Što su homologni kromosomi?



homologni kromosomi pojedinca su oni kromosomi koji su dio istog para u diploidnom organizmu. U biologiji, homologija se odnosi na srodstvo, sličnost i / ili funkciju zajedničkog podrijetla.

Svaki član homolognog para ima zajedničko podrijetlo, a nalaze se u istom organizmu pomoću fuzije gameta. Svi kromosomi organizma su somatski kromosomi, osim onih iz seksualnog para.

Spolni kromosomi, sa stajališta homologije, su iznimka. Oba mogu imati različito podrijetlo, ali imaju područja homologije koja ih tjeraju da se ponašaju kao somatski kromosomi tijekom ciklusa stanične diobe.

Ovi homologni dijelovi omogućuju da se pare tijekom mitoze i mejoze, te da se rekombiniraju tijekom druge od njih.

Očito, parovi određenih kromosoma iz različitih blisko srodnih vrsta također su filogenetski homologi. Međutim, oni su se rekombinirali i promijenili toliko da je vrlo teško da isti kromosomi iz različitih vrsta budu potpuno homologni.

Najvjerojatnije, kada se uspoređuju kromosomi dvije vrste, homologija je mozaik. To znači da će kromosom jedne vrste dijeliti velike ili male homologne regije s različitim kromosomima druge.

indeks

  • 1 Izvori kromosomskih promjena
    • 1.1 Promjene u ploidnosti
    • 1.2. Kromosomska preraspodjela
  • 2 Sintenija
  • 3 Homologija i sličnost sekvenci
  • 4 Reference

Izvori kromosomskih promjena

Mutacije na razini kromosoma mogu se doživjeti na dvije glavne razine: promjene u broju i promjene u strukturi.

Promjene na razini sekvenci analizirane su na razini gena (i genoma) i daju nam predodžbu o sličnosti u informacijskom sadržaju između gena, genoma i vrsta..

Promjene u broju i strukturi omogućuju nam da pokažemo sličnosti i razlike na organizacijskoj razini, bilo da analiziramo pojedinačne kromosome ili sve njih u cjelini..

Promjene ploidnosti

Promjene u broju kromosoma u pojedinca koje utječu na jedan ili manje kromosoma nazivaju se aneuploidije. Na primjer, kaže se da osoba s 3 kromosoma 21 umjesto dva ima trizomiju.

Trisomija kromosoma 21 je najčešći uzrok Down sindroma. S druge strane, ženka ljudske vrste s jednim X kromosomom također je aneuploid za taj kromosom. XO žene predstavljaju ono što je poznato kao Turner sindrom.

Promjene koje utječu na osnovni broj kromosoma neke vrste nazivaju se euploidi. To jest, postoji ponavljanje skupa haploidnih kromosoma vrste.

Ako postoje dva, organizam je diploidan - kao što je slučaj s većinom vrsta koje pokazuju spolnu reprodukciju. Ako oni predstavljaju tri, organizam je triploid; ako su četiri, tetraploid, i tako dalje.

To je vrlo uobičajeno u biljkama i važan je izvor evolucijskih promjena u ovoj skupini organizama.

Kromosomska preraspodjela

Pojedinačni kromosomi također mogu predstavljati određene tipove preraspodjela koje mogu proizvesti velike posljedice i za pojedinca i za vrstu. Te promjene uključuju brisanje, umetanje, translokacije, spajanja i ulaganja.

U delecijama, dijelovi kromosoma su potpuno izgubljeni, što dovodi do promjena u ciklusima meiotičke podjele s posljedičnom proizvodnjom eventualno neodrživih gameta..

Nedostatak područja homologije je uzrok abnormalnih događaja rekombinacije. Isto se događa u slučaju umetanja, budući da pojavljivanje regija u jednom, a ne drugom kromosomu ima isti učinak u generaciji regija koje nisu potpuno homologne..

Poseban slučaj dodavanja je umnožavanje. U ovom slučaju, dio DNA koji se generira u njemu se dodaje u regiju kromosoma. To jest, kopira se i zalijepi pored izvora kopije.

U evolucijskoj povijesti kromosoma dupliciranja u tandi odigrala su temeljnu ulogu u definiranju centromernih regija.

Drugi način djelomične promjene homologije između dva kromosoma je pojava obrnutih područja. Informacija o obrnutoj regiji je ista, ali je njezina orijentacija suprotna orijentaciji drugog člana para.

To prisiljava homologne kromosome na parjenje abnormalno, što dovodi do drugog tipa dodatnih preraspodjela u gametama. Meiotički proizvodi ove mejoze možda neće biti održivi.

Potpuna kromosomska regija može migrirati iz jednog kromosoma u drugi u događaju koji se naziva translokacija. Zanimljivo je da se translokacije mogu promicati visoko konzerviranim područjima između kromosoma koji nisu nužno homologni. Konačno, postoji i mogućnost promatranja fuzija između kromosoma.

synteny

Sintenija se odnosi na stupanj očuvanja reda gena kada se uspoređuju dva ili više kromosoma ili različitih genomskih ili genetskih regija..

Sintenija se ne bavi proučavanjem ili mjerenjem stupnja sličnosti sekvenci između homolognih regija. Umjesto toga, katalogizirati sadržaj informacija tih regija i analizirati jesu li organizirani na isti način u prostoru koji zauzimaju.

Sve preraspodjele koje smo gore spomenuli, očito, smanjuju sin- teniju između promijenjenog kromosoma i njegovog homologa. Oni su još uvijek homologni jer dijele isto podrijetlo, ali je stupanj sintenije mnogo niži.

Sintenija je korisna za analizu filogenetskih odnosa između vrsta. Također se koristi za praćenje evolucijskih trajektorija i za procjenu težine kromosomskih preraspodjela u izgledu vrste. Budući da se koriste velika područja, to su istraživanja makrosintenije.

Mikrosintenija, s druge strane, bavi se izradom iste vrste analize, ali u manjim regijama, obično na razini gena ili gena. Geni, kao i kromosomi, također mogu imati inverzije, delecije, fuzije i dodatke.

Homologija i sličnost sekvenci

Ako su homologne, dvije regije DNA moraju imati visoku sličnost na razini sekvence. U svakom slučaju, ovdje želimo naglasiti da je homologija apsolutni pojam: on je homologan ili ne. Sličnost s druge strane je mjerljiva.

Zbog toga na razini sekvence dva gena koja kodiraju kod istih u dvije različite vrste mogu predstavljati sličnost, na primjer, 92%.

No, reći da su oba gena 92% homologna je jedna od najgorih konceptualnih pogrešaka koje mogu postojati na biološkoj razini.

reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekularna biologija stanice (6)th Izdanje). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R.J. (2017). Genetika: analiza i načela. McGraw-Hill Visoko obrazovanje, New York, NY, USA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod u genetsku analizu (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, SAD.
  5. Philipsen, S., Hardison, R. C. (2018) Evolucija lokusa hemoglobina i njihovih regulatornih elemenata. Krvne stanice, molekule i bolesti, 70: 2-12.
  6. Wright, W.D., Shah, S., Heyer, W.D. (2018) Homologna rekombinacija i popravak dvožnih lanaca DNA. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535