Troca cromossômica: o que é e como funciona

A hereditariedade é a base da evolução. As mudanças nos genes dos seres vivos acontecem por mutações aleatórias, mas se estas forem herdadas de pais para filhos, é possível que acabem se fixando em uma população de determinada espécie. Por exemplo, se uma mutação genética no DNA codifica uma coloração mais evidente nos machos de uma espécies específicas, elas podem se reproduzir com mais facilidade, transmitindo seus genes para futuras gerações.

Algumas mutações são neutras, outras deletérias e uma minoria é positiva. No exemplo que mostramos a você, uma nova característica positiva acaba se "fixando" na espécie, pois que aqueles que o apresentam têm mais filhos e, portanto, espalham seus genes exponencialmente a cada geração. Em linhas gerais, acabamos de falar sobre os mecanismos evolutivos por seleção natural.

De qualquer forma, nem tudo é tão simples no mundo da genética. Quando são produzidos os gametas sexuais que darão origem a um zigoto, metade da informação vem da mãe e a outra do pai, mas nem sempre estamos falando de cópias genéticas exatas. Conheça-nos

o mecanismo de troca cromossômica, porque, juntamente com as mutações mencionadas, representa uma das bases mais férreas dos processos evolutivos no ambiente natural.

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cromossomos e sexo

Antes de mergulhar completamente no mundo das permutações cromossômicas, é essencial que você entenda certas bases genéticas que são aceitas como certas na teoria cromossômica. Todas as nossas células somáticas, aquelas que dão origem aos nossos tecidos (neurônios, adipócitos, células epiteliais, monócitos e um etc.) se dividem por mitose se tiverem capacidade, ou seja, dão origem a 2 exatamente as mesmas células onde antes havia uma parental.

Neste caso, a informação genética é duplicada, mas permanece inalterada na linha celular. Essas células são diploides, ou seja, possuem 23 pares de cromossomos (22 pares autossômicos, um sexual), dos quais um par vem da mãe e outro do pai. Assim, cada uma de nossas células tem um total de 46 cromossomos.

Células sexuais (óvulos e esperma) são um mundo totalmente diferente. Estas precisam ter metade da informação genética das células somáticas, pois vão se unir a outro gameta para dar origem a um zigoto viável. Se os óvulos e espermatozoides tivessem os mesmos cromossomos das células do nosso corpo, ao se unirem dariam origem a um feto com 92 cromossomos (46x2), certo?

Para resolver este problema é a meiose. Nesse processo, ao contrário da mitose, 4 células haplóides (com apenas 23 cromossomos) são geradas a partir de um diplóide, que lembramos contém um total de 46. Assim, quando dois gametas haploides se fundem, é criada a linhagem germinativa diploide, que define cada célula do nosso corpo.

O que é troca de cromossomos?

Você pode se perguntar o que levou a uma introdução tão longa, mas foi essencial, uma vez que a permutação de cromossomos, juntamente com o crossing over ou o crossing over, é produzido dentro de uma célula durante a meiose (mais especificamente, na prófase e na metáfase), o que possibilita a reprodução sexuada pelo mecanismo já descrito.

Assim pois, A permutação cromossômica pode ser definida como o processo pelo qual os cromossomos são distribuídos aleatoriamente. cromossomos entre células sexuais filhas haploides (n) produzidas pela divisão de uma célula diploide (2n). Isso é produzido com base na colocação de cromossomos homólogos, que estão localizados no equador da célula antes da divisão, durante a metáfase I da meiose.

Uma vez localizadas essas estruturas genéticas no centro da célula, o fuso mitótico as "puxa" e distribui metade da informação em um polo da célula e a outra no outro. Assim, quando ocorre a divisão citoplasmática e se formam duas células onde antes havia uma, ambas terão a mesma quantidade de material genético, mas de natureza diferente.

Do ponto de vista matemático, as possíveis permutações cromossômicas em humanos podem ser obtidas da seguinte forma:

223= 8.388.608

Explicamos esta fórmula de forma rápida e fácil. Como o número de cromossomos no genoma humano é de 23 pares (22 autossômicos + 1 sexual), o número de possíveis permutações cromossômicas durante a meiose será de 2 elevado a 23, com o impressionante resultado de mais de 8 milhões de cenários diferentes. Essa orientação aleatória dos cromossomos em direção a cada um dos pólos da célula é uma importante fonte de variabilidade genética.

A importância do cruzamento cromossômico

O crossing over cromossômico é definido como a troca de material genético durante o processo de reprodução sexual entre dois cromossomos homólogos dentro da mesma célula, dando origem a cromossomos recombinantes. Neste ponto, é necessário enfatizar que o termo "homólogo" refere-se a cromossomos que formam um par durante meiose, pois têm a mesma estrutura, os mesmos genes, mas informações diferentes (cada um vem de um progenitor).

Não queremos descrever completamente a meiose, então será suficiente para você saber que a troca de cromossomos ocorre na metáfase I, mas o crossing over ocorre na prófase. Nesse momento, os cromossomos homólogos formam uma ponte chamada “quiasma”, que permite a troca de informações genéticas entre eles.

Então, essa troca dá origem a dois cromossomos recombinantes, cujas informações vêm tanto do pai quanto da mãe, mas são organizadas de maneira diferente dos pais. Citamos esse mecanismo meiótico porque, junto com a permutação cromossômica, eles representam as bases da a variabilidade genética nos mecanismos de herança dos seres vivos que se reproduzem sexuadamente.

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O significado biológico da permutação cromossômica

Mutações pontuais, permutações cromossômicas e cruzamentos entre cromossomos homólogos são essenciais para entender a vida como a percebemos hoje. Toda a sua funcionalidade e significado biológico podem ser resumidos em uma única palavra: variabilidade.

Se todos os espécimes de uma população forem geneticamente iguais, eles apresentarão uma série de características físicas e comportamentos comportamentais (quase) idênticos, para que estejam igualmente preparados e/ou adaptados às mudanças no atmosfera. As forças evolutivas não estão "interessadas" neste cenário, pois se chegar uma variação drástica e todos os espécie responde da mesma forma, é provável que se extinga com o tempo por falta de ferramentas biológico.

Um exemplo claro disso pode ser visto em algumas raças de cães e outros animais domésticos, que foram severamente punidos pelos efeitos da endogamia, produto da seleção genética do humanos. A reprodução entre parentes dá origem à homozigose, ou seja, à perda da variabilidade genética. Esse fenômeno é conhecido como “depressão endogâmica” e quanto menos disponibilidade de alelos houver em uma população, mais teoricamente provável é que ela esteja caminhando para a extinção.

Finalmente, é necessário enfatizar que não estamos falando em termos conjecturais. Com estes dois dados você entenderá o que queremos dizer: 6 em cada 10 cães da raça golden retriever morrem de câncer, e até 50% dos gatos persas têm doença renal policístico É claro que a falta de variabilidade genética se traduz em doenças a curto prazo, e a longo prazo na inviabilidade de toda uma espécie..

Resumo

Neste espaço, aproveitamos a oportunidade para focar na permutação cromossômica de um ponto de vista evolutivo, em vez de fisiológicas, pois acreditamos que é muito mais fácil entender tais fenômenos abstratos com exemplos concretos e as consequências causando. Se queremos que fique com uma ideia, esta é a seguinte: Mutações de DNA, permutações cromossômicas e cruzamentos são a base da hereditariedade em espécies que se reproduzem sexualmente. Sem esses mecanismos, estaríamos fadados ao fracasso evolutivo.

Agora, encerramos com uma pergunta que deixará mais de um leitor perplexo: se os mecanismos da variabilidade genética ocorrem durante a reprodução sexuada, como é possível que existam espécies que tenham sobrevivido com sistemas de propagação assexuada ao longo da história? história? Como você pode ver, há questões que ainda nos escapam.

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