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Homologe Chromosomen sind wichtig für die Prozesse der Meiose und Mitose. Sie ermöglichen die Rekombination und zufällige Trennung von genetischem Material von Mutter und Vater in neue Zellen.

In meiosisEdit

Meiose ist eine Runde von zwei Zellteilungen, die zu vier haploiden Tochterzellen führt, die jeweils die Hälfte der Chromosomenzahl als Elternzelle enthalten. Es reduziert die Chromosomenzahl in einer Keimzelle um die Hälfte, indem zuerst die homologen Chromosomen in Meiose I und dann die Schwesterchromatiden in Meiose II getrennt werden. Der Prozess der Meiose I ist im Allgemeinen länger als Meiose II, da es mehr Zeit dauert, bis sich das Chromatin repliziert und die homologen Chromosomen durch die Prozesse der Paarung und Synapsis in Meiose I richtig ausgerichtet und getrennt sind.,Während der Meiose produziert die genetische Rekombination (durch zufällige Segregation) und die Kreuzung Tochterzellen, die jeweils unterschiedliche Kombinationen von mütterlich und väterlich codierten Genen enthalten. Diese Rekombination von Genen ermöglicht die Einführung neuer Allelpaarungen und genetischer Variation. Die genetische Variation zwischen Organismen trägt dazu bei, eine Population stabiler zu machen, indem sie ein breiteres Spektrum genetischer Merkmale für die natürliche Selektion bereitstellt.

Prophase i >

In der Prophase I der Meiose I ist jedes Chromosom vollständig mit seinem homologen Partner und seinen Paaren ausgerichtet., In der Prophase I wurde die DNA bereits repliziert, so dass jedes Chromosom aus zwei identischen Chromatiden besteht, die durch ein gemeinsames Zentromer verbunden sind. Während des Zygotenstadiums der Prophase I paaren sich die homologen Chromosomen miteinander. Diese Paarung erfolgt durch einen Synapsis-Prozess, bei dem der Synaptonemkomplex – ein Proteingerüst-zusammengesetzt ist und sich entlang ihrer Längen mit den homologen Chromosomen verbindet. Cohesin-Vernetzung tritt zwischen den homologen Chromosomen auf und hilft ihnen, bis zur Anaphase auseinandergezogen zu werden., Genetische Kreuzung, eine Art Rekombination, tritt während des Pachytenstadiums der Prophase I auf. Darüber hinaus tritt häufig eine andere Art der Rekombination auf, die als syntheseabhängiges Stranggglühen (SDSA) bezeichnet wird. Die SDSA-Rekombination beinhaltet den Informationsaustausch zwischen gepaarten homologen Chromatiden, nicht jedoch den physischen Austausch. SDSA-Rekombination verursacht keine Überkreuzung.

Beim Übergang werden Gene durch das Brechen und Verbinden homologe Teile der Chromosomenlängen ausgetauscht. Strukturen, die Chiasmata genannt werden, sind der Ort des Austauschs., Chiasmata verbindet die homologen Chromosomen physisch, sobald sie sich kreuzen, und während des gesamten Prozesses der Chromosomenseigerung während der Meiose. Sowohl die Nicht-Crossover-als auch die Crossover-Arten der Rekombination fungieren als Prozesse zur Reparatur von DNA-Schäden, insbesondere Doppelstrangbrüchen. Im Diplotenstadium der Prophase I zerlegt sich der Synaptonemenkomplex, vor dem sich die homologen Chromosomen trennen können, während die Schwesterchromatiden durch ihre Zentromer verbunden bleiben.,

Metaphase i >

In der Metaphase I der Meiose I reihen sich die Paare homologe Chromosomen, auch Bivalenten oder Tetraden genannt, in zufälliger Reihenfolge entlang der Metaphaseplatte aneinander. Die zufällige Orientierung ist eine weitere Möglichkeit für Zellen, genetische Variationen einzuführen. Meiotische Spindeln, die von gegenüberliegenden Spindelpolen ausgehen, befestigen sich an jedem der Homologen (jedes Paar Schwesterchromatiden) am Kinetochor.

Anaphase I >

In Anaphase I der Meiose I werden die homologen Chromosomen voneinander getrennt., Die Homologen werden durch das Enzym Separase gespalten, um das Cohesin freizusetzen, das die homologen Chromosomenarme zusammenhält. Dadurch können die Chiasmata freigesetzt und die Homologen zu entgegengesetzten Polen der Zelle bewegt werden. Die homologen Chromosomen werden nun zufällig in zwei Tochterzellen getrennt, die einer Meiose II unterzogen werden, um vier haploide Tochterkeimzellen zu produzieren.

Meiosis IIEdit

Nachdem die Tetraden der homologen Chromosomen in Meiosis I getrennt wurden, werden die Schwesterchromatiden von jedem Paar getrennt. Die beiden haploiden (weil das Chromosom Nr. hat sich auf die Hälfte reduziert., Früher waren zwei Chromosomensätze vorhanden, aber jetzt existiert jeder Satz in zwei verschiedenen Tochterzellen, die aus der einzelnen diploiden Elternzelle durch Meiose entstanden sind I) Tochterzellen, die aus Meiose I resultieren, unterziehen sich einer weiteren Zellteilung in Meiose II, jedoch ohne eine weitere Runde der Chromosomenreplikation. Die Schwesterchromatide in den beiden Tochterzellen werden während der Anaphase II durch Kernspindelfasern auseinandergezogen, was zu vier haploiden Tochterzellen führt.

In mitosisOmen

Homologe Chromosomen funktionieren bei der Mitose nicht wie bei der Meiose., Vor jeder einzelnen mitotischen Teilung, die eine Zelle durchläuft, replizieren sich die Chromosomen in der Elternzelle. Die homologen Chromosomen innerhalb der Zelle paaren sich normalerweise nicht und werden einer genetischen Rekombination miteinander unterzogen. Stattdessen richten sich die Replikanten oder Schwesterchromatiden entlang der Metaphaseplatte aus und trennen sich dann auf die gleiche Weise wie die Meiose II – indem sie an ihren Zentromern durch nukleare mitotische Spindeln auseinandergezogen werden. Wenn während der Mitose eine Kreuzung zwischen Schwesterchromatiden auftritt, entstehen keine neuen rekombinanten Genotypen.,

In somatischen Zellenedit

Homologe Paarung bezieht sich in den meisten Kontexten auf Keimlinienzellen, findet jedoch auch in somatischen Zellen statt. Zum Beispiel haben somatische Zellen beim Menschen eine sehr eng regulierte homologe Paarung (getrennt in chromosomale Territorien und Paarung an bestimmten Orten unter Kontrolle der Entwicklungssignalisierung). Andere Arten (insbesondere Drosophila) weisen jedoch viel häufiger eine homologe Paarung auf., Verschiedene Funktionen der homologen Paarung in somatischen Zellen wurden im frühen 21.