但生殖器卻是男性的。經過染色體核型分析,發現這類病人所具有的X染色體發生了異常,其上附著有Y染色體末端附近的那一小段。這個發現提示人們,決定睪丸發育的基因極可能位于Y染色體的末端附近。英國的古德費羅德博士等人經過不懈努力,在Y染色體的末端附近找到了一個基因片段,并將它命名為“SRY”基因,意即Y染色體上的性別決定段。1991年,英國的洛威爾巴奇等人進行了一項實驗,他們將SRY基因段移植到雌性老鼠的受精卵內,結果那只老鼠體內長出了睪丸。這項研究轟動一時,也說明了正是Y染色體上的基因決定了胎兒發育成男性。
睪丸的作用不只是產生精子,還產生對男性身體發育起重要作用的雄激素。睪丸分泌的雄激素作用在胎兒的外陰部分,可以促使男性陰莖的生長發育,不僅如此,雄激素還會隨著血液分布到全身,促進男人肌肉增多,肌纖維變粗壯,也促使喉結、聲帶、體毛的發育。然而,一些人檢查性染色體呈現XY型,睪丸機能也算正常,但外生殖器卻表現為女性的,這是為什么呢?科學家研究發現,這是因為雄激素沒有正常發揮作用,這種疾病被稱為“雄激素不應癥”。進一步研究發現,雄激素之所以“不作為”,原因在于X染色體上所包含的AR基因出了問題,而AR基因就是產生雄激素受體的基因。雄激素在到達身體各個細胞后,并不是立即就產生效應,而是等待AR基因產生雄激素受體后,它和受體結合,才能發揮生物學的效應。AR基因有問題的人,根本制造不出雄激素受體,導致男性外生殖器無法正常發育。
Y染色體
讓男人“很受傷”
流行病學觀察發現,男性患神經精神方面的疾病明顯高于女性,像老年癡呆、腦血管意外、自閉癥等,男性的發病率可達到女性的1.5~5倍。這種發病率的差異固然與不良生活習慣、原發疾病有一定關系,但與男女兩性基因的差異也不無關系。較近的研究表明,X染色體上集中了大量同認知能力有關的基因,其中和自閉癥相關的基因就有17個之多。神經細胞傳遞信息是靠一種叫做“突觸”的結構來實現的,突觸的正常發育要靠這些決定認知的基因相互協同的作用,如有一個基因出現異常,就會影響突觸的正常生長,從而使人易出現神經精神疾患。作為女性而言,她們有兩條X染色體,當其中一條出現了問題,還有一條作為后備,遺憾的是男性就沒有這樣的后備了,唯一的一條X染色體所包含的基因一時出現異常,其不良后果馬上就會顯現出來。
男性的脆弱不只是體現在上述方面。在日常生活中,我們總免不了接觸到各種各樣的細菌和病毒,而人體有一個系統可以將這些入侵的“敵人”識別,并動員各種細胞與之決戰,將這些“敵人”或排出體外,或在體內圍殲,這就是通常所說的“免疫系統”。到目前為止,人類所知道的13個保證免疫系統正常發揮作用的基因,全都是X染色體上的基因。這其中有一些基因是絕對不可缺失的,否則便會導致完全失去免疫能力的遺傳病。男性只有一條X染色體,唯一的一條X染色體一旦出了毛病,馬上就可能產生嚴重的后果,而女性有兩條X染色體,出問題的幾率相對減半,而且一條出問題,另一條可作為后備支援,所以男人較女人更易失去免疫能力。
當然,Y染色體也不是那么“沒用”。人類個體的身高相差很大,但總體來講,成年男性的身高比女性要高一些,平均要高10厘米以上,原因何在呢?現代醫學認為,人的身高跟遺傳、營養、運動等因素有密切關系。身高遺傳不是單基因遺傳,而是多對基因共同起作用,即多基因遺傳。究竟是哪些基因控制身高的遺傳,目前還沒完全搞清楚。觀察發現,前面提到的“雄激素不應癥”患者具有XY染色體,其最后身高比具有XX染色體的正常女性要高約9厘米,由此推斷性染色體Y上可能存在一個控制男性最后身高的生長基因,不過,其具體作用方式目前還不是很清楚。
日本兒童行為發育專家緒方勤博士認為,類似的生長基因不只是存在于Y染色體上,有一種具有增加身高的SHOX基因在X和Y染色體中都存在。有一些女性只具有一條XX染色體,這種情況在醫學上稱為特納綜合征,相比正常女性而言,她們缺少一條X染色體,也就意味著兩個SHOX基因缺少了一個,因此她們最終的身材都很矮小。目前已經知道,SHOX基因會對骨骼中的軟骨細胞施加影響,是保證身體長高、骨骼伸長不可缺少的一種基因。骨骼伸長必須有軟骨細胞的增殖,SHOX基因大概就是在引導軟骨細胞的增殖上具有某種重要作用。
據《人之初》
編輯:張秀陽