Hvad er homologe kromosomer?

den homologe kromosomer af et individ er de kromosomer, der er en del af det samme par i en diploid organisme. I biologi refererer homologi til slægtskab, lighed og / eller funktion ved fælles oprindelse.

Hvert medlem af det homologe par har en fælles oprindelse, og de findes i samme organisme ved gametefusion. Alle kromosomer af en organisme er somatiske kromosomer, undtagen de af det seksuelle par.

Seks kromosomer, ud fra homologiens synspunkt, er en undtagelse. Begge kan have en anden oprindelse, men har områder af homologi, der får dem til at virke som somatiske kromosomer under cyklussen af ​​celledeling.

Disse homologe portioner tillader både at mate under mitose og meiose og at rekombinere under den anden af ​​dem.

Det er klart, at par af særlige kromosomer fra forskellige nært beslægtede arter også er fylogenetisk talt homologer. De har imidlertid rekombineret og ændret sig så meget, at det er meget vanskeligt for de samme kromosomer fra forskellige arter at være fuldstændigt homologe.

Mest sandsynligt, når man sammenligner kromosomerne af to arter, er homologien en mosaik. Det vil sige, at et kromosom af en art vil dele store eller små homologe regioner med forskellige kromosomer i den anden.

indeks

• 1 Kromosomale forandringer
  • 1.1 Ændringer i ploidi
  • 1.2 Kromosomale omlejringer
• 2 Sintenia
• 3 Homologi og sekvenslighed
• 4 referencer

Kilder til kromosomale ændringer

Mutationer på kromosomniveauet kan opleves på to hovedniveauer: ændringer i antal og ændringer i struktur.

Sekvensniveauændringer analyseres på gen (og genom) niveauet og giver os en ide om ligheden i informativt indhold mellem gener, genomer og arter..

Ændringerne i antal og struktur giver os mulighed for at vise ligheder og forskelle på organisationsniveau, hvad enten vi analyserer individuelle kromosomer eller alle dem som helhed.

Ændringer i ploidi

Ændringer i antallet af kromosomer hos en person, der påvirker en eller færre kromosomer kaldes aneuploidier. For eksempel siges et individ med 3 kromosomer 21 i stedet for to at have en trisomi.

En tromomi af kromosom 21 er den mest almindelige årsag til Downs syndrom. På den anden side er en kvinde af den menneskelige art med et enkelt X-kromosom også aneuploid for det kromosom. XO-kvinder præsenterer det såkaldte Turners syndrom.

Ændringer, som påvirker det grundlæggende antal kromosomer af en art kaldes euploidier. Det vil sige, at der er en gentagelse af sættet af haploide kromosomer af arten.

Hvis der er to, er organismen diploid - som det er tilfældet med de fleste arter, der udviser seksuel reproduktion. Hvis de præsenterer tre, er organismen triploid; hvis fire, tetraploid og så videre.

Dette er meget almindeligt i planter og har været en vigtig kilde til evolutionære ændringer i denne gruppe af organismer.

Kromosomale omlejringer

De enkelte kromosomer kan også præsentere bestemte typer af omlejringer, som kan skabe store konsekvenser for både individet og arten. Disse ændringer omfatter sletninger, indsætninger, translokationer, fusioner og investeringer.

Ved sletningerne fjernes dele af kromosomet fuldstændigt og giver således anledning til ændringer i de meotiske delingscyklusser med den deraf følgende produktion af eventuelt uigennemtrængelige gameter..

Manglen på områder af homologi er årsagen til unormale rekombinationshændelser. Det samme sker i tilfældet med indsættelser, da udseendet af regioner i et og ikke et andet kromosom har samme virkning i genereringen af ​​regioner, der ikke er fuldstændigt homologe..

Et særligt tilfælde af tilføjelse er duplikering. I dette tilfælde tilsættes en del af DNA, som er genereret i det, til et område af kromosomet. Det vil sige, det kopieres og indsættes ved siden af ​​kopien.

I kromosomernes evolutionshistorie har duplikationerne i tanda spillet en fundamental rolle i definitionen af ​​de centromeriske regioner.

En anden måde at delvis ændre homologien mellem to kromosomer er ved udseendet af omvendte regioner. Oplysningerne i den omvendte region er ens, men dens orientering er modsat den for det andet medlem af parret.

Dette tvinger de homologe kromosomer til at mate unormalt, hvilket giver anledning til en anden type yderligere omlejringer i gameterne. De meiotiske produkter af disse meiosier er muligvis ikke levedygtige.

En fuldstændig kromosomal region kan migrere fra et kromosom til et andet i en begivenhed kaldet translokation. Interessant nok kan translokationer fremmes af stærkt bevarede regioner mellem kromosomer, som ikke nødvendigvis er homologe. Endelig er der også mulighed for at observere fusioner mellem kromosomerne.

synteni

Sinteni henviser til graden af ​​bevarelse af genernes orden, når der sammenlignes to eller flere kromosomer eller forskellige genomiske eller genetiske regioner.

Sintenia er ikke bekymret for at studere eller måle graden af ​​sekvenslighed mellem homologe regioner. I stedet for at katalogisere informationsindholdet i disse regioner og analysere, om de er organiseret på samme måde i det rum, de besidder.

Alle de omlejringer, vi nævnte ovenfor, reducerer selvfølgelig synten mellem det ændrede kromosom og dets homolog. De er stadig homologe, fordi de deler samme oprindelse, men graden af ​​synteni er meget lavere.

Sintenia er nyttigt at analysere de fylogenetiske relationer mellem arter. Det bruges også til at spore evolutionære baner og at estimere den vægt, som kromosomale omlejringer har spillet i udseendet af arten. Da det gør brug af store regioner, er det makrosintenia undersøgelser.

Microsintenia handler derimod om at lave den samme type analyse, men i mindre områder, normalt på niveauet af gen eller gener. Gener, såvel som kromosomer, kan også opleve inversioner, sletninger, fusioner og tilføjelser.

Homologi og sekvenslighed

Hvis de er homologe, skal to regioner af DNA have høj lighed på niveauet af sekvensen. Under alle omstændigheder vil vi gerne påpege, at homologi er et absolut udtryk: det er homologt eller ej. Ligheden er derimod målbar.

Derfor er der på sekvensniveau to gener, der koder for det samme i to forskellige arter, at fremvise en lighed på for eksempel 92%.

Men for at sige, at begge gener er 92% homologe, er en af ​​de værste begrebsmæssige fejl, der kan eksistere på det biologiske niveau.

referencer

1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell^th Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Brooker, R.J. (2017). Genetik: Analyse og principper. McGraw-Hill Higher Education, 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). En introduktion til genetisk analyse (11^th red.). New York: W.H. Freeman, New York, NY, USA.
5. Philipsen, S., Hardison, R. C. (2018) Evolution af hæmoglobin loci og deres regulatoriske elementer. Blodceller, molekyler og sygdomme, 70: 2-12.
6. Wright, W. D., Shah, S., Heyer, W. D. (2018) Homolog rekombination og DNA reparation dobbeltstrengspauser. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535