Nedir

Kromozomlar nedir ve nasıl çalışır?

Kromozomlar ve cinsiyet nedir? Kalıtım, evrimin temelidir. Canlıların genlerindeki değişiklikler rastgele mutasyonlarla gerçekleşir, ancak bunlar ebeveynlerden çocuklara aktarılırsa, belirli bir türün popülasyonunda sabitlenmeleri olasıdır. Örneğin, DNA’daki bir genetik mutasyon, belirli bir türün erkeklerinde daha çarpıcı bir renklenmeyi kodlarsa, genlerini gelecek nesillere aktararak daha kolay çoğalabilirler.

Bazı mutasyonlar nötr, diğerleri zararlı ve bir azınlık olumludur. Size gösterdiğimiz örnekte, türlerde yeni bir pozitif özellik “oluşuyor”, çünkü onu sunanlar daha fazla çocuğa sahip oluyor ve bu nedenle genlerini her nesil ile üssel olarak genişletiyor. Geniş anlamda size doğal seçilimin evrim mekanizmalarından bahsetmiştik.

Ancak, genetik dünyasında her şey o kadar basit değildir. Zigota yol açacak cinsel gametler üretildiğinde bilginin yarısı anneden, diğeri babadan gelir ama biz her zaman kesin genetik kopyalardan bahsetmiyoruz. Bizimle tanışın kromozom permütasyon mekanizmasıBu nedenle, yukarıda bahsedilen mutasyonlarla birlikte, doğal ortamdaki evrimsel süreçlerin en güçlü temellerinden biridir.

Kromozomlar ve cinsiyet

Kromozomal permütasyonlar dünyasına girmeden önce, kromozom teorisinde doğal olarak kabul edilen bazı genetik temelleri anlamanız çok önemlidir. Tüm somatik hücrelerimiz, dokularımızı oluşturan hücreler (nöronlar, adipositler, epitel hücreleri, monositler ve çok uzun vb.) Kapasiteye sahiplerse mitoza bölünürler, yani tam olarak aynı hücreyi 2 oluştururlar. onlar bir ebeveyndi.

Bu durumda, genetik bilgi kopyalanır, ancak hücre hattında değişmeden kalır. Bu hücreler diploiddir ya da aynısı, 23 çift kromozoma (22 otozomal çift, biri cinsel) sahiptir, bunların bir çifti anneden, diğeri babadan gelir. Böylece hücrelerin her birinde toplam 46 kromozom bulunur.

Cinsiyet hücreleri (yumurta ve sperm) tamamen farklı bir dünyadır. Canlı bir zigot oluşturmak için başka bir gamete katılacaklarından, somatik hücrelerin genetik bilgisinin yarısına sahip olmaları gerekir. Yumurtalar ve sperm vücudumuzun hücreleriyle aynı kromozomlara sahip olsaydı, birleştiklerinde 92 kromozomlu (46×2) bir fetüs meydana gelirdi, değil mi?

Bu sorunu çözmek, mayoz bölünmedir. Bu süreçte mitozun aksine, Bir diploid olandan 4 haploid hücre üretilir (yalnızca 23 kromozom ile) ve toplam 46 haploid hücre içerir.. Böylece, iki haploid gamet birleştiğinde, vücudumuzdaki hücrelerin her birini tanımlayan diploid germ hattını ortaya çıkarırlar.

Kromozom permütasyonu nedir?

Neden bu kadar kapsamlı bir girişin gerekli olduğunu merak edebilirsiniz, ancak bu çok önemliydi, çünkü kromozomal permütasyon, geçiş veya çapraz geçişle birlikte, bir hücre içinde mayoz sırasında (daha spesifik olarak, faz ve metafazda) meydana gelir ve mekanizma yoluyla cinsel üremeyi mümkün kılar. zaten tarif edilmiş.

Böylece, kromozom permütasyonu, bir diploid hücrenin (2n) bölünmesinin haploid yavru cinsiyet hücreleri (n) ürünü arasında kromozomların rastgele dağıtıldığı süreç olarak tanımlanabilir.. Bu, bölünmeden önce hücrenin ekvatorunda bulunan homolog kromozomların mayozun metafaz I sırasında yerleştirilmesine bağlı olarak gerçekleşir.

Bu genetik yapılar hücrenin merkezine yerleştirildikten sonra, mitotik iğ onları “çeker” ve bilginin yarısını hücrenin bir kutbuna, diğerine diğerine dağıtır. Bu nedenle, sitoplazmik bölünme meydana geldiğinde ve bir tane olduğu yerde iki hücre oluştuğunda, her ikisi de aynı miktarda genetik materyale sahip olacak, ancak farklı bir yapıya sahip olacaktır.

Matematiksel bir bakış açısıyla, insanlarda olası kromozomal permütasyonlar şu şekilde elde edilebilir:

223 = 8.388.608

Bu formülü hızlı ve kolay bir şekilde açıklıyoruz. İnsan genomundaki kromozom sayısı 23 çift (22 otozomal + 1 cinsel) olduğundan, Mayoz bölünme sırasında olası kromozom permütasyonlarının sayısı, 8 milyondan fazla farklı senaryonun etkileyici sonucu ile 2 ila 23 üssü olacaktır.. Kromozomların hücrenin her bir kutbuna doğru rastgele yönlenmesi, önemli bir genetik değişkenlik kaynağıdır.

Kromozom geçişinin önemi

Kromozom geçişi şu şekilde tanımlanır: Aynı hücre içindeki iki homolog kromozom arasında cinsel üreme süreci sırasında genetik materyal değişimi, rekombinant kromozomlara yol açar. Bu noktada, “homolog” teriminin, aynı yapıya, aynı genlere, ancak farklı bilgilere (her biri bir ebeveynden gelir) sahip olmaları nedeniyle, mayoz sırasında bir çift oluşturan kromozomları ifade ettiğini vurgulamak gerekir.

Mayozu tam olarak tanımlamak istemiyoruz ve bu nedenle, kromozomal permütasyonun metafaz I’de gerçekleştiğini, ancak çapraz geçişin fazda gerçekleştiğini bilmek yeterli olacaktır. Şu anda, homolog kromozomlar, aralarında genetik bilgi alışverişine izin veren “kiazma” adı verilen bir köprü oluşturur.

A) Evet, Bu değişim, bilgileri hem babadan hem de anneden gelen, ancak ebeveynlerden farklı şekilde organize edilen iki rekombinant kromozomu ortaya çıkarır.. Bu miyotik mekanizmayı, kromozomal permütasyonla birlikte, cinsel olarak üreyen canlıların kalıtım mekanizmalarındaki genetik değişkenliğin temelini temsil ettikleri için gösterdik.

Kromozom permütasyonunun biyolojik önemi

Nokta mutasyonları, kromozomal permütasyonlar ve homolog kromozom geçişleri, bugün algıladığımız haliyle yaşamı anlamak için çok önemlidir. Tüm işlevselliği ve biyolojik anlamı tek bir kelimede özetlenmiştir: değişkenlik.

Bir popülasyonun tüm örnekleri genetik olarak aynıysa, bir dizi fiziksel ve davranışsal özellik (neredeyse) aynı olacak, böylece eşit şekilde hazırlanacak ve / veya ortamdaki değişikliklere uyarlanacaktır.. Evrimsel güçler bu senaryoyla “ilgilenmiyor”, çünkü şiddetli bir varyasyon gelirse ve tüm tür aynı şekilde yanıt verirse, biyolojik araçların eksikliği nedeniyle zamanla yok olması muhtemeldir.

Bunun açık bir örneği, insanlar tarafından genetik seçilimin bir ürünü olan akraba çiftleşmenin etkileriyle ciddi şekilde cezalandırılan bazı köpek ve diğer evcil hayvan türlerinde görülebilir. Akrabalar arası üreme homozigotluğa, yani genetik değişkenliğin kaybına yol açar. Bu fenomen “akrabalık depresyonu” olarak bilinir ve bir popülasyonda alellerin ne kadar az bulunursa, teorik olarak nesli tükenmeye mahkum olma olasılığı o kadar yüksektir.

Son olarak, varsayımsal gerekçelerle konuşmadığımızı vurgulamak gerekir. Bu iki veriyle ne demek istediğimizi anlayacaksınız: 10 golden retriever köpeğinden 6’sı kanserden ölüyor ve İran kedilerinin% 50’sine kadar polikistik böbrek hastalığı var. Açıktır ki, genetik değişkenlik eksikliği kısa vadede hastalıklara ve uzun vadede tüm bir türün yaşayamamasına dönüşür..

Özet

Bu alanda, kromozom permütasyonuna fizyolojik açıdan değil evrimsel bir bakış açısıyla odaklanma fırsatını yakaladık, çünkü bu tür soyut fenomenleri somut örnekler ve neden oldukları sonuçlarla anlamanın çok daha kolay olduğuna inanıyoruz. Bir fikrinizin olmasını istiyorsak, bu şudur: DNA mutasyonları, kromozomal permütasyonlar ve geçişler, eşeyli üreyen türlerde kalıtımın temelidir.. Bu mekanizmalar olmadan, evrimsel başarısızlığa mahkum oluruz.

Şimdi, birden fazla okuyucuyu şaşırtacak bir soruyla kapatıyoruz: Genetik değişkenlik mekanizmaları cinsel üreme sırasında meydana gelirse, tarih boyunca eşeysiz yayılma sistemleriyle hayatta kalmış türlerin olması nasıl mümkün olabilir? Gördüğünüz gibi, hala bizden kaçan sorunlar var.

Bibliyografik referanslar:

  • Chen, YM, Chen, MC, Chang, PC ve Chen, SH (2012). Permütasyon akış atölyesi çizelgeleme problemleri için genişletilmiş yapay kromozom genetik algoritması. Bilgisayarlar ve Endüstri Mühendisliği, 62 (2), 536-545.
  • Kleckner, N. (1996). Mayoz: nasıl işleyebilir? Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 93 (16), 8167-8174.
  • Mitchell, LA ve Boeke, JD (2014). Sentetik bir ökaryotik kromozomun telomer ile dairesel permütasyonu. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 111 (48), 17003-17010.
  • Schwarzacher, T. (2003). Mayoz, rekombinasyon ve kromozomlar: bitkilerde gen izolasyonu ve floresan in situ hibridizasyon verilerinin gözden geçirilmesi. Deneysel Botanik Dergisi, 54 (380), 11-23.
  • Sybenga, J. (1999). Mayoz bölünmede homolog kromozomların birbirini bulmasını sağlayan şey nedir? Bir inceleme ve bir hipotez. Kromozom, 108 (4), 209-219.

Konuk Yazar

Yazarlarımız konularında uzman ve eğitimli kişilerdir. Sorularınızı en iyi şekilde cevaplamak, Fikre ihtiyaç duyduğunuzda en yaratıcı fikirleri üretmek için buradalar. Sizleride Bekliyoruz.

Bunlar da hoşunuza gidebilir.

Başa dön tuşu