如果把DNA比喻成一枚硬幣：藏在體細胞分裂與減數分裂裡的生命奇蹟
我是科學訓練師桑子研。每天都在做實驗。
你有沒有想過，自己能夠來到這個世界上的機率，到底有多大？實際算一算，你會發現那真的是一個天文數字。這一次，我們就用身邊常見的100日圓硬幣來打個比方，一起揭開這個「奇蹟般的機率」背後的秘密。
用「錢」來理解細胞分裂
我曾經從一位老師那裡聽到一個用金錢來比喻細胞分裂的說法。這個比喻很簡單，也非常好懂。
我們的身體每天都會進行大量的細胞分裂，而細胞分裂大致可以分成兩種類型。一種是製造身體所需要的「有絲分裂」，另一種則是製造下一代所需要的「減數分裂」。現在，就把DNA想像成100日圓，來比較一下這兩種分裂有什麼不同。
請一邊看著下面這張圖，一邊跟著我們一起來理解。這張圖引用自JT生命誌研究館〈減數分裂 多様さを生み出す厳格なしくみ〉，作者為渡邊嘉典（東京大學 分子細胞生物學研究所）。
引用；JT生命誌研究館〈減數分裂 多様さを生み出す厳格なしくみ〉 渡邊嘉典 東京大學 分子細胞生物學研究所
https://www.brh.co.jp/publication/journal/060/research_21
一般的的有絲分裂
如果把全部的DNA想像成100日圓，那麼原本手上有100日圓，先變成200日圓（DNA複製），接著再平均分成兩份，各拿100日圓（100日圓×2）。
→ 100日圓 變成 100日圓×2（200日圓）
這種分裂會發生在皮膚、肌肉等組織更新的時候。首先，把原本擁有的DNA（100日圓）完整複製一份，變成200日圓，再平均分配給兩個細胞。換句話說，分裂完成後的兩個細胞，都擁有和原本完全相同的100日圓份量的遺傳資訊。這樣一來，身體裡的細胞就能一直保有同一套設計圖了。
減數分裂
另一方面，當身體要製造卵子或精子時，所進行的就是減數分裂。
如果把全部的DNA想像成100日圓，那麼原本手上有100日圓，先變成200日圓（DNA複製）。接著分成100日圓和100日圓（第一次分裂）。（實際上，在這個階段還會發生基因重組，因此情況會更加複雜。）
接下來再分成兩份，每份變成50日圓（第二次分裂）。
→ 100日圓 變成 50日圓×2 ×2組（200日圓）
同樣都是先把100日圓複製成200日圓，但接下來會再多進行一次分裂。最後形成的細胞，每一個只擁有一半，也就是50日圓份量的遺傳資訊。
為什麼一定要減半呢？因為當卵子（50日圓）和精子（50日圓）在受精時結合，就能剛好恢復成100日圓，也就是回到原本的遺傳資訊量。如果不減半，而是帶著100日圓的DNA直接受精，那麼到了下一代就會變成200日圓，再下一代變成400日圓，DNA的量就會一代一代不斷翻倍。減數分裂正是一套非常巧妙的機制，讓DNA的量即使經過一代又一代，仍能維持在一定的範圍。
每一個50日圓，內容其實都不一樣
這裡最有趣的地方就在於：雖然每次拿到的都是「50日圓」，但裡面的內容，也就是基因組合，卻不會每次都完全相同。
你，就是70兆分之1的奇蹟
人類的細胞裡有46條染色體，這些染色體是由23對組成的。
當製造卵子或精子時，每一對染色體都會選出其中一條，組成50日圓份量的遺傳資訊（23條染色體）。光是這個「怎麼選」的過程，就能產生大約840萬種不同的組合（2的23次方＝8,388,608種）。
而且，父親和母親各自都會進行這樣的組合，因此兩邊的組合再互相配對，就會增加到大約70兆種（8,388,608²）。更不用說實際上還會發生稱為「基因重組」的現象，也就是染色體的一部分彼此交換，因此真正可能產生的組合數量，還要遠遠超過這個數字。
也就是說，即使你的父母再次以完全相同的方式生下一個孩子，這個孩子擁有和現在的你完全相同DNA組合的機率，也幾乎等於零。為什麼兄弟姊妹的長相、個性各不相同？這正是減數分裂所帶來的「基因組合大抽獎」的結果。
誰能想到，在「100日圓變成兩個50日圓」這麼簡單的機制背後，竟然藏著如此壯闊的機率故事，真的很令人驚訝吧！
下次照鏡子的時候，不妨稍微想一下：眼前的這張臉，是一路突破70兆分之1、甚至遠遠超過這個機率的重重關卡，才誕生的「奇蹟般的組合」喔。
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