生物 I

細胞が 2 つに分裂するとき、その主な仕事の 1 つは、2 つの新しい細胞のそれぞれが遺伝物質の完全なコピーを受け取るようにすることです。 コピーに失敗したり、細胞間で遺伝物質が不均等に分割されたりすると、不健康な細胞や機能しない細胞（さらにはがんなどの病気）につながる可能性があります。

DNAとゲノム

DNA (deoxyribonucleic acid) は、生物の遺伝物質です。 人間の場合、DNA は体のほぼすべての細胞に存在し、成長し、機能し、環境に対応するために必要な指示を与えています。 体の細胞が分裂するとき、その細胞は自分のDNAのコピーをそれぞれの娘細胞に受け渡します。 また、生物のレベルでもDNAは受け継がれ、精子と卵子の細胞のDNAが結合して、両親の遺伝物質を持つ新しい生物が誕生します。 物理的には、DNAは4種類の異なる化学単位（ヌクレオチド）が対になった長いひもであり、遺伝子と呼ばれる単位にまとめられた情報を持っています。

植物や動物などの真核生物では、大部分の DNA が核にあり、核 DNA と呼ばれます。 また、植物細胞で光合成を行う葉緑体には、葉緑体DNAが存在する。 ミトコンドリアと葉緑体に含まれるDNAの量は、核に含まれる量よりはるかに少ない。 バクテリアなどの原核生物では、DNAのほとんどはヌクレオイドと呼ばれる細胞の中心部にあり、核と同じような働きをするが、膜に囲まれていない。

細胞のDNAの集合をゲノムと呼ぶ。

細胞のDNAをゲノムと呼びます。生物の細胞はすべて（少数の例外を除いて）同じDNAを持っているので、生物は独自のゲノムを持っていると言うこともできますし、種のメンバーは通常、同様のゲノムを持っているので、種のゲノムを表現することもできます。 一般に、ヒトゲノムやその他の真核生物のゲノムというと、核に存在するDNAの集合（つまり核ゲノム）を指します。

染色体

それぞれの種は、固有の数の染色体を持っています。 例えば、ヒトは46本、イヌは78本の染色体をもっています。 多くの動物や植物と同様に、ヒトも2倍体（2n）です。つまり、ほとんどの染色体は、相同組と呼ばれる一致したセットになっています。

ヒトの精子と卵子は、相同染色体を1対ずつしか持たないので、1n（ハプロイド）と呼ばれます。

ヒトの精子と卵子は、相同染色体を1対ずつしか持たないので、1n（ハプロイド）と呼ばれます。精子と卵子が融合すると、遺伝物質が結合して1組の完全な2倍体の染色体ができます。

Image modified from “Karyotype” by the National Institutes of Health (public domain).

相同染色体のペアは、一般に互いに非常によく似ています。 大きさも形も同じで、上のヒトの核型（染色体の画像）で見られるように、明暗の帯のパターンが同じなのです。 染色体を色素で染色するとバンドが現れ、濃いバンドはよりコンパクトなDNA（通常、遺伝子の数が少ない）を示し、薄いバンドはよりコンパクトでないDNA（通常、遺伝子の数が多い）を示します。 最も重要なことは、2つの相同遺伝子が同じ種類の遺伝情報を持っていることです。 例えば、15番染色体の下の方に、目の色に影響する遺伝子があるとします。 ある人は、片方の相同遺伝子が青色で、もう片方の相同遺伝子が茶色である可能性があります。

ヒトの場合、XとYの染色体が人の生物学的性別を決定し、XXが女性、XYが男性になります。

人間の場合、XとYの染色体がその人の生物学的な性を決定します。女性の細胞の2つのX染色体は純粋に相同ですが、男性の細胞のXとY染色体はそうではありません。 X染色体はY染色体よりはるかに大きく、大きさも形も異なり、含まれている遺伝子もほとんど異なります（ただし、わずかに類似している部分もあります）。 XとYの染色体は性染色体と呼ばれ、他の44本の染色体は常染色体と呼ばれています。

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