chromosomy homologiczne są ważne w procesach mejozy i mitozy. Pozwalają one na rekombinację i przypadkową segregację materiału genetycznego od matki i ojca do nowych komórek.
u mejozyedytuj
podczas procesu mejozy chromosomy homologiczne mogą rekombinować i wytwarzać nowe kombinacje genów w komórkach potomnych.
sortowanie chromosomów homologicznych podczas mejozy.,
mejoza to runda dwóch podziałów komórkowych, w wyniku której powstają cztery haploidalne komórki potomne, z których każda zawiera połowę liczby chromosomów jako komórka macierzysta. Zmniejsza liczbę chromosomów w komórce zarodkowej o połowę, najpierw rozdzielając chromosomy homologiczne w mejozie I, a następnie chromatydy siostrzane w mejozie II. proces mejozy I jest na ogół dłuższy niż mejoza II, ponieważ potrzeba więcej czasu, aby chromatyna się replikowała i aby chromosomy homologiczne były odpowiednio zorientowane i segregowane przez procesy parowania i synapsy w mejozie I.,Podczas mejozy, rekombinacja genetyczna (poprzez przypadkową segregację) i krzyżowanie się produkuje komórki potomne, z których każda zawiera różne kombinacje kodowanych genów maternalnie i paternalnie. Ta rekombinacja genów pozwala na wprowadzenie nowych par alleli i zmienności genetycznej. Zmienność genetyczna wśród organizmów pomaga uczynić populację bardziej stabilną, zapewniając szerszy zakres cech genetycznych dla doboru naturalnego do działania.
Prophase IEdit
w prophase I mejozy i, każdy chromosom jest wyrównany ze swoim partnerem homologicznym i parami całkowicie., W prophase I DNA zostało już poddane replikacji, więc każdy chromosom składa się z dwóch identycznych chromatyd połączonych wspólnym centromerem. W fazie zygotenowej prophase I chromosomy homologiczne łączą się w pary. Parowanie to odbywa się w procesie synapsis, w którym kompleks synaptonemalny – rusztowanie białkowe-jest montowany i łączy się z homologicznymi chromosomami wzdłuż ich długości. Cohesin usieciowanie występuje między homologicznymi chromosomami i pomaga im oprzeć się ciągnąć od siebie aż do anafazy., Genetic crossing-over, rodzaj rekombinacji, występuje w pachytene etapie prophase I. Ponadto, inny rodzaj rekombinacji, o których mowa w synteza zależna strand wyżarzania (SDSA) często występuje. Rekombinacja SDSA polega na wymianie informacji między sparowanymi chromatydami homologicznymi, ale nie na wymianie fizycznej. Rekombinacja SDSA nie powoduje crossing-over.
w procesie krzyżowania geny wymieniane są przez łamanie i łączenie homologicznych części długości chromosomów. Miejscem wymiany są struktury zwane chiasmata., Chiasmata fizycznie łączy chromosomy homologiczne po przejściu przez występuje i w trakcie procesu segregacji chromosomów podczas mejozy. Zarówno Nie-crossover i crossover rodzaje rekombinacji funkcjonują jako procesy naprawy uszkodzeń DNA, szczególnie przerwy podwójne nici. W fazie diplotenowej prophase I dochodzi do rozpadu kompleksu synaptonemalnego, który umożliwia rozdzielenie chromosomów homologicznych, podczas gdy chromatydy siostrzane pozostają związane przez ich centromery.,
Metafaza IEdit
w metafazie I mejozy i pary chromosomów homologicznych, znane również jako dwuwartościowe lub tetrady, ustawiają się w losowej kolejności wzdłuż płytki metafazy. Losowa orientacja jest innym sposobem na wprowadzenie przez komórki zmienności genetycznej. Wrzeciona mejotyczne pochodzące z przeciwległych biegunów wrzeciona przyczepiają się do każdego z homologów (każdej pary chromatyd siostrzanych) w kinetochorze.
anafaza i
w anafazie I mejozy i chromosomy homologiczne są oddzielone od siebie., Homologiczne są rozszczepiane przez separazę enzymu, aby uwolnić kohezynę, która trzymała homologiczne ramiona chromosomu razem. Pozwala to na uwolnienie chiasmata i homologów, aby przenieść się do przeciwnych biegunów komórki. Chromosomy homologiczne są obecnie losowo segregowane na dwie komórki potomne, które ulegną mejozie II, aby wytworzyć cztery haploidalne komórki zarodkowe córki.
mejoza II
po oddzieleniu Tetrad chromosomów homologicznych w mejozie I, od każdej pary oddziela się chromatydy siostrzane. Dwa haploidalne (ponieważ chromosom nr zmniejszyła się do połowy., Wcześniej były obecne dwa zestawy chromosomów, ale teraz każdy zestaw istnieje w dwóch różnych komórkach potomnych, które powstały z pojedynczej diploidalnej komórki macierzystej przez mejozę I) komórki potomne wynikające z mejozy i przechodzą inny podział komórkowy w mejozie II, ale bez kolejnej rundy replikacji chromosomów. Chromatydy siostrzane w dwóch komórkach potomnych są rozrywane podczas anafazy II przez włókna wrzeciona jądrowego, w wyniku czego powstają cztery haploidalne komórki potomne.
w mitozie
chromosomy homologiczne nie funkcjonują tak samo w mitozie jak w mejozie., Przed każdym pojedynczym podziałem mitotycznym następuje replikacja chromosomów w komórce macierzystej. Homologiczne chromosomy w komórce zazwyczaj nie łączą się w pary i przechodzą rekombinację genetyczną ze sobą. Zamiast tego replikanty, czyli chromatydy siostrzane, ustawią się wzdłuż płytki metafazy, a następnie rozdzielą się w taki sam sposób, jak mejoza II – poprzez rozerwanie ich centromerów przez nuklearne wrzeciona mitotyczne. Jeśli podczas mitozy dojdzie do krzyżowania się chromatyd siostrzanych, nie wytwarza ona żadnych nowych rekombinowanych genotypów.,
w komórkach somatycznychedytuj
homologiczne parowanie w większości kontekstów odnosi się do komórek germinalnych, jednak odbywa się również w komórkach somatycznych. Na przykład u ludzi komórki somatyczne mają bardzo ściśle regulowane parowanie homologiczne (rozdzielone na terytoria chromosomalne i parujące w określonych loci pod kontrolą sygnalizacji rozwojowej). Jednak inne gatunki (zwłaszcza Drosophila) wykazują parowanie homologiczne znacznie częściej., Różne funkcje homologicznego parowania w komórkach somatycznych zostały wyjaśnione przez ekrany o wysokiej przepustowości na początku XXI wieku.
