问题

一个卵巢形成的卵子的遗传物质都相同吗?

回答
关于卵巢形成的卵子,其遗传物质是否完全相同,答案是:绝大部分情况下,形成的不同卵子在遗传物质上存在差异。 除非发生非常罕见的偶然事件,否则你不会找到两个遗传物质完全一模一样的卵子。

让我们来仔细梳理一下这个过程,看看为什么会出现这种差异。

卵巢与卵子的形成:一个精密的“制造”过程

首先,我们需要了解卵子是在女性的卵巢中通过一个叫做“减数分裂”的特殊细胞分裂方式产生的。这个过程比普通的有丝分裂要复杂得多,它的目标是创造出具有独特基因组合的生殖细胞(卵子和精子),以确保后代的遗传多样性。

减数分裂大致可以分为两个主要阶段:减数第一次分裂和减数第二次分裂。

1. 减数第一次分裂:基因“洗牌”的开端

这是产生遗传差异的关键一步。在减数第一次分裂开始之前,卵巢中的原始生殖细胞会经历一次 DNA 的复制。这意味着每个染色体都变成了由两条相同的染色单体组成的结构。

然后,这些具有成对结构的染色体会在细胞核内进行配对。我们知道,女性有23对染色体,其中22对是常染色体,一对是性染色体(XX)。在减数第一次分裂中,来自母亲的23条染色体(每条包含两条染色单体)会与来自父亲的23条染色体(同样每条包含两条染色单体)分别配对。

重点来了:在这个配对过程中,会发生一件非常重要的事件,叫做“交叉互换”(Crossing Over)。

什么是交叉互换? 想象一下,你的23对染色体就像23副扑克牌,其中一副牌来自你父亲,另一副来自你母亲。在减数第一次分裂时,这两副牌的每一张(即同源染色体)都会走到一起,肩并肩站好。然后,它们会互相“交换”一部分牌面信息。也就是说,来自同一对染色体、但来源不同(一条来自父亲,一条来自母亲)的染色体,它们之间的染色单体之间会发生片段的断裂和重组。
结果是什么? 经过交叉互换后,原本只包含父亲遗传信息的染色单体,现在会混合进一部分来自母亲的遗传信息;反之亦然。这就意味着,即使是来自同一条染色体(比如第一号染色体),其两条姐妹染色单体在减数分裂结束后,遗传信息也可能不再完全相同了。

除了交叉互换,还有另一项关键的随机事件:

“同源染色体分离”(Independent Assortment):在减数第一次分裂的后期,配对好的同源染色体(即父亲来源和母亲来源的23条染色体)会随机地向细胞的两极移动。这意味着,每一个新形成的子细胞(在减数第二次分裂后会变成卵细胞)所接收到的23条染色体,都是来自父亲和母亲的染色体的随机组合。

举个例子,对于我们拥有的23对染色体,每对染色体中,父亲的那条会随机选择是进入子细胞A,还是子细胞B。母亲的那条也是如此。这就好像你掷骰子一样,每一次分配都可能产生不同的结果。理论上,仅凭同源染色体分离这一点,就能产生 $2^{23}$(大约800万)种不同的染色体组合。

2. 减数第二次分裂:进一步的“复制品”区分

在减数第一次分裂之后,会形成两个细胞。在女性的减数分裂过程中,这两个细胞的大小并不相等。一个大的细胞会继续进行减数第二次分裂,而一个小细胞(第一极体)则会退化。

减数第二次分裂的过程更像是一个普通的有丝分裂。细胞内的染色体(每条仍然包含两条姐妹染色单体)会排列在细胞中央,然后姐妹染色单体被分开,分别移向细胞的两极。

然而,由于在减数第一次分裂时发生的交叉互换,即使是原本来自同一条染色体的两条姐妹染色单体,在分裂后也不再是完全相同的遗传物质副本了。它们可能在交叉互换点上携带了不同的遗传信息。

总结:为什么形成的卵子遗传物质不同?

基于上述过程,我们可以得出结论:

交叉互换: 在减数第一次分裂时,同源染色体之间的片段交换,使得原本来自父母的染色体上的基因重新组合。即使是同一个卵巢在同一次排卵周期中产生的卵子,它们在减数分裂时经历的交叉互换位点和交换方式都是不同的。
同源染色体随机分配: 在减数第一次分裂末期,来自父母的23对同源染色体是随机地分配到两个子细胞中的。这导致了23条染色体的多样化组合。

因此,即使是同一位女性、在同一时间排出的两个卵子,它们所携带的遗传物质也会因为这两大随机过程而存在差异。一个卵子可能比另一个卵子多携带了某些来自祖母的基因片段,而另一些则可能更多地继承了来自祖父的基因。

什么情况下的卵子遗传物质会“相同”?

在极少数非常罕见的条件下,可能会产生遗传物质高度相似的卵子,但这通常不是指完全相同。例如:

单卵双胞胎(同卵双胞胎)的形成: 这是在受精卵形成后发生的。当一个受精卵分裂成两个细胞时,如果这两个细胞独立发育成胚胎,它们就会拥有几乎完全相同的遗传物质,因为它们最初来自同一个受精卵。但这是在受精之后发生的,而不是卵巢在形成卵子阶段就产生完全相同的卵子。
基因突变极其罕见的情况: 如果某个原始生殖细胞在减数分裂开始前的DNA复制过程中发生了一个非常早期的、且在后续分裂中保持不变的基因突变,那么理论上由此产生的卵子可能会携带这个突变。但要说“完全相同”,那仍然需要排除所有随机的基因重组。

总而言之,正常情况下,卵巢形成的每一个卵子都是独一无二的。这种遗传上的多样性是生命繁衍的重要机制,也为物种的适应和进化提供了基础。当你想到女性生育的后代,即使是同一个母亲,如果不是同卵双胞胎,那么她们在遗传上也是拥有独特组合的孩子。而卵巢在形成卵子这个阶段,就已经为这种多样性打下了基础。

网友意见

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谢邀!

你的问题是两个不同层面的问题。

我们说基因,很多时候其实都是个混合概念,是基因组还是基因?

如果说基因组的话,人类基因组大概是30亿碱基,完全一样概率无限趋于0.

如果说基因的话,人类大概2万-3万个基因,这些基因所有人都有

而这2万-3万个基因只占据了人体基因组的不到10%,这剩下的90%都是垃圾DNA(也是绝大多数人忽视的)。



1,首先关于猩猩和人类基因90%以上的相似

这是指基因!

人大概有2-3万个基因,而只要这些基因的核心序列类似,就可以认为是相似。

你有我有大家都有。

下面是我随手在UCSC上找的一个基因,这叫做相似。可是你瞅瞅,里面的线条差异大的上天了。

更别提猩猩和人类染色体数量都不一样,一个48,一个46,光是染色体差异都达到了4%(2:48)

跨物种的比较,就像仰望宇宙,每个星星都亮晶晶的,所以说,哇,他们很像。

或者想搭讪美女的时候,哇,你也是人啊,好巧啊,然后被打死了…

所以我们会说,某些基因在物种之间很保守,很关键等。

2,人和人之间的基因相似度,比的是碱基

这个时候,你比的不是简单的特征了,而是更细节的东西了。

两个基因核心序列类似,但是一比,还是有不少差异的。

比如某个位点发生突变了,基因还是这个基因,但你要是比一下,其实是有区别的。

下图是某一个碱基发生了突变,这种非常常见(人类大概1000个长度就有一个突变)

比如,你把月球和地球拿出来比,就差异大多了。


所以回到这个问题,你就知道,你大体上是两个层面的问题

1,兄弟姐妹们基因相似度高不高?

超级高

2,兄弟姐们们基因序列相似度高不高?

比一般人高。

3,减数分裂

的确,基因会发生重组和交换并减数分裂,但是,互换往往是对称的。

比如,一个基因位于11号染色体短臂上,那么他互换的时候也会跟对应的位置互换。

如果他跟12号染色体互换了,那就有点麻烦了。


人类有30亿碱基对,所以99%的相似度,那么意味着1%的不相似,那就是1000万个碱基对,这简直是惊人的。

最后,基因检测一般是检测某些关键位点,而不是全基因组检测。

当然了,关于基因本身的概念,也是个糊涂账,有兴趣的可以看一下这个答案

科学家如何计算基因的数量? - 夜神K2 的回答

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