你可能还不了解它，你的一条染色体??X染色体与其它染色体不同，而且这个难题已经困扰了科学家几十年了。在哺乳动物进化早期，现在的X染色体和我们的其它染色体是一样的。但是在某个时候，它就进化成与众不同的了。

与所有其它染色体不同，在几乎所有的细胞中，女性两个X染色体中的一条是失活的。它还具有极低的突变率，最让人百思不得其解的是，在我们极少数的器官中这个染色体里面的基因是活跃的。最近一项发表在国际生物学杂志PLOSBiology上的研究，利用交通做类比，向我们揭开了这个谜团。

性别之战

对人类来说，每个细胞通常包含23对染色体。这些染色体中只有一条??性别染色体，男女之间存在明显差异。如果你是女性，那么你从父亲和母亲那里各获取一条X染色体。如果你是男性，那么你从母亲那里获得X染色体，从父亲那里获得Y染色体，男性的Y染色体只传男不传女。

与所有其它染色体一样，X染色体携带的基因能够被用来创造控制生物性状的蛋白质，这是通过转录的过程发生的，在这个过程中产生一个单链DNA副本，然后它被解码成蛋白质。当一个基因发生这样的过程时，被称为“表达”。从本质上讲，基因表达解释了存储在DNA中的遗传信息，将遗传信息转换成生物特征。

20世纪80年代的一项研究预测，X染色体上的基因应该很容易进化成为性别开关，这使得它们与众不同。这可以解释女性之间生理上的差异(这项研究专门调查了大角羊的角在尺寸和形状上的差异)。当X染色体发生新的突变，它们对女性的影响是相比男性有两倍的选择机会。因此突变有利于女性，但是对男性有害的说法一直存在。

但这并不能真正解释为什么我们X染色体上的基因没有像其它基因一样表达尽可能多的器官。查看FANTOM5人类基因图谱，我们发现这一趋势是正确的，即使表达性别器官(如子宫、睾丸、卵巢)也没有发挥作用。

我们的研究测试了另一种可能性，即想要增加X染色体上表达基因的数量很难做到。为了表达一个基因，我们需要其他蛋白质，称为转录因子。这些位于DNA片段上的蛋白质，和“开关”的功能一样。为了增加表达，需要增加这些蛋白质的数量，通过蛋白质与基因的结合来刺激表达。但在男性的染色体上，这些蛋白质只能绑定到一个点，而不是两个。在女性中，两个染色体中一个会失活。

如果需要以更快的速度表达，对于其它染色体上的类似基因，有两个活性位可以同时激活。例如，我们需要细胞中的血红蛋白携带更多的氧气从呼吸器官到其他器官，比起其它器官中或细胞中的基因，产生它的基因可以以更快的速度被表达。X染色体就像交通高峰期的单行线，能容纳的车流量少于两车道，从而导致基因表达出现拥堵。

交通拥堵

我们预计，当交通高峰车流量高的时候，X染色体上的基因将出现问题。我们的统计分析揭示，和预期的一样，你X染色体上的高峰期交通流量是其它染色体的一半。

此外，在进化过程中，基因已经从X染色体转移到其它染色体，而且发生转移的基因是不同的：移动到X染色体上的基因具有较低的表达峰值速率，这些基因可以反向移动。更多的X染色体上高表达基因，在进化过程中比其它基因，表达水平要低的多。就像当你在单行线上遇到交通拥堵，很难加快速度一样的道理。

同样的交通拥堵概念也可以用来解释，为什么你X染色体上的基因只能表达少数器官这个谜团。许多器官的基因表达往往是那些具有高表达率的基因。根据交通拥堵模型，真正高表达基因不能在X染色体上发挥功能，当X染色体进化时，一些基因会从X染色体上外流。同样的，在X染色体上没有发现高表达率的组织特异性基因。具有很高峰值流量的器官，例如分泌活跃的器官如胰腺，也是往往不被表达的伴X染色体基因。

这些结果表明，要了解我们的基因和染色体是如何进化的，我们可能需要从起点上考虑他们所在的物理系统中的简单限制，而不是只调查性别差异的遗传基础。

这项研究也有一些实际应用。例如，涉及到基因治疗，我们会人为地引入一种新版本的基因，来补偿突变版本的基因，如果有可能的话，我们应该避免将它加入到X染色体，因为它有可能阻碍基因的正确表达。

本文来自：逍遥右脑记忆 /gaozhong/435507.html

相关阅读：高中生物的“学习策略”
少揭“伤疤”，多贴“膏药”
2016年高考备考：生物基础知识111条
定时定向递送miRNA的新载体治疗骨质疏松
人神经胶质母细胞瘤的干细胞起源和精准干预研究获进展