Chromosomentausch: Was es ist und wie es funktioniert

Vererbung ist die Grundlage der Evolution. Veränderungen in den Genen von Lebewesen geschehen durch zufällige Mutationen, aber wenn diese von den Eltern an die Kinder vererbt werden, ist es möglich, dass sie in einer Population einer bestimmten Art fixiert werden. Kodiert beispielsweise eine genetische Mutation in der DNA eine auffälligere Färbung bei den Männchen eines bestimmten Arten können sie sich leichter vermehren und ihre Gene an die Zukunft weitergeben Generationen.

Einige Mutationen sind neutral, andere schädlich und eine Minderheit ist positiv. In dem Beispiel, das wir Ihnen gezeigt haben, "fixiert" sich eine neue positive Eigenschaft in der Art, da dass diejenigen, die es präsentieren, mehr Kinder haben und daher ihre Gene exponentiell mit jedem verbreiten Generation. In groben Zügen haben wir Ihnen gerade von den evolutionären Mechanismen durch natürliche Selektion erzählt.

Auf jeden Fall ist in der Welt der Genetik nicht alles so einfach. Wenn die Geschlechtszellen produziert werden, aus denen eine Zygote entsteht, kommt die Hälfte der Informationen von der Mutter und die andere vom Vater, aber wir sprechen nicht immer von exakten genetischen Kopien. Treffen Sie sich mit uns

Der Mechanismus des Chromosomentausches, weil es zusammen mit den vorgenannten Mutationen eine der eisenhaltigsten Grundlagen evolutionärer Prozesse in der natürlichen Umwelt darstellt.

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Chromosomen und Geschlecht

Bevor Sie vollständig in die Welt der Chromosomenpermutationen eintauchen, ist es wichtig, dass Sie bestimmte genetische Grundlagen verstehen, die in der Chromosomentheorie als selbstverständlich angesehen werden. Alle unsere somatischen Zellen, die unser Gewebe hervorbringen (Neuronen, Adipozyten, Epithelzellen, Monozyten und eine sehr lange usw.) teilen sich durch Mitose, wenn sie die Kapazität haben, das heißt, sie lassen 2 genau die gleichen Zellen entstehen, wo vorher eine war elterlich.

In diesem Fall, genetische Information wird dupliziert, bleibt aber in der Zelllinie unverändert. Diese Zellen sind diploid, oder was dasselbe ist, sie haben 23 Chromosomenpaare (22 autosomale Paare, eines geschlechtlich), von denen ein Paar von der Mutter und ein anderes vom Vater stammt. Somit hat jede unserer Zellen insgesamt 46 Chromosomen.

Geschlechtszellen (Eier und Spermien) sind eine ganz andere Welt. Diese müssen die Hälfte der genetischen Information von somatischen Zellen haben, da sie sich mit einem anderen Gameten vereinigen werden, um eine lebensfähige Zygote hervorzubringen. Wenn die Eizellen und Samenzellen die gleichen Chromosomen wie die Zellen unseres Körpers hätten, würden sie, wenn sie sich verbinden, einen Fötus mit 92 Chromosomen (46x2) hervorbringen, richtig?

Dieses Problem zu lösen ist Meiose. Bei diesem Prozess, anders als bei der Mitose, 4 haploide Zellen (mit allein 23 Chromosomen) werden aus einer diploiden Zelle erzeugt, von der wir uns erinnern, dass sie insgesamt 46 enthält. Wenn also zwei haploide Gameten verschmelzen, entsteht die diploide Keimbahn, die jede einzelne Zelle unseres Körpers definiert.

Was ist Chromosomentausch?

Sie fragen sich vielleicht, was zu einer so langen Einführung geführt hat, aber es war wichtig, da die Chromosomenpermutation zusammen mit dem Crossing-over oder Crossing-over, wird innerhalb einer Zelle während der Meiose (genauer gesagt in der Prophase und Metaphase) produziert, was bereits durch den Mechanismus die sexuelle Fortpflanzung ermöglicht beschrieben.

So dass, Chromosomenpermutation kann als der Prozess definiert werden, bei dem Chromosomen zufällig verteilt werden. Chromosomen zwischen haploiden Tochtergeschlechtszellen (n), die durch Teilung einer diploiden Zelle entstehen (2n). Dies wird basierend auf der Platzierung homologer Chromosomen produziert, die sich während der Metaphase I der Meiose vor der Teilung am Äquator der Zelle befinden.

Sind diese genetischen Strukturen einmal im Zentrum der Zelle lokalisiert, „zieht“ die Mitosespindel sie an und verteilt die Hälfte der Information an einem Pol der Zelle und die andere am anderen. Wenn also eine zytoplasmatische Teilung stattfindet und zwei Zellen gebildet werden, wo vorher eine war, haben beide die gleiche Menge an genetischem Material, aber von unterschiedlicher Natur.

Aus mathematischer Sicht ergeben sich die möglichen Chromosomen-Permutationen beim Menschen wie folgt:

223= 8.388.608

Wir erklären diese Formel schnell und einfach. Da die Anzahl der Chromosomen im menschlichen Genom 23 Paare beträgt (22 autosomal + 1 sexuell), Die Zahl der möglichen Chromosomen-Permutationen während der Meiose wird von 2 auf 23 erhöht, mit dem beeindruckenden Ergebnis von mehr als 8 Millionen verschiedenen Szenarien. Diese zufällige Ausrichtung der Chromosomen zu jedem der Pole der Zelle ist eine wichtige Quelle genetischer Variabilität.

Die Bedeutung des Chromosomen-Crossing-Overs

Chromosomales Crossing Over ist definiert als der Austausch von genetischem Material während des Prozesses der sexuellen Fortpflanzung zwischen zwei homologen Chromosomen innerhalb derselben Zelle, wodurch rekombinante Chromosomen entstehen. An dieser Stelle muss betont werden, dass sich der Begriff „homolog“ auf Chromosomen bezieht, die währenddessen ein Paar bilden Meiose, da sie die gleiche Struktur, die gleichen Gene, aber unterschiedliche Informationen haben (jede stammt von a Stammvater).

Wir wollen die Meiose nicht vollständig beschreiben, daher reicht es für Sie zu wissen, dass der Chromosomentausch in der Metaphase I stattfindet, das Crossing Over jedoch in der Prophase. Zu diesem Zeitpunkt bilden die homologen Chromosomen eine als "Chiasma" bezeichnete Brücke, die den Austausch genetischer Informationen zwischen ihnen ermöglicht.

So, Dieser Austausch führt zu zwei rekombinanten Chromosomen, deren Informationen sowohl vom Vater als auch von der Mutter stammen, aber anders organisiert sind als die der Eltern. Wir haben diesen meiotischen Mechanismus zitiert, weil sie zusammen mit der Chromosomenpermutation die Grundlagen von darstellen die genetische Variabilität in den Vererbungsmechanismen von Lebewesen, die sich sexuell fortpflanzen.

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Die biologische Bedeutung der chromosomalen Permutation

Punktmutationen, chromosomale Permutationen und Kreuzungen zwischen homologen Chromosomen sind wesentlich für das Verständnis des Lebens, wie wir es heute wahrnehmen. All seine Funktionalität und biologische Bedeutung lassen sich in einem einzigen Wort zusammenfassen: Variabilität.

Wenn alle Exemplare in einer Population genetisch gleich sind, zeigen sie eine Reihe von körperlichen Merkmalen und (fast) identische Verhaltensweisen, so dass sie genauso auf Veränderungen vorbereitet und/oder angepasst werden Atmosphäre. Evolutionäre Kräfte sind an diesem Szenario nicht "interessiert", denn wenn eine drastische Variation eintritt und all das Arten auf die gleiche Weise reagieren, ist es wahrscheinlich, dass sie aufgrund fehlender Werkzeuge im Laufe der Zeit aussterben wird biologisch.

Ein klares Beispiel dafür ist bei einigen Hunderassen und anderen Haustieren zu sehen streng bestraft durch die Auswirkungen der Inzucht, Produkt der genetischen Selektion durch die Menschen. Die Fortpflanzung zwischen Verwandten führt zur Homozygotie, also zum Verlust der genetischen Variabilität. Dieses Phänomen ist als „Inzuchtdepression“ bekannt, und je weniger Allele in einer Population vorhanden sind, desto wahrscheinlicher ist es theoretisch, dass sie vom Aussterben bedroht ist.

Schließlich ist es notwendig zu betonen, dass wir nicht in Vermutungsgründen sprechen. Mit diesen beiden Daten werden Sie verstehen, was wir meinen: 6 von 10 Hunden der Rasse Golden Retriever sterben an Krebs und bis zu 50 % der Perserkatzen haben eine Nierenerkrankung polyzystisch Es ist klar, dass der Mangel an genetischer Variabilität kurzfristig zu Krankheiten und langfristig zur Unsterblichkeit einer ganzen Art führt..

Zusammenfassung

An dieser Stelle haben wir die Gelegenheit genutzt, uns eher aus evolutionärer Sicht auf die Chromosomenpermutation zu konzentrieren physiologisch, weil wir glauben, dass es viel einfacher ist, solche abstrakten Phänomene mit konkreten Beispielen und den Folgen zu verstehen verursacht. Wenn wir möchten, dass Sie bei einer Idee bleiben, ist dies die folgende: DNA-Mutationen, chromosomale Permutationen und Kreuzungen sind die Grundlage der Vererbung bei sich sexuell fortpflanzenden Arten. Ohne diese Mechanismen wären wir zum evolutionären Scheitern verurteilt.

Nun schließen wir mit einer Frage, die mehr als einen Leser verblüffen wird: ob die Mechanismen der genetischen Variabilität stattfinden Wie ist es möglich, dass es während der sexuellen Fortpflanzung Arten gibt, die im Laufe der Geschichte mit asexuellen Fortpflanzungssystemen überlebt haben? Geschichte? Wie Sie sehen können, gibt es Probleme, die uns immer noch entgehen.

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