通常来说,我们从父母那里继承了两条一对的、具有相同功能基因的染色体。这也就意味着,基因也是两个一组的。这时,究竟会用到哪条染色体上的基因,是通过特别的调控功能来决定的,大多数情况下,具有对生存有利突变的基因会被选中并表达出来(与生存无关的则是随机表达)。
然而,性染色体上的基因如果产生了突变,情况则稍有不同。人类是XY型,女性则是XX的纯合子,如果是隐性遗传,那么只有在两条X染色体都拥有相同突变时才会表达出来。但男性(XY的杂合子)所拥有的X染色体上的突变,则会毫无疑问地表达出来。
因此,伴性遗传的疾病多发于男性。例如红绿色盲和血友病(缺少凝血因子或凝血因子活性低导致易出血)就属于伴性遗传且为隐性遗传的疾病。不过每4名血友病患者中就有1人是突变而来的,目前关于血友病的研究还在不断进行中(也存在女性病例)。
同时,也存在着伴性遗传且为显性遗传的疾病。例如蕾特氏症,就是一种女性特有的进行性神经系统疾病,会导致大脑技能发育迟缓。不存在男性蕾特氏症病例的原因,可能是因为致病基因的突变具有致死性(会导致胎儿在怀孕过程中死亡)[1]。目前我们尚未发现能够从根源上治愈这些疾病的方法,但随着研究的深入,将来我们也许能够通过基因治疗来治愈这些疾病。
上文已经提到了,我们的染色体一般是两条为一对的,这叫作二倍体(disomy)。如果染色体数量多了或者少了,就叫作异倍体。异倍体又分为只有一条染色体(来自父母中的一方)的单倍体(monosomy)、有三条染色体的三倍体(trisomy)、有四条染色体的四倍体(tetrasomy)。“mono、di、tri、tetra、penta、hexa、hepta、octa、nona、deca”,是希腊语中的数词,意思是1到10。
常染色体的异倍体导致的疾病中,最有名的就是21号染色体的三倍体(唐氏综合征)。而性染色体的异倍体导致的疾病,症状通常比常染色体的要轻,有很多人终身都未曾注意到自己的疾病。接下来,我将为大家介绍其中比较知名的几个。
X染色体的单倍体可能会导致“特纳氏综合征”(XO型女性)。主要症状有先天性心脏病、第二性征不发育和不孕。顺带一提,并不存在YO型的男性。因为生物所必需的基因都集中在X染色体上,没有X染色体是致命的。
接下来,就是性染色体的三倍体,这又分为三种情况:
首先是克氏综合征(XXY)。患有克氏综合征的男性,比普通男性多一条X染色体,症状多为第二性征不发育、身体发育不良,还可能出现心脏病和运动能力低下等现象。身体特征虽为男性,但因伴有少精症,患者多是在不孕不育治疗时通过外部检查才得知自己患病(可以人工授精)。有数据显示,每600到1000名新生男婴中就有一人患有克氏综合征。不仅是三倍体(XXY)会患有克氏综合征,四倍体(XXXY)以上也是包括在内的。X染色体数目越多,症状越严重。而公的三花猫之所以少见,也是因为克氏综合征。
其他两种性染色体三倍体分别是超雄综合征(XYY)和三X染色体综合征(XXX)。这两种情况几乎不会有任何异常(也不会导致不孕)。从身体特征上来看,这两者的身高都会很高。
产生异倍体的原因是**和卵产生时的突变。比起环境和生活习惯的影响,衰老带来的影响会更大(也就是所谓的高龄生产的风险)。形成**和卵细胞的细胞总是在进行分裂。假设每次分裂的突变率是一致的,那么分裂次数越多,突变的细胞自然也就越多。
2015年7月,日本理化学研究所的北岛智也队长公布了一项研究结果,证明年龄增长正是形成异倍体的原因。虽然还需要一定的时间,不过随着该领域研究的深入,科学家们很可能能够研发出预防异倍体疾病的方法。
[1] 此处原文有误。实际上并非所有男性蕾特氏症患者都会死亡,有极少数可以存活,但会表现出典型的蕾特氏症的症状。