En genetikkdefinisjon av homologe kromosomer

Photon Illustration/Stocktrek Images/Getty Images

Et par homologe kromosomer inneholder kromosomer av lignende lengde, genposisjon og sentromer plassering. Kromosomer er viktige molekyler fordi de inneholder DNA og genetiske instruksjoner for retningen av all celleaktivitet. De bærer også gener som bestemmer individuelle egenskaper som kan arves gjennom reproduksjon.

Menneskelig karyotype

EN menneskelig karyotype viser det komplette settet med menneskelige kromosomer. Hver menneskelig celle inneholder 23 par kromosomer eller totalt 46. Hvert kromosompar representerer et sett med homologe kromosomer. Under seksuell reproduksjon doneres ett kromosom i hvert homologe par fra moren og det andre fra faren. I en karyotype er det 22 par autosomer eller ikke-kjønnskromosomer og ett parkjønnskromosomer. Kjønnskromosomene hos både menn (X og Y) og kvinner (X og X) er homologer.

Cellulær reproduksjon

Det er to måter en celle kan dele seg og reprodusere, og det er disse mitose og meiose . Mitose kopierer nøyaktig en celle og meiose skaper unike celler. Begge disse metodene for cellulær reproduksjon er nødvendige for å opprettholde menneskelig liv. Mitose lar en zygote replikere til et menneske er dannet og meiose produserer kjønnsceller som gjør befruktning, og derfor zygoter, mulig i utgangspunktet.

Mitose

Celledeling ved mitose replikerer celler for reparasjon og vekst. Før mitosen begynner, kromosomer kopieres slik at hver celle som produseres beholder det opprinnelige antallet kromosomer etter deling (dette tallet dobles og halveres deretter). Homologe kromosomer replikeres ved å danne identiske kopier av kromosomer kalt søsterkromatider .

Etter replikering blir enkelttrådet DNA dobbelttrådet og ligner den velkjente 'X'-formen. Når en celle utvikler seg videre gjennom mitose, blir søsterkromatider til slutt separert av spindelfibre og fordelt på to datterceller . Hver skilt kromatid regnes som et fullt enkeltstrenget kromosom. Stadiene av mitose er listet opp og forklart mer detaljert nedenfor.

Interfase:Homologe kromosomer replikeres for å danne søsterkromatider.Profase:Søsterkromatider migrerer mot midten av en celle.Metafase:Søsterkromatider er på linje med metafaseplaten i en celles sentrum.Anafase:Søsterkromatider separeres og trekkes mot motsatte cellepoler.Telofase:Kromosomer er separert i distinkte kjerner.

Etter at cytoplasmaet er delt under cytokinese, det siste stadiet av mitose, dannes to datterceller med samme antall kromosomer i hver celle. Mitose bevarer det homologe kromosomtallet.

Meiose

Meiose er mekanismen for kjønnscelledannelse som involverer en to-trinns delingsprosess. Før meiose replikeres homologe kromosomer for å danne søsterkromatider. I profase I, det første stadiet av meiose, parer søsterkromatider seg for å danne en tetrad. Mens de er i umiddelbar nærhet, utveksler homologe kromosomer deler av DNA tilfeldig i en prosess kalt krysser over .

Homologe kromosomer skilles under den første meiotiske deling og den resulterende søsteren kromatider skilles under andre deling. På slutten av meiose, fire forskjellige datterceller produseres. Hver av disse er haploid og inneholder bare halvparten av kromosomene til den opprinnelige cellen. De resulterende kromosomene har riktig antall gener, men forskjellige genalleler.

Meiose garanterer genetisk variasjon gjennom genetisk rekombinasjon via profasekrysning og tilfeldig kjønnscellefusjon til diploide zygoter under befruktning.

Ikke-disjunksjon og mutasjoner

Det oppstår av og til problemer i celledeling som fører til feil celledeling. Disse påvirker vanligvis i betydelig grad resultatet av seksuell reproduksjon enten problemene er tilstede i gametene selv eller cellene som produserer dem.

Ikke-disjunsjon

At kromosomer ikke skiller seg under mitose eller meiose kalles ikke-disjunksjon . Når ikke-disjunksjon oppstår i den første meiotiske divisjonen, forblir homologe kromosomer sammenkoblet. Dette resulterer i to datterceller med et ekstra sett med kromosomer og to datterceller uten kromosomer i det hele tatt. Ikke-disjunksjon kan også forekomme i meiose II når søsterkromatider ikke klarer å skille seg før celledeling. Befruktning av disse gametene produserer individer med enten for mange eller ikke nok kromosomer.

Ikke-disjunksjon er ofte dødelig eller resulterer på annen måte i fødselsskader. Ved trisomi-nondisjunksjon inneholder hver celle et ekstra kromosom (totalt 47 i stedet for 46). Trisomi ses ved Downs syndrom der kromosom 21 har et ekstra helt eller delvis kromosom. Monosomi er en type ikke-disjunksjon der bare ett kromosom er til stede

Kjønnskromosomer

Kjønnskromosomer kan også lide av ikke-disjunksjon. Turners syndrom er en form for monosomi som fører til at kvinner bare har ett X-kromosom. Hanner med XYY-syndrom har et ekstra Y-kjønnskromosom i et annet eksempel på trisomi. Ikke-disjunksjon i kjønnskromosomer har vanligvis mindre alvorlige konsekvenser enn ikke-disjunksjon i autosomale kromosomer, men påvirker fortsatt livskvaliteten for et individ.

Kromosommutasjoner

Kromosommutasjoner kan påvirke både homologe og ikke-homologe kromosomer. En translokasjonsmutasjon er en type mutasjon der et stykke av ett kromosom brytes av og kobles til et annet kromosom. Translokasjonsmutasjon mellom ikke-homolog kromosomer er ikke å forveksle med kryssing mellom homolog kromosomer eller regioner av kromosomer. Sletting, tap av genetisk materiale og duplisering, overkopiering av genetisk materiale, er andre vanlige kromosommutasjoner.