Что такое гомологичные хромосомы?



гомологичные хромосомы индивида - это те хромосомы, которые являются частью одной пары в диплоидном организме. В биологии гомология относится к родству, сходству и / или функции по общему происхождению.

Каждый член гомологичной пары имеет общее происхождение, и они обнаруживаются в одном и том же организме путем слияния гамет. Все хромосомы организма являются соматическими хромосомами, кроме половой пары.

Половые хромосомы, с точки зрения гомологии, являются исключением. Оба могут иметь различное происхождение, но иметь области гомологии, которые заставляют их вести себя как соматические хромосомы во время циклов клеточного деления.

Эти гомологичные участки позволяют как спариваться во время митоза и мейоза, так и рекомбинировать во время второго из них.

Очевидно, что пары отдельных хромосом из разных близкородственных видов также являются филогенетически говорящими гомологами. Тем не менее, они рекомбинировали и изменили настолько, что одним и тем же хромосомам разных видов очень трудно быть полностью гомологичными..

Скорее всего, при сравнении хромосом двух видов гомология представляет собой мозаику. То есть хромосома одного вида будет делить большие или маленькие гомологичные области с разными хромосомами другого вида..

индекс

  • 1 Источники хромосомных изменений
    • 1.1 Изменения в плоидности
    • 1.2 Хромосомные перестройки
  • 2 Синтения
  • 3 Гомология и сходство последовательностей
  • 4 Ссылки

Источники хромосомных изменений

Мутации на уровне хромосом могут наблюдаться на двух основных уровнях: изменения в количестве и изменения в структуре.

Изменения на уровне последовательности анализируются на уровне генов (и геномов) и дают нам представление о сходстве информационного содержания между генами, геномами и видами..

Изменения в количестве и структуре позволяют нам показать сходства и различия на организационном уровне, будь то анализ отдельных хромосом или всех их в целом.

Изменения плоидности

Изменения числа хромосом у человека, которые влияют на одну или несколько хромосом, называются анеуплоидиями. Например, говорят, что у человека с 3 хромосомами 21 вместо двух трисомия.

Трисомия 21 хромосомы является наиболее частой причиной синдрома Дауна. С другой стороны, самка человеческого рода с одной Х-хромосомой также является анеуплоидной для этой хромосомы. XO женщины представляют то, что известно как синдром Тернера.

Изменения, которые влияют на основное количество хромосом вида, называются эуплоидиями. То есть происходит повторение набора гаплоидных хромосом вида.

Если их два, организм является диплоидным - как в случае с большинством видов, которые демонстрируют половое размножение. Если они представляют три, организм триплоидный; если четыре, тетраплоид, и так далее.

Это очень часто встречается у растений и является важным источником эволюционных изменений в этой группе организмов..

Хромосомные перестройки

Отдельные хромосомы могут также представлять определенные типы перестроек, которые могут вызвать большие последствия как для индивидуума, так и для вида. Эти изменения включают в себя удаления, вставки, перемещения, слияния и инвестиции.

В делециях части хромосомы полностью теряются, что приводит к изменениям в циклах мейотического деления с последующим образованием, возможно, нежизнеспособных гамет..

Отсутствие областей гомологии является причиной аномальных событий рекомбинации. То же самое происходит в случае вставок, поскольку появление областей в одной, а не в другой хромосоме оказывает одинаковый эффект при генерации областей, которые не являются полностью гомологичными..

Частным случаем добавления является дублирование. В этом случае часть ДНК, которая генерируется в нем, добавляется в область хромосомы. То есть он копируется и вставляется рядом с источником копии.

В эволюционной истории хромосом дупликации в танде сыграли фундаментальную роль в определении центромерных областей.

Другой способ частично изменить гомологию между двумя хромосомами - появление перевернутых областей. Информация инвертированной области та же самая, но ее ориентация противоположна ориентации другого члена пары..

Это заставляет гомологичные хромосомы спариваться ненормально, что приводит к другому типу дополнительных перестроек в гаметах. Мейотические продукты этого мейоза могут быть нежизнеспособными.

Полная хромосомная область может мигрировать из одной хромосомы в другую в случае, называемом транслокацией. Интересно, что транслокациям могут способствовать высококонсервативные области между хромосомами, которые не обязательно гомологичны. Наконец, существует также возможность наблюдения слияний между хромосомами.

синтении

Sintenia относится к степени сохранения порядка генов при сравнении двух или нескольких хромосом или разных геномных или генетических областей..

Синтения не занимается изучением или измерением степени сходства последовательностей между гомологичными областями. Скорее, чтобы каталогизировать информационное содержание этих регионов и проанализировать, организованы ли они таким же образом в занимаемом ими пространстве.

Все перегруппировки, о которых мы говорили выше, очевидно, уменьшают синхронность между измененной хромосомой и ее гомологом. Они все еще гомологичны, потому что имеют одинаковое происхождение, но степень синтении намного ниже.

Sintenia полезна для анализа филогенетических связей между видами. Он также используется для отслеживания эволюционных траекторий и оценки веса, который хромосомные перестройки сыграли в появлении вида. Поскольку он использует большие регионы, это исследования макросинтении.

Микросинтения, с другой стороны, имеет дело с проведением такого же типа анализа, но в небольших областях, обычно на уровне генов или генов. Гены, а также хромосомы могут также испытывать инверсии, делеции, слияния и добавления..

Гомология и сходство последовательностей

Если они гомологичны, две области ДНК должны иметь высокое сходство на уровне последовательности. В любом случае, здесь мы хотим указать, что гомология - это абсолютный термин: гомологичен он или нет. Сходство, с другой стороны, измеримо.

Вот почему на уровне последовательности два гена, которые кодируют одно и то же у двух разных видов, могут представлять сходство, например, 92%.

Но сказать, что оба гена гомологичны на 92%, является одной из худших концептуальных ошибок, которые могут существовать на биологическом уровне..

ссылки

  1. Альбертс Б., Джонсон А.Д., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. (2014) Молекулярная биология клетки (6)го Edition). W. W. Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Филадельфия, Пенсильвания, США.
  4. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11го ред.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  5. Филипсен С., Хардисон Р. С. (2018) Эволюция локусов гемоглобина и их регуляторных элементов. Клетки крови, молекулы и болезни, 70: 2-12.
  6. Wright W. D., Shah S., Heyer, W. D. (2018) Гомологичная рекомбинация и репарация ДНК двухцепочечных разрывов. Журнал биологической химии, 293: 10524-10535