Хромосомна перестановка є процес випадкового розподілу хромосом в процесі клітинного ділення статі (мейоз), що сприяє утворенню нових комбінацій хромосом.
Це механізм, який надає дочірнім клітинам збільшення мінливості завдяки поєднанню материнської та батьківської хромосом.
Репродуктивні клітини (гамети) виробляються мейозом, що є типом поділу клітин, подібним мітозу. Одна з відмінностей між цими двома типами поділу клітин полягає в тому, що події відбуваються в мейозі, що збільшує генетичну мінливість потомства.
Це збільшення різноманітності відображається в відмінних рисах, представлених особинами, що породжуються при заплідненні. З цієї причини діти не виглядають точно так само, як їх батьки, а також брати і сестри одних і тих же батьків не виглядають однаково один з одним, якщо тільки вони не є однояйцевими близнюками.
Це важливо, оскільки генерація нових комбінацій генів збільшує генетичну різноманітність популяції, а отже, існує більш широкий спектр можливостей для того, щоб вона могла адаптуватися до різних умов навколишнього середовища.
Перестановка хромосом відбувається в метафазі I
Кожен вид має певну кількість хромосом, у людини їх 46 і відповідає двом наборам хромосом.
Тому, як кажуть, генетичне навантаження на людину становить «2n», оскільки один набір хромосом надходить з яєць матері (n), а інший - із сперми батька (n).
Статеве розмноження передбачає злиття жіночих і чоловічих гамет, коли це відбувається, генетичне навантаження подвоюється, породжуючи нового індивіда з навантаженням (2n).
Гамети людини, як жіночі, так і чоловічі, містять єдиний набір генів, що складається з 23 хромосом, саме тому вони мають "n" генетичне навантаження.
У мейозі виникають два послідовних відділення клітин. Перестановка хромосом відбувається на одній із стадій першого поділу, званій метафазою I. Тут гомологічні батьківські та материнські хромосоми вибудовуються і потім випадковим чином діляться між отриманими клітинами. Саме ця випадковість породжує мінливість.
Кількість можливих комбінацій 2 підвищено до n, що є кількістю хромосом. Що стосується людей n = 23, то залишатиметься 2²³, що призводить до понад 8 мільйонів можливих комбінацій між материнською та батьківською хромосомами.
Біологічне значення
Мейоз є важливим процесом для збереження постійної кількості хромосом від покоління до покоління.
Наприклад, яйцеклітини матері породжуються завдяки мейотичним поділам клітин яєчників, які були 2n (диплоїдні), а після мейозу вони стали n (гаплоїдними).
Подібний процес породжує n (гаплоїдних) сперматозоїдів із клітин яєчок, які є 2n (диплоїдними). Коли жіноча гамета (n) запліднена чоловічою гаметою (n), відновлюється диплоїдія, тобто утворюється 2n заряджена зигота, яка згодом стане дорослою особиною для повторення циклу.
Мейоз також має інші важливі механізми, які дозволяють додатково збільшувати мінливість шляхом створення різних комбінацій генів за допомогою механізму генетичної рекомбінації, який називається схрещуванням (або схрещуванням). Таким чином, кожна гамета, що виробляється, має унікальне поєднання.
Завдяки цим процесам організми збільшують генетичне різноманіття в межах своєї популяції, що збільшує шанси на адаптацію до змін умов навколишнього середовища та виживання виду.
Список літератури
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Молекулярна біологія клітини (6-е видання). Гарленд Наука.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Вступ до генетичного аналізу (11-е видання). WH Freeman.
- Лодіш, Х., Берк, А., Кайзер, К., Крігер, М., Бретчер, А., Плое, Х., Амон, А. і Мартін, К. (2016). Молекулярна клітинна біологія (8-е видання). WH Freeman and Company.
- Mundingo, I. (2012). Підготовка вручну Біологія 1-а та 2-а середня: загальнообов’язковий загальний модуль. Видання Universidad Católica de Chile.
- Mundingo, I. (2012). Посібник з біології ПСУ 3-й та 4-й середній: Додатковий модуль Видання Universidad Católica de Chile.
- Снустад, Д. та Сіммонс, М. (2011). Принципи генетики (6-е видання). Джон Вілі та сини.