Kromosombyte: vad det är och hur det fungerar

Ärftlighet är grunden för evolutionen. Förändringar i levande varelsers gener sker genom slumpmässiga mutationer, men om dessa ärvs från föräldrar till barn är det möjligt att de hamnar fast i en population av en given art. Till exempel, om en genetisk mutation i DNA: t kodar för en mer iögonfallande färg hos män av en specifika arter kan de föröka sig lättare och överföra sina gener till framtiden generationer.

Vissa mutationer är neutrala, andra skadliga och en minoritet är positiva. I exemplet som vi har visat dig, slutar en ny positiv egenskap med att "fixera" sig i arten, sedan att de som presenterar det får fler barn och därför sprider sina gener exponentiellt med var och en generation. I stora drag har vi just berättat om de evolutionära mekanismerna genom naturligt urval.

Allt är i alla fall inte så enkelt i genetikens värld. När de sexuella könscellerna som ska ge upphov till en zygot produceras kommer hälften av informationen från mamman och den andra från pappan, men vi pratar inte alltid om exakta genetiska kopior. Träffa oss

mekanismen för kromosombyte, eftersom det, tillsammans med de tidigare nämnda mutationerna, representerar en av de mest järnbaser av evolutionära processer i den naturliga miljön.

• Relaterad artikel: "Kromosomer: vad de är, egenskaper och funktion"

kromosomer och sex

Innan du dyker helt in i världen av kromosompermutationer är det viktigt att du förstår vissa genetiska baser som tas för givna i kromosomteorin. Alla våra somatiska celler, de som ger upphov till våra vävnader (neuroner, adipocyter, epitelceller, monocyter och en mycket lång etc.) dela med mitos om de har kapacitet, det vill säga de ger upphov till 2 exakt samma celler där det tidigare fanns en förälder.

I detta fall, genetisk information dupliceras, men förblir oförändrad i cellinjen. Dessa celler är diploida, eller vad som är samma sak, de har 23 par kromosomer (22 autosomala par, ett sexuellt), varav ett par kommer från mamman och ett annat från pappan. Således har var och en av våra celler totalt 46 kromosomer.

Könsceller (ägg och spermier) är en helt annan värld. Dessa behöver ha hälften av den genetiska informationen från somatiska celler, eftersom de kommer att förenas med en annan gamet för att ge upphov till en livskraftig zygot. Om ägglossning och spermieceller hade samma kromosomer som cellerna i vår kropp, när de gick samman skulle de ge upphov till ett foster med 92 kromosomer (46x2), eller hur?

För att lösa detta problem är meios. I denna process, till skillnad från mitos, 4 haploida celler (med enbart 23 kromosomer) genereras från en diploid, som vi minns innehåller totalt 46. Sålunda, när två haploida könsceller smälter samman, skapas den diploida könslinjen, som definierar varje cell i vår kropp.

Vad är kromosombyte?

Du kanske undrar vad som ledde till en så lång introduktion, men det var viktigt, eftersom kromosompermutation, tillsammans med korsning eller korsning, produceras i en cell under meios (mer specifikt i profas och metafas), vilket möjliggör sexuell reproduktion genom mekanismen redan beskrivs.

Så att, Kromosomal permutation kan definieras som den process genom vilken kromosomerna fördelas slumpmässigt. kromosomer mellan haploida dotterkönsceller (n) producerade genom delning av en diploid cell (2n). Detta produceras baserat på placeringen av homologa kromosomer, som är belägna vid cellens ekvator före delning, under metafas I av meios.

När dessa genetiska strukturer väl har lokaliserats i mitten av cellen, "drar" den mitotiska spindeln dem och distribuerar hälften av informationen på ena polen av cellen och den andra vid den andra. Sålunda, när cytoplasmatisk delning inträffar och två celler bildas där det tidigare fanns en, kommer båda att ha samma mängd genetiskt material, men av olika karaktär.

Ur en matematisk synvinkel kan de möjliga kromosompermutationerna hos människor erhållas enligt följande:

223= 8.388.608

Vi förklarar denna formel snabbt och enkelt. Eftersom antalet kromosomer i det mänskliga genomet är 23 par (22 autosomala + 1 sexuella), antalet möjliga kromosompermutationer under meios kommer att höjas till 23, med det imponerande resultatet av mer än 8 miljoner olika scenarier. Denna slumpmässiga orientering av kromosomerna mot var och en av cellens poler är en viktig källa till genetisk variabilitet.

Vikten av kromosompassering

Kromosomal korsning definieras som utbyte av genetiskt material under processen för sexuell reproduktion mellan två homologa kromosomer inom samma cell, vilket ger upphov till rekombinanta kromosomer. Vid denna punkt är det nödvändigt att betona att termen "homolog" syftar på kromosomer som bildar ett par under meios, eftersom de har samma struktur, samma gener men olika information (var och en kommer från en stamfader).

Vi vill inte beskriva meios fullständigt, så det räcker för dig att veta att kromosombyte sker i metafas I, men överkorsning sker i profas. Vid denna tidpunkt bildar de homologa kromosomerna en bro som kallas "chiasma", vilket möjliggör utbyte av genetisk information mellan dem.

Så, detta utbyte ger upphov till två rekombinanta kromosomer, vars information kommer från både fadern och modern, men är organiserad annorlunda än föräldrarna. Vi har citerat denna meiotiska mekanism eftersom de tillsammans med kromosompermutation representerar baserna för den genetiska variationen i arvsmekanismerna hos levande varelser som reproducerar sig sexuellt.

• Du kanske är intresserad av: "De 6 delarna av kromosomen: egenskaper och funktioner"

Den biologiska betydelsen av kromosomal permutation

Punktmutationer, kromosomala permutationer och korsningar mellan homologa kromosomer är väsentliga för att förstå livet som vi uppfattar det idag. All dess funktionalitet och biologiska betydelse kan sammanfattas i ett enda ord: variabilitet.

Om alla exemplar i en population är genetiskt lika, kommer de att visa en serie fysiska egenskaper och (nästan) identiska beteendebeteenden, så de kommer att vara lika förberedda och/eller anpassade till förändringar i atmosfär. Evolutionära krafter är inte "intresserade" av detta scenario, för om en drastisk variation kommer och alla arter svarar på samma sätt, det är troligt att den kommer att dö ut med tiden på grund av brist på verktyg biologisk.

Ett tydligt exempel på detta kan ses hos vissa hundraser och andra husdjur, som har varit hårt straffad av effekterna av inavel, produkt av genetiskt urval av människor. Reproduktion mellan släktingar ger upphov till homozygositet, det vill säga förlusten av genetisk variabilitet. Detta fenomen är känt som "inavelsdepression" och ju mindre tillgänglighet av alleler det finns i en population, desto mer teoretiskt sannolikt är det att det är på väg mot utrotning.

Slutligen är det nödvändigt att betona att vi inte talar i gissningsgrunder. Med dessa två data kommer du att förstå vad vi menar: 6 av 10 hundar av rasen golden retriever dör i cancer, och upp till 50 % av perserkatter har njursjukdom polycystisk Det är uppenbart att bristen på genetisk variabilitet leder till sjukdomar på kort sikt och på lång sikt omöjlighet för en hel art..

Sammanfattning

I detta utrymme har vi tagit tillfället i akt att fokusera på kromosompermutation ur en evolutionär synvinkel snarare än fysiologiska, eftersom vi tror att det är mycket lättare att förstå sådana abstrakta fenomen med konkreta exempel och konsekvenserna orsakar. Om vi ​​vill att du ska stanna vid en idé är detta följande: DNA-mutationer, kromosomala permutationer och överkorsning är grunden för ärftlighet hos sexuellt reproducerande arter. Utan dessa mekanismer skulle vi vara dömda till evolutionärt misslyckande.

Nu avslutar vi med en fråga som kommer att lämna mer än en läsare förbryllad: om mekanismerna för genetisk variabilitet äger rum under sexuell reproduktion, hur är det möjligt att det finns arter som har överlevt med asexuella förökningssystem genom historien? historia? Som du kan se finns det problem som fortfarande undviker oss.

Bibliografiska referenser:

• Chen, Y. M., Chen, M. C., Chang, P. C. & Chen, S. h. (2012). Utökad genetisk algoritm för artificiella kromosomer för schemaläggningsproblem för permutationsflöden. Computers & Industrial Engineering, 62(2), 536-545.
• Kleckner, N. (1996). Meios: hur kunde det fungera?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 93(16), 8167-8174.
• Mitchell, L. A. & Boeke, J. d. (2014). Cirkulär permutation av en syntetisk eukaryot kromosom med telomeratorn. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(48), 17003-17010.
• Schwarzcher, T. (2003). Meios, rekombination och kromosomer: en genomgång av genisolering och fluorescerande in situ hybridiseringsdata i växter. Journal of Experimental Botany, 54(380), 11-23.
• Sybenga, J. (1999). Vad gör att homologa kromosomer hittar varandra i meios? En recension och en hypotes. Kromosom, 108(4), 209-219.