ŠTO SU HOMOLOGNI KROMOSOMI? - BIOLOGIJA - 2026

U homolognih kromosoma pojedinca su oni kromosomi koji su dio istog para u diploidne organizmu. U biologiji se homologija odnosi na srodstvo, sličnost i / ili funkciju prema podrijetlu.

Svaki član homolognog para ima zajedničko podrijetlo, a oni se nalaze u istom organizmu fuzijom gameta. Svi kromosomi u organizmu su somatski kromosomi, osim onih spolnog para.

Spolni kromosomi, s gledišta homologije, iznimka su. Oboje mogu imati različito podrijetlo, ali imaju područja homologije zbog kojih se ponašaju poput somatskih kromosoma tijekom ciklusa stanične diobe.

Ovi homologni dijelovi omogućuju da se pare za vrijeme mitoze i mejoze, kao i da se rekombiniraju tijekom drugog od njih.

Očito su da su određeni parovi kromosoma iz različitih usko povezanih vrsta također filogenetski homologni. Međutim, toliko su se rekombinirali i promijenili da je vrlo teško da isti kromosomi različitih vrsta budu potpuno homologni.

Najvjerojatnije, kada se uspoređuju kromosomi dviju vrsta, homologija je mozaik. Odnosno, kromosom jedne vrste dijelit će velike ili male homologne regije s različitim kromosomima druge.

Izvori kromosomskih promjena

Mutacije na razini kromosoma mogu se doživjeti na dvije glavne razine: promjene u broju i promjene u strukturi.

Promjene na razini sekvenci analiziraju se na razini gena (i genoma) i daju nam predodžbu o sličnosti u informacijskom sadržaju između gena, genoma i vrsta.

Promjene u broju i strukturi omogućuju nam da prikažemo sličnosti i razlike na organizacijskoj razini, bilo analizom pojedinih kromosoma ili svih njih u cjelini.

Ploidy se mijenja

Promjene u broju kromosoma pojedinca koji utječu na jedan ili nekoliko kromosoma nazivamo aneuploidijama. Na primjer, za pojedinca s 3 kromosoma 21 umjesto dva kaže se da ima trisomiju.

Trisomija na kromosomu 21 najčešći je uzročnik Downovog sindroma. S druge strane, ženka ljudske vrste s jednim X kromosomom također je aneuploidna za taj kromosom. XO žene imaju ono što je poznato kao Turnerov sindrom.

Promjene koje utječu na osnovni broj kromosoma u vrsti zovu se euploidies. Odnosno, ponavlja se skup haploidnih kromosoma vrsta.

Ako postoje dvije, organizam je diploidan - kao što je slučaj s većinom vrsta koje pokazuju seksualnu reprodukciju. Ako ih ima tri, organizam je triploidan; ako su četiri, tetraploidni i tako dalje.

To je vrlo često u biljkama i bilo je važan izvor evolucijskih promjena u ovoj skupini organizama.

Hromosomske preuređenja

Pojedini kromosomi mogu također predstaviti određene vrste preuređenja koje mogu imati velike posljedice kako za pojedinca tako i za vrstu. Ove promjene uključuju brisanje, umetanja, translokacije, spajanja i inverzije.

U delecijama se dijelovi kromosoma potpuno izgube, što rezultira izmjenama u ciklusima mejotičke podjele s posljedičnom produkcijom eventualno neživih gameta.

Manjak područja homologije je uzrok nenormalnih događaja rekombinacije. Isto se događa u slučaju umetanja, budući da pojava regija u jednom, a ne u drugom kromosomu ima isti učinak na stvaranje regija koja nisu u potpunosti homologna.

Poseban je slučaj dodavanja. U ovom slučaju, dio DNA koji se generira u kromosomu dodaje se području kromosoma. Odnosno, kopiran je i zalijepljen pokraj izvora kopije.

U evolucijskoj povijesti kromosoma, umnožavanje serija igralo je temeljnu ulogu u definiranju centromernih regija.

Drugi način djelomične promjene homologije između dva kromosoma je pojava invertiranih regija. Podaci o pretvorenom području su isti, ali je njegova orijentacija suprotna onoj kod drugog člana para.

To prisiljava homologne kromosome da se nenormalno uparuju, što uzrokuje druge vrste dodatnih preusmjeravanja u gametama. Mejotski proizvodi ovih mejoza možda neće biti održivi .

Čitava kromosomska regija može migrirati s jednog kromosoma na drugi u slučaju zvanom translokacija. Zanimljivo je da se translokacijama može promovirati visoko očuvana regija između kromosoma koji nisu nužno homologni. Konačno, postoji i mogućnost promatranja fuzija između kromosoma.

Sythenia

Syntenia se odnosi na stupanj očuvanja redoslijeda gena kada se uspoređuju dva ili više kromosoma ili različite genomske ili genetske regije.

Sintenija se ne bavi proučavanjem ili mjerenjem stupnja sličnosti sekvenci između homolognih regija. Umjesto toga, katalogizirati informativni sadržaj ovih regija i analizirati jesu li one organizirane na isti način u prostoru koji zauzimaju.

Sva preuređenja koja smo gore spomenuli očigledno smanjuju sintezu između izmijenjenog kromosoma i njegovog pandanta. Još su homologni jer dijele isto podrijetlo, ali stupanj sinteze je mnogo niži.

Sintenija je korisna za analizu filogenetskih odnosa između vrsta. Također se koristi za pronalaženje evolucijskih putanja i za procjenu težine kromosomskog preuređenja u izgledu vrsta. Kako se koristi u velikim regijama, ovo su studije makrosinteze.

Mikrosintenija se, s druge strane, bavi istim analizama, ali u manjim regijama, obično na razini gena ili gena. Geni, kao i kromosomi, također mogu biti podvrgnuti inverziji, deleciji, fuziji i adiciji.

Homologija i sličnost u sekvenci

Ako su homologne, dvije regije DNA moraju imati veliku sličnost na razini sekvence. U svakom slučaju, ovdje nas zanima kako bi istakla da je homologija apsolutni pojam: jedna je homologna ili nije. Sličnost je, s druge strane, mjerljiva.

Zato na razini sekvence dva gena koji kodiraju istu stvar kod dvije različite vrste mogu predstavljati sličnost, na primjer, 92%.

Ali reći da su oba gena 92% homologna jedna je od najgorih idejnih pogrešaka koja može postojati na biološkoj razini.

Reference

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff M., Roberts, K., Walter, P. (2014), Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, SAD.
2. Brooker, RJ (2017). Genetika: analiza i načela. McGraw-Hill visoko obrazovanje, New York, NY, SAD.
3. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SAD.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod u genetičke analize (11 ^-og ur.). New York: WH Freeman, New York, NY, SAD.
5. Philipsen, S., Hardison, RC (2018) Evolucija lokusa hemoglobina i njihovih regulatornih elemenata. Krvne stanice, molekule i bolesti, 70: 2-12.
6. Wright, WD, Shah, SS, Heyer, WD (2018) Homološka rekombinacija i popravak dvostrukih lomova DNA. Časopis za biološku kemiju, 293: 10524-10535