Mis on homoloogsed kromosoomid?



The homoloogsed kromosoomid indiviidi puhul on need kromosoomid, mis on sama paari osa diploidses organismis. Bioloogias tähendab homoloogia sugulust, sarnasust ja / või funktsiooni ühise päritolu järgi.

Igal homoloogse paari liikmel on ühine päritolu ja nad leiduvad samas organismis gamete fusiooniga. Kõik organismi kromosoomid on somaatilised kromosoomid, välja arvatud seksuaalse paari kromosoomid.

Sekskromosoomid on homoloogia seisukohast erand. Mõlemal võib olla erinev päritolu, kuid neil on homoloogilised piirkonnad, mis muudavad need raku jagunemistsüklite ajal somaatilisteks kromosoomideks..

Need homoloogsed portsjonid võimaldavad nii mitoosi kui ka mioosi ajal mateerida ja teisest neist rekombineeruda.

Loomulikult on erinevate lähedalt seotud liikide teatud kromosoomide paarid ka filogeneetiliselt kõnelevad homoloogid. Siiski on nad rekombineerunud ja muutunud nii palju, et erinevate liikide samade kromosoomide puhul on väga raske homoloogne olla.

Tõenäoliselt on kahe liigi kromosoomide võrdlemisel homoloogia mosaiik. See tähendab, et ühe liigi kromosoom jagab suuri või väikesi homoloogseid piirkondi, millel on teise kromosoomi.

Indeks

  • 1 Kromosomaalsete muutuste allikad
    • 1.1 Ploidsuse muutused
    • 1.2 Kromosomaalsed ümberkorraldused
  • 2 Sintenia
  • 3 Homoloogia ja järjestuse sarnasus
  • 4 Viited

Kromosomaalsete muutuste allikad

Kromosoomitaseme mutatsioone võib kogeda kahel peamisel tasemel: arvu muutused ja struktuuri muutused.

Järjestuse taseme muutusi analüüsitakse geeni (ja genoomi) tasemel ning anname meile ettekujutuse geenide, genoomide ja liikide infosisu sarnasusest..

Arvu ja struktuuri muutused võimaldavad näidata sarnasusi ja erinevusi organisatsioonilisel tasandil, olenemata sellest, kas analüüsime üksikuid kromosoome või kõiki neid tervikuna.

Ploidsuse muutused

Kromosoomide arvu muutusi üksikisikus, kes mõjutavad ühte või vähem kromosoome, nimetatakse aneuploidiateks. Näiteks öeldakse, et kahe kromosoomi 21 asemel kahe inimesel on trisoom.

Kromosoomi 21 trisoomia on kõige sagedasem Downi sündroomi põhjus. Teisest küljest on ühe X-kromosoomiga inimliigi emane samuti selle kromosoomi jaoks aneuploidne. XO naised on tuntud kui Turneri sündroom.

Liigi kromosoomide põhinumbrit mõjutavaid muutusi nimetatakse euploidiateks. See tähendab, et on olemas liik haploidsete kromosoomide komplekti kordus.

Kui on kaks, siis on organism diploidne - nagu enamiku seksuaalset paljunemist omavate liikide puhul. Kui nad esitavad kolm, on see organism kolmekordne; kui neli, tetraploid jne.

See on taimedes väga levinud ja see on olnud oluline organismide rühma evolutsiooniliste muutuste allikas.

Kromosomaalsed ümberkorraldused

Üksikud kromosoomid võivad samuti esitada teatud tüüpi ümberkorraldusi, mis võivad tekitada suuri tagajärgi nii indiviidile kui ka liigile. Need muudatused hõlmavad kustutamist, sisestamist, ümberpaigutamist, ühinemisi ja investeeringuid.

Deletsioonides on kromosoomi osad täielikult kadunud, tekitades seeläbi miootiliste jagunemistsüklite muutusi, mille tulemusel tekib tõenäoliselt elujõulised sugurakud..

Homoloogiliste piirkondade puudumine on ebanormaalsete rekombinatsiooni sündmuste põhjuseks. Sama juhtub ka sisestuste puhul, kuna piirkondade ilmumine ühes ja mitte teises kromosoomis avaldab sama mõju piirkondadele, mis ei ole täielikult homoloogsed..

Konkreetne lisamise juhtum on dubleerimine. Sellisel juhul lisatakse selles genereeritud DNA osa kromosoomi piirkonda. See tähendab, et see kopeeritakse ja kleebitakse koopia allika kõrvale.

Kromosoomide evolutsioonilises ajaloos on kesksete piirkondade määratlemisel olnud oluline tanda dubleerimine..

Teine võimalus kahe kromosoomi vahelise homoloogia osaliseks muutmiseks on ümberpööratud piirkondade ilmumine. Pööratud piirkonna teave on sama, kuid selle orientatsioon on teise paari liikme omaga vastupidine.

See sunnib homoloogseid kromosoome omavahel ebatavaliselt tekitama, et tekitada sugurakkudes veel üks täiendav ümberkorraldusi. Nende meioosi meiootilised tooted ei pruugi olla elujõulised.

Täielik kromosoomipiirkond võib ühest kromosoomist teise ümber paigutada, kui seda nimetatakse translokatsiooniks. Huvitav on see, et translokatsiooni võib soodustada kõrge konserveerumisega piirkonnad kromosoomide vahel, mis ei pruugi olla homoloogsed. Lõpuks on olemas ka võimalus jälgida kromosoomide vahelisi fusioone.

Sintenia

Sintenia viitab geenide järjestuse säilitamise määrale, kui võrreldakse kahte või mitut kromosoomi või erinevat genoomset või geneetilist piirkonda.

Sintenia ei ole seotud homoloogiliste piirkondade järjestuse sarnasuse taseme uurimisega ega mõõtmisega. Pigem on nende piirkondade infosisu kataloogimine ja analüüsimine, kas need on korraldatud samasugusel viisil, kui nad asuvad.

Kõik ülalmainitud ümberkorraldused vähendavad ilmselt muutunud kromosoomi ja selle homoloogi vahelist sünteesi. Nad on endiselt homoloogsed, sest neil on sama päritolu, kuid sünteesi tase on palju madalam.

Sintenia on kasulik liikide vaheliste filogeneetiliste seoste analüüsimiseks. Seda kasutatakse ka evolutsiooniliste trajektooride jälgimiseks ja kromosomaalsete ümberkorralduste kaalukuse hindamiseks. Kuna tegemist on suurte piirkondadega, on need makrosintenia uuringud.

Teisest küljest tegeleb mikrosintenia sama tüüpi analüüsi tegemisega, kuid väiksemates piirkondades, tavaliselt geeni või geenide tasandil. Geenid, samuti kromosoomid võivad kogeda ka inversioone, deletsioone, sulandeid ja täiendusi.

Homoloogia ja järjestuse sarnasus

Kui need on homoloogsed, peab DNA kahel piirkonnal olema järjestuse tasemel kõrge sarnasus. Igal juhul tahame siin rõhutada, et homoloogia on absoluutne mõiste: see on homoloogne või mitte. Samasugune sarnasus on mõõdetav.

Sellepärast võivad järjestuse tasemel olla kaks geeni, mis kodeerivad sama kahes erinevas liigis, näiteks 92% sarnasust.

Kuid öelda, et mõlemad geenid on 92% homoloogsed, on üks halvemaid kontseptuaalseid vigu, mis võivad esineda bioloogilisel tasandil.

Viited

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) raku molekulaarbioloogia (6).th Väljaanne). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Geneetika: analüüs ja põhimõtted. McGraw-Hilli kõrgharidus, New York, NY, USA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Geneetilise analüüsi tutvustus (11. \ Tth ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Philipsen, S., Hardison, R. C. (2018) Hemoglobiini lookuste areng ja nende reguleerivad elemendid. Blood Cells, Molecules & Diseases, 70: 2-12.
  6. Wright, W. D., Shah, S., Heyer, W. D. (2018) Homoloogne rekombinatsioon ja DNA parandamine kaheahelalised katkestused. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535