Какво представляват хомоложните хромозоми?



на хомоложни хромозоми на индивид са онези хромозоми, които са част от същата двойка в диплоиден организъм. В биологията хомологията се отнася до родство, сходство и / или функция от общ произход.

Всеки член на хомоложната двойка има общ произход и се намира в същия организъм чрез сливане на гамета. Всички хромозоми на един организъм са соматични хромозоми, с изключение на тези на сексуалната двойка.

Секс хромозомите, от гледна точка на хомологията, са изключение. И двете могат да имат различен произход, но имат области на хомология, които ги карат да се държат като соматични хромозоми по време на цикъла на клетъчното делене..

Тези хомоложни части позволяват както да се чифтосват по време на митоза и мейоза, така и да рекомбинират по време на втората от тях.

Очевидно, двойки от определени хромозоми от различни тясно свързани видове също са филогенетично говорещи хомолози. Въпреки това, те са рекомбинирани и променени толкова много, че е много трудно същите хромозоми от различни видове да бъдат напълно хомоложни.

Най-вероятно, при сравняване на хромозомите на два вида, хомологията е мозайка. Това означава, че една хромозома от един вид ще споделя големи или малки хомоложни области с различни хромозоми на другия.

индекс

  • 1 Източници на хромозомни промени
    • 1.1 Промени в плойдизацията
    • 1.2 Хромозомни пренареждания
  • 2 Синтения
  • 3 Хомология и подобие на последователността
  • 4 Препратки

Източници на хромозомни промени

Мутациите на ниво хромозоми могат да бъдат наблюдавани на две основни нива: промени в броя и промени в структурата.

Промените в нивата на последователността се анализират на генното (и геномното) ниво и ни дават представа за сходството в информационното съдържание между гени, геноми и видове..

Промените в броя и структурата ни позволяват да покажем сходства и различия на организационно ниво, независимо дали анализираме отделни хромозоми или всички от тях като цяло..

Промени в плойдията

Промените в броя на хромозомите при индивид, които засягат една или по-малко хромозоми, се наричат ​​анеуплоидии. Например, за човек с 3 хромозоми 21 вместо две се казва, че има тризомия.

Тризомията на хромозома 21 е най-честата причина за синдрома на Даун. От друга страна, жена от човешкия вид с един Х-хромозома също е анеуплоидна за тази хромозома. XO жените представят синдрома на Търнър.

Промените, които засягат основния брой хромозоми на даден вид, се наричат ​​euploidias. Това означава, че има повторение на набора от хаплоидни хромозоми на вида.

Ако има два, организмът е диплоиден - какъвто е случаят с повечето видове, които показват полово размножаване. Ако те представляват три, организмът е триплоиден; ако е четири, тетраплоид и т.н..

Това е много често при растенията и е важен източник на еволюционни промени в тази група организми.

Хромозомни пренареждания

Отделните хромозоми също могат да представят някои видове пренареждания, които могат да генерират големи последствия както за индивида, така и за вида. Тези промени включват заличавания, вмъквания, транслокации, сливания и инвестиции.

В делециите части от хромозомата са напълно изгубени, което води до промени в мейотичните цикли на разделяне с произтичащото от тях производство на евентуално нежизнеспособни гамети..

Липсата на области на хомология е причина за анормални рекомбинационни събития. Същото се случва и при вмъкванията, тъй като появата на региони в една, а не в друга хромозома има същия ефект в поколението на региони, които не са напълно хомоложни..

Конкретен случай на добавяне е дублирането. В този случай част от ДНК, която се генерира в нея, се добавя към област на хромозомата. Тоест, той се копира и поставя до източника на копието.

В еволюционната история на хромозомите дублиранията в танда изиграха основна роля в определянето на центромерните региони..

Друг начин за частична промяна на хомологията между две хромозоми е появата на обърнати региони. Информацията за инвертираната област е една и съща, но нейната ориентация е противоположна на тази на другия член на двойката.

Това принуждава хомоложните хромозоми да се чифтосват необичайно, което води до друг тип допълнителни пренареждания в гаметите. Мейотичните продукти на тези мейози може да не са жизнеспособни.

Пълна хромозомна област може да мигрира от една хромозома към друга в събитие, наречено транслокация. Интересно е, че транслокациите могат да бъдат насърчавани от силно запазени области между хромозомите, които не са непременно хомоложни. Накрая, съществува и възможност за наблюдение на сливания между хромозомите.

синтения

Синтенията се отнася до степента на запазване на реда на гените, когато се сравняват две или няколко хромозоми или различни геномни или генетични региони..

Синтенията не се занимава с изучаване или измерване на степента на сходство на последователността между хомоложните региони. По-скоро да се каталогизира информационното съдържание на тези региони и да се анализира дали те са организирани по същия начин в пространството, което заемат.

Всички пренареждания, които споменахме по-горе, очевидно намаляват син- тенията между променената хромозома и неговия хомолог. Те все още са хомоложни, защото споделят един и същ произход, но степента на синтезия е много по-ниска.

Синтенията е полезна за анализиране на филогенетичните връзки между видовете. Той се използва и за проследяване на еволюционните траектории и за оценка на теглото, което хромозомните пренареждания са изиграли във външния вид на вида. Тъй като се използват големи региони, това са изследвания на макросинтения.

Микросинтенията, от друга страна, се занимава с правенето на същия тип анализ, но в по-малки области, обикновено на нивото на ген или гени. Гените, както и хромозомите, могат също да получат инверсии, заличавания, сливания и добавки..

Хомология и подобие на последователността

Ако те са хомоложни, две области на ДНК трябва да имат високо сходство на нивото на последователност. Във всеки случай, тук искаме да отбележим, че хомологията е абсолютен термин: тя е хомоложна или не. Приликата от друга страна е измерима.

Ето защо на нивото на последователност два гена, които кодират едно и също при два различни вида, могат да представят сходство, например, с 92%.

Но да се каже, че двата гена са 92% хомоложни, е една от най-лошите концептуални грешки, които могат да съществуват на биологично ниво.

препратки

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)тата Edition). W. Norton & Company, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  2. Brooker, R.J. (2017). Генетика: анализ и принципи. McGraw-Hill Висше образование, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Филаделфия, Пенсилвания, САЩ.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Въведение в генетичния анализ (11тата изд.). Ню Йорк: У. Х. Фрийман, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  5. Philipsen, S., Hardison, R. C. (2018) Еволюция на локусите на хемоглобина и техните регулаторни елементи. Кръвни клетки, молекули и болести, 70: 2-12.
  6. Wright, W.D., Shah, S., Heyer, W. D. (2018) Хомоложна рекомбинация и почивка на двойни нишки на ДНК. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535