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通过改变染色体,能不能实现男女性别转变?

果然知道了2018-09-13 08:19:14

问题:女性的X染色体被切掉多少时,能变成一个完整的男性? 


对一个没有巨大基因缺陷的女性来说,在她的受精卵阶段,将她的一条X染色体切除一部分,当切掉多少的时候,她不再是一个有基因缺失的女性,而是变成了一个完整的男性?同理,一个男性的X染色体最多被切除多少,能保持他是一个男性?再同理,如果一个男性的Y染色体短到一定程度的时候,会不会产生新的性别?



鬼谷藏龙  回答:


太长不看版:一般男性性染色体是XY,女性是XX。对人类来说:女的,切掉多少X染色体都不会变成男的;男的,切掉多少Y染色体都不会变成女的。


PS,难道你不觉得男性去掉一个Y染色体和女性去掉一个X染色体结果是相同的么?


比较长但可以看看版:




首先要讲一下“性别决定”这事,人类的性别决定属于“Y染色体型性别决定”,也就是说X染色体在性别决定中没什么用,做决定的是Y染色体。只要没有Y染色体就不是雄性(注意这句话的逻辑关系,下面还会提到),所以无论怎么砍女性的X染色体(因为性别决定发生在胚胎时期,所以我也假定是在受精卵时期就做了基因编辑,下同),她也不会变成男性。而且更重要的一点是,X染色体上很多基因是必须基因,如果同时损失两条X染色体是致死的。


而男性呢,则比较好玩了。再重温一下,只要没有Y染色体就不是雄性,所以如果彻底去除Y染色体以后他就不是男性了。


旁白:哦,所以他就变成女人了咯?


错!接下去的事情就比较英吹斯艇了,这位仁兄既不是男性,也不是女性,而是别的性别。ta进入了一种大概可以叫做“女性第一性征无性”的状态,这种人出生的时候和一般女婴类似,但是不会有第二性征,当然也基本不可能生育。除此以外还会伴随一些诸如身材矮小,手足淋巴结肿大之类的问题。在人类中这种情况叫做特纳氏综合征(Turner syndrome)




不过,这种“Y染色体型性别决定”在不同动物当中不太一样,比如说在小鼠身上的逻辑就是只要没有Y染色体就是雌性。所以小鼠就没有“雌性第一性征无性”的状态。


超级长简直没法看追加版:


诶,题主问的好像是去掉一部分,没说整个去掉哦,那我们就来一点一点地去除。


首先是X染色体,因为X染色体当中大部分基因都是关乎生死的必须基因,但是因为男性只有一条X染色体,所以很显然X染色体当中绝大多数的基因一份就够用,所以在大部分情况下单独去除一条X染色体的一部分除了可能导致生育力下降(因为生殖细胞是单倍体)以外,基本上不会有显著的影响。但是X染色体和Y染色体有微小的同源部分(其中的基因同时存在于X染色体和Y染色体上),这些基因往往需要两份才能发挥作用,不过好在这些基因缺陷大多不致命,但是会导致诸如发育障碍之类的 问题。




但凡事都有例外,X染色体当中也有少量不跟Y染色体同源但依然需要两份才能正常发挥作用的基因(这个原因涉及“剂量补偿效应”,不想摊开说了),比如说MeCP2,因为/划掉/我不想查资料了/划掉/不想浪费大家时间,我就单独说这一个基因吧,这个基因的缺失会导致目前已知最严重的孤独症(Autism,又叫自闭症),即“蕾特氏综合征”(Rett syndrome,现在有些观点认为这个应该单独成一类,不该算入孤独症范畴),患者不但拥有孤独症患者的一切特征,同时还有智力低下(不要受《雨人》误导,绝大多数孤独症患者智力都没有特殊之处),发育迟缓,刻板动作等症状,而且一般很早就会死亡。


而相对来讲,Y染色体则好得多,上面没有任何必须基因,无论是大片段删除还是单基因敲除都不会致命,但是Y染色体上含有一系列与男性生育力和性腺发育有关的基因。这倒还真的有点“越少越娘”的意思。




这其中,最重要的是以SRY为首的几个基因,这几个基因称为“性别决定基因”,它们直接指导男性第一性征的形成,一旦缺失就会变成“女性第一性征无性”,偶尔也会有个别人表现出女性第二性征,不过基本都是没有生育力的。但好消息是他们不会像特纳氏综合征一样还附带各种病症。


除此以外重要的一些和睾丸发育与精子发生有关的基因,我就不一一说名字了,反正/划掉/我也忘了/划掉/你们应该也没兴趣记住,这些基因损失会导致诸如睾丸发育不良、弱精症之类的问题。


那么有没有办法通过对性染色体动手脚来改变性别呢?




有,还是刚才那个逻辑,没有Y染色体就不是雄性,所以如果把Y染色体中的SRY等几个关键基因转移到X染色体上,再对X染色体做大片段删除,就可以DIY出一个Y染色体,理论上可以把女性变成男性。而在小鼠当中则方便一些,小鼠的逻辑是只要没有Y染色体就是雌性,所以取性染色体为XO(O代表缺失)的雌性小鼠,再把SRY基因转移到它仅存的那一条X染色体上就可以将其逆转为雄性。


不过对人类来讲,做“完美女人”至少需要几个基因还搞不清楚,所以要把男性变成正常女性似乎有点难。




好吧,既然说到添加基因,那我就继续说几句。性染色体这种东西,少了有问题,多了一般也会有问题。


最常见的一类是男人多了一条X染色体(或者说女人多了一条Y染色体?),这种状况在基因层面上称为“双性”,不过具体到人类身上,则表现为“男性第一性征无性”,也就是生下来和男婴无异,但是不会出现男性第二性征,反而会有一点点诸如乳房发育之类的女性第二性征。这种状况称为“克氏综合征”(Klinefelter's Syndrome)




当然,男性可以多一条X染色体,那么多一条Y染色体自然也是可以的。这个估计是我所知道最“爷们”的综合征,名字就很爷们——“超雄综合症”(super-man syndrome,不应该是超人综合征么……)。这类患者往往身材魁梧,体格强壮,之前认为这类人行为比较暴力,不过后来的研究认为和常人差不多,其他方面一切正常。


此外,女性也能多一条X染色体,这就是“X三体综合征”(Triple X syndrome ),但是,这种染色体型的人往往没有症状,看来Y染色体还真是个搅屎棍……


你以为这就完了,错,还有,更碉堡一些的可以多出两条性染色体,那就是XXXX综合征、XXXY综合征和XXYY综合征(你可以自己思考一下为啥没有XYYY综合征),其中XXXX综合征一般也没什么症状,不过偶尔会有个别出现严重发育障碍的(之所以X染色体多了一般没事,这还是和剂量补偿效应有关)。而XXXY综合征和XXYY综合征则和上面提到的克氏综合征类似。



【补充】根据BONDSHINRA--邓正邦的提醒,XYYY也是有可能存在的,不过极端罕见。因为报道病例太少(而且病例太少的话对报道的正确性多少也该持有一点怀疑态度),有三个病例的报道分别是完全正常、类似克氏综合征和严重发育和智力障碍并伴有畸形……所以也说不清“一般症状”究竟该是什么样。


好了,最后汇总一下:

XO:特纳氏综合征,女性第一性征无性


YO:致死


XX:普通女性


XY:普通男性


YY:致死(这大概是最爷们的死法……)


XXX:X三体综合征,表观正常女性


XXY:经典克氏综合征,男性第一性征无性或双性


XYY:超雄综合征,表观正常男性


XXXX:XXXX四体综合征,大多为表观正常女性


XXXY:非典型克氏综合征,男性第一性征无性或双性


XXYY:非典型克氏综合征,男性第一性征无性或双性


XYYY:极端罕见,有待研究




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