Hromosomu permutācija ir process izlases sadalījuma hromosomas šūnu dalīšanās dzimuma (mejozes), laikā, kas veicina paaudzes jaunu hromosomu kombinācijas.
Tas ir mehānisms, kas palielina mainīgumu meitas šūnām mātes un tēva hromosomu apvienojuma dēļ.
Reproduktīvās šūnas (gametas) ražo mejoze, kas ir šūnu dalīšanas veids, kas līdzīgs mitozei. Viena no atšķirībām starp šiem diviem šūnu dalīšanas veidiem ir tā, ka mejozes laikā notiek notikumi, kas palielina pēcnācēju ģenētisko mainīgumu.
Šis dažādības pieaugums atspoguļojas īpatnībās, ko indivīdi rada apaugļošanā. Šī iemesla dēļ bērni neizskatās tieši tādi paši kā viņu vecāki, un to pašu vecāku brāļi un māsas neizskatās viens otram vienādi, ja vien viņi nav identiski dvīņi.
Tas ir svarīgi, jo jaunu gēnu kombināciju ģenerēšana palielina populācijas ģenētisko daudzveidību, un līdz ar to pastāv plašākas iespējas, lai tā spētu pielāgoties dažādiem vides apstākļiem.
Hromosomu permutācija notiek I metafāzē
Katrai sugai ir noteikts hromosomu skaits, cilvēkiem to ir 46 un tā atbilst divām hromosomu kopām.
Tādēļ ģenētiskā slodze cilvēkiem tiek uzskatīta par "2n", jo viens hromosomu komplekts nāk no mātes (n) olām, bet otrs - no tēva (n) spermas.
Seksuālā reprodukcija ir saistīta ar sieviešu un vīriešu gametu saplūšanu, kad tā notiek, ģenētiskā slodze tiek dubultota, radot jaunu indivīdu ar slodzi (2n).
Cilvēka gametas, gan sievietes, gan vīrieši, satur vienu gēnu komplektu, kas sastāv no 23 hromosomām, tāpēc viņiem ir “n” ģenētiskā slodze.
Meiozē notiek divas secīgas šūnu dalīšanas. Hromosomu permutācija notiek vienā no pirmās dalīšanas stadijām, ko sauc par 1. metafāzi. Šeit homologās tēva un mātes hromosomas sakārtojas un pēc tam nejauši tiek sadalītas starp iegūtajām šūnām. Tieši šī nejaušība rada mainīgumu.
Iespējamo kombināciju skaits ir 2 palielināts līdz n, kas ir hromosomu skaits. Cilvēkiem n = 23 tad 2²³ paliks, kas rada vairāk nekā 8 miljonus iespējamu kombināciju starp mātes un tēva hromosomu.
Bioloģiskā nozīme
Mejoze ir svarīgs process, lai hromosomu skaits nemainītos no paaudzes paaudzē.
Piemēram, mātes olšūnas rodas no olnīcu šūnu meiotiskās dalīšanas, kas bija 2n (diploīdi), un pēc mejozes tās kļuva par n (haploīdām).
Līdzīgs process ģenerē n (haploīdu) spermu no sēklinieku šūnām, kas ir 2n (diploīdi). Kad sieviešu dzimuma gameta (n) tiek apaugļota ar vīriešu dzimuma gametu (n), tiek atjaunota diploidija, tas ir, tiek ģenerēta 2n lādēta zigota, kas vēlāk kļūs par pieaugušu indivīdu, lai atkārtotu ciklu.
Mejozei ir arī citi svarīgi mehānismi, kas ļauj vēl vairāk palielināt mainīgumu, izveidojot dažādas gēnu kombinācijas, izmantojot ģenētiskās rekombinācijas mehānismu, ko angliski sauc par šķērsošanu (vai šķērsošanu). Tādējādi katrai saražotajai gametei ir unikāla kombinācija.
Pateicoties šiem procesiem, organismi palielina ģenētisko daudzveidību savās populācijās, kas palielina iespējas pielāgoties vides apstākļu izmaiņām un sugas izdzīvošanai.
Atsauces
- Alberts, B., Džonsons, A., Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K. un Valters, P. (2014). Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). Garland zinātne.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskajā analīzē (11. izdevums). WH Freeman.
- Lodish, H., Berks, A., Kaizers, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulāro šūnu bioloģija (8. izdevums). WH Freeman un uzņēmums.
- Mundingo, I. (2012). Manuālā sagatavošanas bioloģija 1. un 2. vide: kopējais obligātais modulis. Izdevumi Universidad Católica de Chile.
- Mundingo, I. (2012). PSU bioloģijas sagatavošanas rokasgrāmata 3. un 4. vide: izvēles modulis. Izdevumi Universidad Católica de Chile.
- Snustads, D. un Simmons, M. (2011). Ģenētikas principi (6. izdevums). Džons Vilijs un dēli.