染色体スワッピング：それが何であり、どのように機能するか

遺伝は進化の基本です。 生物の遺伝子の変化はランダムな突然変異で起こりますが、それが親から子へと受け継がれると、その種の個体群に固定されてしまう可能性があります。 たとえば、DNA の遺伝子変異が、オスのより目立つ色をエンコードしている場合、 特定の種の場合、より簡単に繁殖し、遺伝子を未来に伝える可能性があります 世代。

いくつかの変異は中立であり、他は有害であり、少数は陽性です. 私たちがあなたに示した例では、新しい正の特性は種に「固定」されます。 それを提示する人はより多くの子供を持ち、したがって遺伝子を指数関数的に拡散させます 世代。 大雑把に言うと、自然淘汰による進化のメカニズムについてお話ししました。

いずれにせよ、遺伝学の世界ではすべてがそれほど単純なわけではありません。 受精卵を生み出す性的配偶子が作られるとき、情報の半分は母親から、残りは父親から得られますが、常に正確な遺伝子コピーについて話しているわけではありません. 私たちと会いましょう 染色体スワッピングのメカニズムなぜなら、前述の突然変異とともに、それは自然環境における進化過程の最も重要な基盤の 1 つを表しているからです。

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染色体と性

染色体順列の世界に完全に飛び込む前に、染色体理論で当然と見なされている特定の遺伝的基盤を理解することが不可欠です. すべての私たちの体細胞、私たちの組織を生み出すもの (ニューロン、脂肪細胞、上皮細胞、単球、および非常に長い など) 有糸分裂によって分裂する能力がある場合、つまり、以前は 1 つだった細胞がまったく同じ 2 つになる 親の。

この場合、 遺伝情報は複製されますが、細胞株では変化しません. これらの細胞は二倍体であり、同じもので、23 組の染色体 (22 組の常染色体対、1 組は有性染色体) を持ち、そのうちの 1 組は母親由来で、もう 1 組は父親由来です。 したがって、私たちの各細胞には合計 46 本の染色体があります。

性細胞 (卵子と精子) はまったく別の世界です。 これらは、生存可能な受精卵を生み出すために別の配偶子と結合するため、体細胞の半分の遺伝情報を持っている必要があります. 胚珠と精細胞が私たちの体の細胞と同じ染色体を持っていたら、それらが結合すると、92本の染色体(46x2)を持つ胎児が生まれますよね?

この問題を解決するのが減数分裂です。 このプロセスでは、有糸分裂とは異なり、 4 つの一倍体細胞 (23 の染色体だけを持つ) は、2 倍体から生成されます。. このように、2 つの一倍体配偶子が融合すると、二倍体の生殖細胞系列が作成され、体内のすべての細胞が定義されます。

染色体スワッピングとは？

どうしてこんなに長い紹介になったのか不思議に思うかもしれませんが、それは本質的なことでした。 減数分裂中（より具体的には、前期および中期）に細胞内で生成され、すでにメカニズムを通じて有性生殖を可能にします 説明された。

となることによって、 染色体順列は、染色体がランダムに分布するプロセスとして定義できます。 染色体: 二倍体細胞の分裂によって生成される一倍体娘性細胞 (n) 間の染色体 (2n). これは、減数分裂の中期Iの間に、分裂前の細胞の赤道に位置する相同染色体の配置に基づいて生成されます。

これらの遺伝子構造が細胞の中心に配置されると、有糸分裂紡錘体がそれらを「引っ張り」、情報の半分を細胞の一方の極に、もう一方の極に分配します。 したがって、細胞質分裂が起こり、以前は 1 つだった場所に 2 つの細胞が形成されると、どちらも同じ量の遺伝物質を持ちますが、性質は異なります。

数学的な観点から、人間の可能な染色体順列は次のように取得できます。

223= 8.388.608

この式をすばやく簡単に説明します。 ヒトゲノムの染色体数は 23 対 (常染色体 22 + 有性染色体 1) であるため、 減数分裂中の可能な染色体順列の数は 2 から 23 に増加し、800 万を超える異なるシナリオの印象的な結果が得られます. 細胞の各極に向かう染色体のこのランダムな向きは、遺伝的多様性の重要な原因です。

染色体交差の重要性

染色体交差は次のように定義されます。 同じ細胞内の2つの相同染色体間の有性生殖の過程における遺伝物質の交換、組換え染色体を生じさせる。 ここで強調しておく必要があるのは、「相同性」という用語は、対を成す染色体を指すことを強調する必要があります。 減数分裂、それらは同じ構造、同じ遺伝子を持っていますが、異なる情報を持っているためです（それぞれが 始祖）。

減数分裂を完全に説明したくはないので、染色体交換は中期 I で発生し、交差は前期で発生することを知っていれば十分でしょう。 このとき、相同染色体は「キアズマ」と呼ばれる橋を形成し、相同染色体間の遺伝情報の交換を可能にします。

それで、 この交換により、2 つの組換え染色体が生じます。この情報は、父親と母親の両方から得られますが、親とは異なる方法で編成されます。. この減数分裂メカニズムを引用したのは、染色体順列と一緒に、それらが 有性生殖を行う生物の遺伝メカニズムにおける遺伝的多様性。

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染色体順列の生物学的意義

点突然変異、染色体順列、および相同染色体間の交差は、今日私たちが認識している生命を理解するために不可欠です。 そのすべての機能と生物学的意味は、一言で言えば「変動性」です。

集団内のすべての標本が遺伝的に同じである場合、それらは一連の身体的特徴を示し、 (ほぼ) 同一の行動行動であるため、環境の変化に対して同じように準備および/または適応されます。 雰囲気. このシナリオでは、進化の力は「関心」を持っていません。 種は同じように反応しますが、ツールの不足により時間の経過とともに絶滅する可能性があります 生物学的。

この明確な例は、いくつかの品種の犬やその他の家畜に見られます。 近親交配の影響によって厳しく罰せられる 人間。 近親者間の生殖は、ホモ接合性、つまり遺伝的多様性の喪失を引き起こします。 この現象は「近親交配抑制」として知られており、集団内で利用できる対立遺伝子が少ないほど、理論的には絶滅に向かっている可能性が高くなります。

最後に、推測に基づいて話しているわけではないことを強調する必要があります。 これらの 2 つのデータを使用すると、私たちが何を意味するかを理解できます。 癌で死亡し、ペルシャ猫の最大 50% が腎臓病を患っています。 多嚢胞性 遺伝的多様性の欠如は、短期的には病気に、長期的には種全体の生存不能につながることは明らかです。.

まとめ

この分野では、進化論的な観点からではなく、染色体順列に焦点を当てる機会を得ました。 そのような抽象的な現象を具体的な例とその結果とともに理解する方がはるかに簡単であると信じているからです。 引き起こす。 アイデアにとどまりたい場合は、次のとおりです。 DNA突然変異、染色体順列、および交差は、有性生殖する種の遺伝の基礎です. これらのメカニズムがなければ、私たちは進化の失敗に運命づけられていたでしょう.

さて、私たちは複数の読者を困惑させる質問で締めくくります：遺伝的変異性のメカニズムが起こるかどうか 有性生殖の間、歴史を通じて無性生殖システムで生き残ってきた種が存在する可能性はどのようにあるのでしょうか? 歴史？ ご覧のとおり、まだ解決されていない問題があります。

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