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23対の染色体を持つ正常な人間の男子1名が特別な条件無く生産するユニークな精子は何種類存在しますか?
「減数分裂について勉強して自分で考えろ」と言うのは無しでお願いします。
「何々の理由から現在不明である」と言う場合、そうだと分かるページへのリンクをお願いします。
「何々の理由から何種類である」と言う場合も、そうだと分かるページへのリンクをお願いします。
※ユニークと言うのは「愉快な」と言う意味では無く、「他と同一では無い」と言う意味です。
宜しくお願いします。

●質問者: yasukana
●カテゴリ:医療・健康 科学・統計資料
✍キーワード:23 ユニーク リンク 人間 勉強
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● NATROM
●40ポイント

http://www.asahi-net.or.jp/~hi2h-ikd/biology/kumikae.html

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組み換えがありますので、減数分裂によって生じる配偶子のパターンはきわめて多いと考えられます。事実上、産生された精子のうち、まったく遺伝的に同一のものは存在しないでしょう。具体的な数字の算出には、遺伝子多型の情報が必要です。たとえば、純系の実験動物では、交叉がいくら起こっても遺伝的には同一の配偶子しか産生されません。遺伝子多型に富む、言い換えれば、ヘテロの遺伝子座の多い個体における配偶子は、それだけユニークなものになります。ヒトの多型のデータはありますので、やろうと思えば生じる配偶子のパターンの数を概算で計算することもできますが、そういう計算を私は見たことはありません。


大雑把ですが、ざっと計算してみます。「とにかく多い」ということだけはわかると思います。ヒトのDNAは約30億塩基対。一塩基多型(SNPs)はざっと500塩基に1つ。遺伝子頻度の情報がないので、ヘテロの遺伝子座の数は正確にはわかりませんが、計算しやすいので1000塩基に1つとしましょう。すると、ヘテロの遺伝子座は30億÷1000で、300万個。交叉はどこで起こるのかわからないので、配偶子の潜在的なパターンは2の300万乗個あることになります。突然変異やSNPs以外の遺伝的多型を考慮していないぶん過小評価していますが、そのかわり交叉が現実的ではないほど起こる場合も想定しているぶんだけ過大評価しています。

http://orca01.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~ashino/intro.html

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◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。

なるほど・・1組の染色体の組み合わせにおいてさえ、組替えが起こるから、計算する上では塩基をベースにすると概算出来るかもしれない・・と言う事ですね。

一つ、心残りなのは、23対の染色体の扱いについて触れられていない所です。典型的なモデルでは、1対の染色体についてしかパターンが示されていません。

23対とまで欲張らなくても、例えば2対の染色体が減数分裂する場合、どんなモデルがありえるのか判れば、かなり納得出来ると思います。


2 ● xnissy
●20ポイント

http://homepage3.nifty.com/fukko/biosemi-a.htm

単純化のため,もし組み替えがなかったとすると,2の23乗とおりです.


>それぞれ1番、2番、と23組の染色体セットにおいて父親からもらってものと母親からもらったものが1本ずつあるわけで、そのどちらを子どもに渡すために卵や精子をつくるときには2通りの可能性があります。それが23組あるわけですから、自分が卵や精子を作る種類は?・・・そう、2の23乗通りとなります。


>実際はもっとたくさんの種類が可能なのですが、


というのはたぶん組み替えのことでしょう.

http://www5a.biglobe.ne.jp/~hhhp/pregnancy/division.htm

細胞分裂(減数分裂と体細胞分裂)とは?

実際には減数分裂時に組み替えが生じますので,種類はもっと多くなります.


>上図の(e)で示しているように、1個の生殖細胞が4個の細胞に分割するが、4個の娘細胞は全て異なる。


どこで組み替えが起こるかは決まっていませんので,組み替えの結果膨大な種類の精子ができることになります.組み替えがどのくらい起こるか,染色体の間で変異がどのくらいあるかがわからなければ計算できないと思います.

◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。

なるほど・・

この減数分裂が納得出来にくいポイントなのですが、組替えが起きなかった場合の例では、

2の23乗通りと回答していただきました。

これにさらに何処のポイントで交叉が発生するかわからない遺伝子の組替えが発生し、

一度に4パターン(2パターンは親から直接遺伝した物、2パターンはこれをランダムにシャッフルした物)

発生すると言うわけですね。

2つの回答でほぼ納得しました。

回答を貰っているので、次も見せて頂きます。


3 ● FK506
●10ポイント

http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textgene/gb_colmn1.htm

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ここのページに書いてありますが、減数分裂に伴う組み換えは、どの場所で起きるかは任意であり、同じ場所で起きる可能性はほとんどありません。つまり、何種類あるかというと無限に近い可能性があります。また、ここには述べられていませんが、染色体が複製されるときも完全に正確ではなく、わずかな違いが生まれるために、極端な話、分裂するたびに違う物が生まれてきます。ただ、染色体上のDNA配列が一箇所変わったぐらいでは、見た目上変化がない場合もあり、このような表現型に影響を与えないDNAの変化を中立変異とよび、中立説よばれる説を日本人の学者が提唱しています。

http://www.nig.ac.jp/museum/evolution/C/index-bunsi.html

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じつは、国立遺伝学研究所の初代所長である木村資生がその生みの親です。話がそれましたが、何種類あるかといわれれば、ほぼ無限にあるということです。

◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。

1件目はほぼ無限に存在する、と言う事の明快な解説です。

2件目は突然変異と自然淘汰の理論ですので、今回の話とは関係ないようです。

次も確認したいと思います。


4 ● FK506
●0ポイント

http://www.nig.ac.jp/museum/history/kindai/kindai-18.html

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つづけての回答失礼します。メカニズムなのですが、基本的に染色体が何本あっても、おきていることは同じなのでみんな1対の染色体でおきていることしかモデルとして書いてないだけです。基本的には、組み換えは、同じ対の相同染色体同士でおきます。つまり、1番染色体なら普通の人なら二対持っていますよね、その間で組み換えがおきます。図にあるように、染色体同士が交差して入れ替わり組み換えが起きます。染色体が2本の場合は、それぞれの対について同じことが起きているだけで、同じ図を二つ並べるだけです。基本的には2番なら2番染色体同士で組み替えを起こし、2番と3番といったように異なった染色体同士では起きません。ただ、ごくまれにはあります。また、染色体が交差する部分は、どこかは決まっていませんので、それぞれの染色体の対同士で好き勝手に交差するために毎回、違う組み合わせが起きるためにほぼ無限に組み合わせが存在することになります。

◎質問者からの返答

複数のモデルが欲しいと思ったのは、ある対では組替え、ある対では片側選択、と言った事が同時に発生するのかどうかを確認したかったからです。

通常の細胞分裂だと、沢山の遺伝子対が綺麗に2分割される様子が描かれていますが、減数分裂だとそうではない、ではどんなイメージなのかな。と考えました。

1対で4種類発生するわけですから、2対でも16種類。描くだけでも大変なので、無いのでしょうね。

私の頭にもよく浸透しましたので、これで質問を終了したいと思います。ありがとうございました。

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