Vad är homologa kromosomer?



den homologa kromosomer av en individ är de kromosomer som ingår i samma par i en diploid organism. I biologi hänvisar homologi till släktskap, likhet och / eller funktion av vanligt ursprung.

Varje medlem av det homologa paret har ett gemensamt ursprung och de finns i samma organism genom gametefusion. Alla kromosomer av en organism är somatiska kromosomer, förutom de sexuella parternas.

Sexkromosomer, utifrån homologins synvinkel, är ett undantag. Båda kan ha ett annorlunda ursprung men har homologområden som gör att de beter sig som somatiska kromosomer under celldelningens cykler.

Dessa homologa portioner tillåter både att kompisera under mitos och meios och att rekombineras under den andra av dem.

Uppenbarligen är par av speciella kromosomer från olika närbesläktade arter också fylogenetiskt talande homologer. De har emellertid rekombinerat och förändrats så mycket att det är mycket svårt för samma kromosomer från olika arter att vara helt homologa.

Mest sannolikt, vid jämförelse av kromosomerna hos två arter är homologin en mosaik. Det vill säga en kromosom av en art kommer att dela stora eller små homologa regioner med olika kromosomer i den andra.

index

  • 1 Källor för kromosomala förändringar
    • 1.1 Förändringar i ploidi
    • 1.2 Kromosomala omarrangemang
  • 2 Sintenia
  • 3 Homologi och sekvenslikhet
  • 4 referenser

Källor för kromosomala förändringar

Mutationer på kromosomivån kan upplevas på två huvudnivåer: förändringar i antal och förändringar i struktur.

Sekvensnivåförändringar analyseras vid genens (och genomets) nivå och ger oss en uppfattning om likheten i informationsinnehållet mellan gener, genomer och arter..

Förändringarna i antal och struktur gör det möjligt för oss att visa likheter och skillnader på organisationsnivå, vare sig analysera enskilda kromosomer eller alla dem som helhet.

Förändringar av ploidi

Förändringar i antalet kromosomer hos en individ som påverkar en eller färre kromosomer kallas aneuploider. Exempelvis sägs en individ med 3 kromosomer 21 istället för två ha en trisomi.

En trisomi av kromosom 21 är den vanligaste orsaken till Downs syndrom. Å andra sidan är en kvinnlig av den mänskliga arten med en enda X-kromosom också aneuploid för den kromosomen. XO-kvinnor presenterar det som kallas Turners syndrom.

Förändringar som påverkar det grundläggande antalet kromosomer hos en art kallas euploidias. Det vill säga, det finns en upprepning av uppsättningen haploida kromosomer av arten.

Om det finns två är organismen diploid - vilket är fallet med de flesta arter som uppvisar sexuell reproduktion. Om de presenterar tre är organismen triploid; om fyra, tetraploid och så vidare.

Detta är mycket vanligt i växter och har varit en viktig källa till evolutionära förändringar i denna grupp av organismer.

Kromosomala omarrangemang

De enskilda kromosomerna kan också presentera vissa typer av omarrangemang som kan ge stora konsekvenser för både individen och arten. Dessa förändringar inkluderar radering, införande, translokationer, fusioner och investeringar.

Vid deletionerna förloras delar av kromosomen fullständigt, vilket ger upphov till förändringar i de meotiska delningscyklerna med följdproduktionen av eventuellt oföränderliga gameter..

Bristen på homologiska regioner är orsaken till onormala rekombinationshändelser. Detsamma händer vid införande, eftersom utseendet av regioner i en och inte en annan kromosom har samma effekt vid alstring av regioner som inte är helt homologa..

Ett speciellt fall av tillägg är att duplicera. I detta fall tillsätts en del av DNA som genereras i det till en region av kromosomen. Det vill säga det kopieras och klistras bredvid källan till kopian.

I kromosomernas evolutionära historia har dubbleringarna i tanda spelat en grundläggande roll i definitionen av de centromeriska regionerna.

Ett annat sätt att delvis ändra homologin mellan två kromosomer är genom utseendet av inverterade regioner. Informationen av den inverterade regionen är densamma, men dess orientering är motsatt den hos den andra delen av paret.

Detta tvingar de homologa kromosomerna att kompisera onormalt vilket ger upphov till en annan typ av ytterligare omläggningar i gameterna. De meiotiska produkterna från dessa meios kan inte vara livsdugliga.

En komplett kromosomal region kan migrera från en kromosom till en annan i en händelse som kallas translokation. Intressant kan translokationer främjas av starkt konserverade regioner mellan kromosomer som inte nödvändigtvis är homologa. Slutligen finns det också möjlighet att observera fusioner mellan kromosomerna.

synteny

Sintenia refererar till graden av bevarande av genernas ordning när två eller flera kromosomer eller olika genomiska eller genetiska regioner jämförs.

Sintenia är inte intresserad av att studera eller mäta graden av sekvenslikhet mellan homologa regioner. Snarare att katalogisera informationsinnehållet i dessa regioner och analysera huruvida de är organiserade på samma sätt i det utrymme de upptar.

Alla de omarrangemang som vi nämnde ovan minskar självklart synet mellan den förändrade kromosomen och dess homolog. De är fortfarande homologa eftersom de delar samma ursprung, men graden av synteni är mycket lägre.

Sintenia är användbar för att analysera de fylogenetiska relationerna mellan arter. Det används också för att spåra evolutionära banor och att uppskatta den vikt som kromosomala omläggningar har spelat i utseendet av arten. Eftersom det använder stora områden är det makrointeni-studier.

Mikrosintenien å andra sidan handlar om att göra samma typ av analys, men i mindre regioner, vanligtvis på nivån av gener eller gener. Gener, såväl som kromosomer, kan också uppleva inversioner, borttagningar, fusioner och tillsatser.

Homologi och sekvenslikhet

Om de är homologa måste två regioner av DNA ha hög likhet vid nivån av sekvensen. I vilket fall vill vi påpeka att homologi är en absolut term: det är homologt eller inte. Likheten är å andra sidan mätbar.

Det är därför som på nivån av sekvensen två gener som kodar för samma i två olika arter kan presentera en likhet av exempelvis 92%.

Men för att säga att båda generna är 92% homologa är en av de värsta konceptfel som kan existera på den biologiska nivån.

referenser

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of Cellth Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R.J. (2017). Genetik: Analys och Principer. 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 till genetisk analys (11th red.). New York: W.H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Philipsen, S., Hardison, R.C. (2018). Utveckling av hemoglobinloci och deras reglerande element. Blodceller, molekyler och sjukdomar, 70: 2-12.
  6. Wright, W. D., Shah, S., Heyer, W. D. (2018) Homolog rekombination och DNA-reparation av dubbelsträngsbrott. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535