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近年では遺伝子検査や出生前診断を受けたり検討する機会が増え、染色体について関心を持つ人が増えています。
しかし染色体やDNA、遺伝子など似たような言葉が多くて何が違うのかいまいち分からない、という方も多いのではないでしょうか。
このコラムでは、染色体とは何か、DNAや遺伝子との違いも含めて分かりやすく解説しています。
染色体とは
染色体とは遺伝情報の収納箱のようなもので、遺伝情報を次世代に伝達するDNAが凝縮された構造体のことをいいます。
一本の染色体には数百から数千の遺伝子が含まれていて、染色体は遺伝情報を親から子へ正確に伝えるのに重要な役割を担っています。
遺伝的な特徴は、親から子に染色体を単位として受け継がれています。
ヒトの染色体の数と種類
ヒトの身体は約37兆個もの細胞からできており、それぞれの細胞には核があって、その中に染色体が存在します。
特定の細胞を除くほとんどすべての細胞には23対（46本）の染色体があります。
これらの染色体は両親から半分ずつ受け継いでいて、対となる染色体はそれぞれ父親と母親から由来しています。
染色体の数は生物種によって異なり、ヒトの染色体は46本ですが、例えばチンパンジーでは48本です。
ヒトの染色体23対（46本）のうち、1～22番までの22対は「常染色体」、残りの1対は男女の性別を決める「性染色体」と呼びます。
常染色体
22対の常染色体は、1番から22番まで大きさ順に番号が割り振られています。
番号が小さい方が基本的に大きく（1番の染色体が大きい）、また保有している遺伝子の数も多い傾向にあります（一部例外あり）。
男女を決める染色体：X染色体、Y染色体
男女の性別は、2本の性染色体によって決まります。
性染色体には「X染色体」と「Y染色体」があり、「XY」の組合せで男性、「XX」の組合せで女性になります。
男性の場合、X染色体は母親に、Y染色体は父親に由来します。
女性の場合、1本のX染色体は母親に、もう1本のX染色体は父親に由来します。
染色体・DNA・遺伝子の違いを分かりやすく！
「染色体」と「DNA」と「遺伝子」、どれも遺伝情報を司る重要な構成要素ですが、それぞれどのように関係しているのでしょうか？
これらの関係は、よく本に例えられます。
染色体が「一冊の本」だとすると、遺伝子は「文章」、DNAは「文字」だといえます。
「文字」といえるDNAは、遺伝情報を記録しているただの物質で、文字だけでは意味を成しません。
「文章」といえる遺伝子は、遺伝情報を伝えるために必要な情報で、文章のように意味があり読み取ることができます。
「本」といえる染色体に「文字」や「文章」がまとめられることにより、生物の形質を表す情報となります。
こうして考えてみると、「染色体」と「DNA」と「遺伝子」の関係が分かりやすくなるのではないでしょうか。
DNA
それぞれをもう少し詳しく見ていきましょう。
DNAとは、遺伝情報を記録している物質のことをいいます。
DNAは「デオキシリボ核酸」のことで、A（アデニン）、T（チミン）、（グアニン）、C（シトシン）という4種類の物質（塩基）と、リン酸とデオキシリボース（糖）が結合してできています。
DNAは、この配列によって遺伝子情報が記録されています。
これらが鎖状に連なり、さらに2本がらせん階段のようにつながっていることから、DNAの構造は「二重らせん構造」と呼ばれます。
DNAの長さはなんと約2mもありますが、遺伝子はその長いDNAの所々に存在しています。
DNAの遺伝情報に基づいて、体の様々な器官が作られます。
遺伝子
遺伝情報を記録している物質がDNAだとご紹介しましたが、DNAはそのすべてが遺伝情報を持っているわけではなく、遺伝情報を伝える部分と伝えない部分があります。
遺伝子とは、DNAのうち「遺伝情報を伝える領域」すなわち「タンパク質をつくる情報を持っている領域」のことをいいます。
タンパク質は体を構成する重要な物質で、骨や筋肉、皮膚などをつくるだけでなく、体内の様々な反応を調整する酵素の元にもなります。
骨は骨の細胞から、筋肉は筋肉の細胞からできており、タンパク質はこの細胞を作る元になります。
遺伝子は、「タンパク質をつくる設計図になる部分」と、「タンパク質をつくる管理や制御をする部分」から構成されています。
つまり遺伝子には、どの細胞で、どのようにタンパク質をつくるかの情報が書き込まれており、いわば「体を作るために必要な設計図」となります。
ゲノムとは
さてここでもう一つ、遺伝に関係する言葉で「ゲノム」というのも聞きますよね？
ゲノムとはなんでしょうか？
ゲノムとは、ある生物を作るために必要なすべてのDNAの情報のことをいいます。
ヒトについていうと、片方の親から受け継ぐ遺伝情報すべてのことをゲノムといいます。
ゲノムのうち、タンパク質の設計図に当たる部分が「遺伝子」です。
ゲノムはそのすべてが遺伝情報を伝えているわけではなく、実際に遺伝子の働きに関わっているのはなんとわずか3～5％程度に過ぎません。
まとめ
染色体とは遺伝情報の収納箱のようなもので、遺伝情報を親から子へ伝えるのに重要な役割を担っています。
染色体が「一冊の本」だとすると、遺伝子は「文章」にあたり、DNAはその文章を構成する「文字」として、全体で私たちの体を作るための設計図として機能しています。
染色体異常についてはこちらのコラムをご参考にしてください。
