How big is Y-Chromosom?

Das Y-Chromosom ist eines der beiden Geschlechtschromosomen des Menschen. Männer haben normalerweise ein X- und ein Y-Chromosom in jeder Zelle, Frauen haben zwei X-Chromosomen. Wenn sich eine Zelle teilt und das Y-Chromosom am dichtesten gepackt ist, ist es Schätzungen zufolge etwa 2 Mikrometer lang. Ein Mikrometer ist ein Millionstel Meter.

Größe

Eine Möglichkeit, ein Chromosom zu messen, ist die Menge an DNA, die es enthält, gezählt in Basenpaaren, den Sprossen der verdrehten DNA-Leiter. Die erste vollständige Entzifferung eines menschlichen Y-Chromosoms, veröffentlicht 2023, ergab 62.460.029 Basenpaare. Das sind fast 2 % eines vollständigen Satzes menschlicher DNA.

Wie die anderen Chromosomen ist das Y-Chromosom ein langes DNA-Molekül, das um Proteine gewickelt ist. Benachbarte Basenpaare liegen 0,34 Nanometer auseinander, und ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Ausgestreckt wäre die DNA des vollständigen Y-Chromosoms also etwa 2,1 Zentimeter lang.

Wenn sich eine Zelle auf die Teilung vorbereitet, verdichten sich ihre Chromosomen und werden etwa 10.000-mal kürzer. Daraus ergibt sich eine grobe Schätzung von 2 Mikrometern für ein dicht gepacktes Y-Chromosom. In diesem Stadium ist jedes Chromosom bereits kopiert, und die beiden identischen Kopien sind miteinander verbunden. Das Paar ist etwa 1 Mikrometer breit, groß genug, um es mit einem Lichtmikroskop zu sehen.

Größenvergleiche

Ein dicht gepacktes Y-Chromosom, etwa 2 Mikrometer lang, ist etwa so lang wie ein E. coli-Bakterium.
Das X-Chromosom enthält etwa 155 Millionen Basenpaare, etwa zweieinhalbmal so viel DNA wie das Y-Chromosom.
Aneinandergereiht würden etwa 40 bis 50 dicht gepackte Y-Chromosomen die Breite eines menschlichen Haares überspannen, das 80–100 Mikrometer breit ist.
Wäre ein gepacktes Y-Chromosom auf die Größe einer 1,70 Meter großen Person vergrößert, wäre seine im gleichen Maßstab ausgestreckte DNA etwa 17 Kilometer lang.

Was das Y-Chromosom bewirkt

Das Y-Chromosom enthält vermutlich 70 bis 200 Gene, die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen tragen. Die Schätzung schwankt, weil Forscher unterschiedliche Methoden zur Genzählung verwenden. Viele dieser Gene sind an der männlichen Entwicklung beteiligt. Das SRY-Gen auf dem Y-Chromosom bewirkt, dass sich ein heranwachsendes Baby männlich entwickelt, und weitere Gene werden benötigt, damit ein Mann Kinder zeugen kann.

Nicht das gesamte Y-Chromosom ist einzigartig. Manche Bereiche, sogenannte pseudoautosomale Regionen, tragen Gene, die auch auf dem X-Chromosom vorkommen. Dadurch haben sowohl Männer als auch Frauen zwei funktionierende Kopien dieser Gene.

Das zuletzt entzifferte Chromosom

Das Y-Chromosom war das letzte menschliche Chromosom, das vollständig entziffert wurde, von einem Ende zum anderen. Große Teile davon bestehen aus langen, sich wiederholenden und spiegelbildlichen DNA-Abschnitten, die sich nur schwer in die richtige Reihenfolge bringen lassen. Mehr als die Hälfte des Y-Chromosoms fehlte in der bisher verwendeten Referenzsequenz.

2023 veröffentlichte eine Gruppe von Wissenschaftlern namens Telomere-to-Telomere-Konsortium die vollständige Sequenz des Y-Chromosoms eines Mannes. Sie fügte der Referenz mehr als 30 Millionen Basenpaare hinzu, darunter die repetitive Region auf dem langen Arm.

Y-Chromosomen unterscheiden sich in ihrer Größe von Mann zu Mann. Eine Studie aus dem Jahr 2023 untersuchte die Y-Chromosomen von 43 Männern und fand Größen von 45,2 bis 84,9 Millionen Basenpaaren. Am stärksten variierte die repetitive Region auf dem langen Arm, die dort, wo sie vollständig gelesen werden konnte, 17,6 bis 37,2 Millionen Basenpaare umfasste. Nach derselben 10.000-fachen Schätzung wären die Y-Chromosomen dieser Männer dicht gepackt etwa 1,5 bis 3 Mikrometer lang.