Homologu hromosomu ģenētikas definīcija
Photon Illustration/Stocktrek Images/Getty Images
Pāris homologu hromosomu satur hromosomas līdzīga garuma, gēnu novietojuma un centromērs atrašanās vieta. Hromosomas ir svarīgas molekulas, jo tās satur DNS un ģenētiskās instrukcijas visu šūnu darbības virzienam. Viņiem ir arī gēni, kas nosaka individuālas iezīmes, kuras var mantot reprodukcijas ceļā.
Cilvēka kariotips
A cilvēka kariotips parāda pilnu cilvēka hromosomu komplektu. Katra cilvēka šūna satur 23 hromosomu pārus jeb kopā 46. Katrs hromosomu pāris ir homologu hromosomu kopums. Seksuālās reprodukcijas laikā viena hromosoma katrā homologajā pārī tiek ziedota no mātes, bet otra no tēva. Kariotipa gadījumā ir 22 autosomu vai nedzimuma hromosomu pāri un viens pārisdzimuma hromosomas. Dzimuma hromosomas gan vīriešiem (X un Y), gan sievietēm (X un X) ir homologi.
Šūnu reprodukcija
Ir divi veidi, kā šūna var dalīties un vairoties, un tie ir mitoze un mejoze . Mitoze precīzi kopē šūnu, un mejoze rada unikālas šūnas. Abas šīs šūnu reprodukcijas metodes ir nepieciešamas cilvēka dzīvības uzturēšanai. Mitoze ļauj zigotai vairoties, līdz veidojas cilvēks un mejoze rada gametas kas padara iespējamu apaugļošanu un līdz ar to arī zigotas.
Mitoze
Šūnu dalīšanās ar mitozi replikē šūnas atjaunošanai un augšanai. Pirms mitozes sākuma, hromosomas tiek kopētas lai katra saražotā šūna pēc dalīšanās saglabātu sākotnējo hromosomu skaitu (šis skaits tiek dubultots un pēc tam samazināts uz pusi). Homologās hromosomas replikējas, veidojot identiskas hromosomu kopijas, ko sauc māsas hromatīdi .
Pēc replikācijas vienpavedienu DNS kļūst divpavedienu un atgādina pazīstamo “X” formu. Šūnai progresējot caur mitozi, māsas hromatīdus galu galā atdala vārpstas šķiedras un sadalīts starp diviem meitas šūnas . Katrs atdalīts hromatīds tiek uzskatīta par pilnu vienpavedienu hromosomu. Mitozes posmi ir uzskaitīti un sīkāk paskaidroti zemāk.
Pēc citoplazmas sadalīšanas citokinēzes laikā, pēdējā mitozes stadijā, veidojas divas meitas šūnas ar vienādu hromosomu skaitu katrā šūnā. Mitoze saglabā homologo hromosomu skaitu.
Mejoze
Mejoze ir gametu veidošanās mehānisms, kas ietver divpakāpju dalīšanas procesu. Pirms mejozes homologās hromosomas replikējas, veidojot māsu hromatīdus. I fāzē, pirmajā mejozes stadijā, māsas hromatīdi savienojas pārī, veidojot tetradu. Atrodoties tiešā tuvumā, homologās hromosomas apmainās ar sekcijām DNS nejauši procesā, ko sauc šķērsojot .
Homologās hromosomas atdalās pirmās meiotiskās dalīšanās laikā un no tā izrietošās māsas hromatīdi atdalās otrās dalīšanās laikā. Mejozes beigās četras atšķirīgas meitas šūnas tiek ražoti. Katrs no šiem ir haploīds un satur tikai pusi no sākotnējās šūnas hromosomām. Iegūtajās hromosomās ir pareizs gēnu skaits, bet dažādas gēnu alēles.
Mejozes garantijas ģenētiskā variācija izmantojot ģenētisko rekombināciju, izmantojot profāzes krustojumu un nejaušu gametu saplūšanu diploīdos zigotos apaugļošanas laikā.
Nedisjunkcija un mutācijas
Dažkārt rodas problēmas ar šūnu dalīšanos, kas izraisa nepareizu šūnu dalīšanos. Tie parasti būtiski ietekmē seksuālās reprodukcijas iznākumu neatkarīgi no tā, vai problēmas ir pašās gametās vai šūnās, kas tās ražo.
Neatšķirība
Hromosomu nespēju atdalīties mitozes vai meiozes laikā sauc nedisjunkcija . Ja pirmajā meiotiskajā dalījumā notiek nedisjunkcija, homologās hromosomas paliek pārī. Tā rezultātā rodas divas meitas šūnas ar papildu hromosomu komplektu un divas meitas šūnas bez hromosomām. Nedisjunkcija var notikt arī II meiozes gadījumā, ja māsas hromatīdi nespēj atdalīties pirms šūnu dalīšanās. Šo gametu apaugļošana rada indivīdus ar pārāk daudzām vai nepietiekamām hromosomām.
Neatšķirība bieži ir letāla vai kā citādi izraisa iedzimtus defektus. Trisomijas nesadalīšanas gadījumā katra šūna satur papildu hromosomu (kopā 47, nevis 46). Trisomija tiek novērota Dauna sindromā, kur 21. hromosomai ir papildu vesela vai daļēja hromosoma. Monosomija ir nesavienojuma veids, kurā ir tikai viena hromosoma
Dzimuma hromosomas
Dzimuma hromosomas var ciest arī no nesavienojuma. Tērnera sindroms ir monosomijas forma, kuras dēļ sievietēm ir tikai viena X hromosoma. Vīriešiem ar XYY sindromu ir papildu Y dzimuma hromosoma citā trisomijas piemērā. Dzimuma hromosomu nesadalīšanai parasti ir mazāk smagas sekas nekā autosomu hromosomu nesadalīšanai, taču tā joprojām ietekmē indivīda dzīves kvalitāti.
Hromosomu mutācijas
Hromosomu mutācijas var ietekmēt gan homologās, gan nehomoloģiskās hromosomas. Translokācijas mutācija ir mutācijas veids, kurā vienas hromosomas gabals atdalās un tiek pievienots citai hromosomai. Translokācijas mutācija starp nehomologs hromosomas nedrīkst jaukt ar krustojumu starp homologs hromosomas vai hromosomu reģioni. Dzēšana, ģenētiskā materiāla zudums un dublēšanās, ģenētiskā materiāla pārmērīga kopēšana ir citas izplatītas hromosomu mutācijas.