How big is X-хромосома?

X-хромосома — одна з двох статевих хромосом людини, поряд із Y-хромосомою. У жінок у кожній клітині зазвичай дві X-хромосоми, а в чоловіків — одна X і одна Y. Коли клітина ділиться і хромосоми упаковані найщільніше, X-хромосома має завдовжки близько 4–5 мікрометрів. Мікрометр — це мільйонна частка метра, або тисячна частка міліметра.

Розмір

Хромосома складається з однієї довгої молекули ДНК разом із білками. Здебільшого вона розправлена всередині ядра клітини. Перш ніж клітина поділиться, вона копіює кожну хромосому, і дві копії, які називають сестринськими хроматидами, залишаються з’єднаними в перетиснутому місці, що називається центромерою. Під час поділу хромосоми конденсуються й стають видимими під мікроскопом.

Тому довжина хромосоми залежить від того, коли її вимірюють, адже її плечі вкорочуються в міру того, як триває поділ. Дослідження 2024 року, у якому за допомогою електронного мікроскопа вивчали поділ клітин людини, виявило близько 33 мільйонів пар основ, будівельних блоків ДНК, на кожен мікрометр хроматиди на стадії метафази. Це стадія, на якій хромосоми шикуються посередині клітини.

X-хромосома містить близько 155 мільйонів пар основ, тож на цій стадії вона була б завдовжки близько 4,7 мікрометра. Значення 4 мікрометри на цьому сайті близьке до цієї оцінки. Метафазна хромосома, тобто обидві хроматиди разом, має завтовшки близько 1,2 мікрометра.

Порівняння розмірів

ДНК X-хромосоми, розтягнута, мала б завдовжки близько 5 сантиметрів, тобто була б приблизно в 10 000 разів довшою за хромосому, в яку вона упакована.
Якби X-хромосому збільшили до розміру людини зростом 1,7 метра, її ДНК простяглася б приблизно на 17 кілометрів.
X-хромосома містить приблизно у два з половиною раза більше ДНК, ніж Y-хромосома, перша повна послідовність якої, опублікована 2023 року, налічує близько 62 мільйонів пар основ.
Довжина X-хромосоми на стадії метафази становить приблизно від трьох п’ятих до двох третин діаметра еритроцита, що дорівнює 7–8 мікрометрам.
Близько 17–21 X-хромосом, викладені в ряд встик, дорівнювали б за довжиною ширині людської волосини, яка становить 80–100 мікрометрів.

Одна активна копія

X-хромосома містить близько 5 відсотків ДНК клітини й, ймовірно, несе 900–1 400 генів, які дають інструкції для виробництва білків. Вважають, що Y-хромосома несе лише 70–200 генів.

Клітина з двома X-хромосомами вимикає одну з них на ранньому етапі розвитку зародка. Це називають X-інактивацією. Яку саме X-хромосому вимикають, зазвичай визначається випадково, тому в одних клітинах активна X-хромосома, успадкована від матері, а в інших — успадкована від батька. Деякі гени уникають інактивації, і багато з них розташовані поблизу кінців хромосоми, у ділянках, спільних для X- і Y-хромосом.

Як X-хромосома отримала назву

У 1891 році біолог Герман Генкінг вивчав, як діляться клітини в сім’яниках клопа-солдатика, Pyrrhocoris apterus. Одна хромосома поводилася інакше, ніж усі інші, і він назвав її «елементом x». Згодом її стали називати X-хромосомою.

Назва походить від позначки Генкінга, а не від форми хромосоми. Скопійовані хромосоми часто малюють у вигляді літери X, бо дві хроматиди з’єднані в центромері, і це справедливо для хромосом загалом, а не лише для X-хромосоми.