染色体
rǎn sè tǐ
染色体是由DNA和蛋白质紧密缠绕而成的结构，携带着许多基因，并在细胞分裂时被传递给新细胞。
Definition
染色体是一束紧紧缠绕在被称为组蛋白的蛋白质上的DNA，这样才能容纳进细胞核内，其长度上携带着成百上千个基因。人类拥有$46$条染色体，排列成$23$对，其中$22$对是常染色体，另外一对是性染色体（女性为XX，男性为XY）；在细胞分裂过程中，每条染色体会呈现为两条通过着丝粒连接在一起、完全相同的姐妹染色单体；原核生物则携带一条环状染色体。在分子层面，一条真核染色体是一条线性DNA双链，被包装进核小体，再折叠成染色质纤维和环状结构域，其上有用于纺锤体附着的着丝粒，以及由重复DNA构成、用于保护末端的端粒；染色质是处于开放状态（常染色质）还是紧密压缩状态（异染色质），决定了哪些基因是可被利用的。有丝分裂会把染色体压缩约$10{,}000$倍，而染色体数目的异常（非整倍体，例如21三体）或结构异常（缺失、重复、倒位、易位）都可能引发疾病。
Example
染色体的数目并不能反映生物的复杂程度：人类有$46$条，狗有$78$条，果蝇只有$8$条，而某些蕨类植物的染色体数目可超过$1{,}000$条，远远超过人类。人类每对染色体中的两条，在相同的位置上携带着相同的基因，分别来自父母双方，仅1号染色体就携带约$250$百万个碱基对和$2{,}000$多个基因。在大多数体细胞中，每次分裂端粒都会缩短约$50$到$100$个碱基对，这是限制细胞复制寿命的因素之一；而费城染色体，也就是9号染色体与22号染色体之间的易位，则会产生驱动慢性髓性白血病的BCR-ABL融合基因。
Key Insight
在细胞分裂过程中，整理$46$个"包裹"要比整理$20{,}000$个散乱的基因可靠得多，这正是染色体所解决的问题。染色体的包装本身就是一种调控方式：一个被深埋在致密异染色质中的基因，即使序列完美无缺，也会保持沉默状态，这也是为什么肝细胞和神经元能够用完全相同的基因组，构建出截然不同的结构。