染色体は変化するのでしょうか？

私たちは中学校で生物学を学び始めてから、染色体について学んできました。高校では、染色体のさまざまな変化についてさらに詳しく知ることになります。多くの遺伝病は染色体の変化によって引き起こされます。染色体の変化は、倍数性と異数性の 2 つのタイプに分けられます。この区別は主に、生物の細胞に核が含まれているかどうかによって決まります。染色特性の変化については以下の記事で関連内容を紹介しています。興味のある方、分からない方はぜひご覧ください。

染色体の変化は、倍数性変化と異数性変化の 2 つのカテゴリに分けられます。さまざまな生物の染色体の数は一定です。細菌やシアノバクテリアなどの原核生物を除いて、ほとんどの真核生物は、体細胞が生殖細胞（配偶子）を生成する「減数分裂」、つまり染色体の数が半分になる細胞分裂を起こします。

染色体の変化は、倍数性変化と異数性変化の 2 つのカテゴリに分けられます。さまざまな生物の染色体の数は一定です。細菌やシアノバクテリアなどの原核生物を除いて、ほとんどの真核生物は、体細胞が生殖細胞（配偶子）を生成する「減数分裂」、つまり染色体の数が半分になる細胞分裂を起こします。

そのため、一般生物の体細胞に含まれる染色体の数は生殖細胞に含まれる染色体の数の2倍となり、「二倍体」と呼ばれます。遺伝学では、生殖細胞に含まれるすべての染色体は「染色体セット」と呼ばれます。体細胞内の染色体セットの数が変化することを倍数性変化といいます。たとえば、体細胞には染色体が 1 セットしか含まれておらず、「半数体」と呼ばれます。

ミツバチの雄蜂は一倍体です。植物の場合、葯培養によって半数体植物を得ることができます。その後、半数体はコルヒチンで処理され、染色体の倍増が誘発され、再び二倍体になります。葯培養法は主に植物の雑種育種における子孫の栽培に使用されます。雑種の第 1 世代は、まず半数体まで栽培され、その後倍加するように誘導されます。その遺伝子はすべてホモ接合性であり、その子孫はメンデルの形質分離を受けなくなります。遺伝子はすぐに安定し、新しい品種になります。

二倍体の染色体が倍増すると、「四倍体」になります。四倍体植物は一般に茎が太く、葉が大きく、花も果実も大きく、生産の実用上非常に価値があります。しかし、四倍体植物は種子が少なく、種子を使用する作物（穀物など）には適していません。

二倍体と四倍体の交雑により「三倍体」が作られることがあります。三倍体の減数分裂は異常であり、種子を生産することができません。種なしスイカは、このように交配して得られた三倍体です。バナナは自然発生する三倍体です（その祖先は二倍体と四倍体の交雑の結果である可能性もあります）。

染色体の構造変化には、欠失、重複、逆位、転座が含まれます。 右の図に示すように、1. 欠失（中央の黄色で示された部分が欠落している）、2. 重複（中央の赤色で示された部分が繰り返されている）、3. 反転（緑色と赤色で示された部分が 180° 反転している）、4. 転座（下にある短い染色体の青色の部分が上にある長い染色体に移動している）。 人間の遺伝病の多くは染色体の構造変化によって引き起こされます。