KAJ SO HOMOLOGNI KROMOSOMI? - BIOLOGIJA - 2026

V homologne kromosome posameznika so tiste kromosomi, ki so del istega para v diploidnega organizmu. V biologiji se homologija nanaša na sorodstvo, podobnost in / ali delovanje po skupnem izvoru.

Vsak član homolognega para ima skupni izvor in v istem organizmu jih najdemo z zlivanjem gameta. Vsi kromosomi v organizmu so somatski kromosomi, razen tistih iz spolnega para.

Spolni kromosomi so z vidika homologije izjema. Obe sta lahko drugačnega izvora, vendar imata področja homologije, zaradi katerih se med cikli celične delitve obnašajo kot somatski kromosomi.

Ti homologni odseki omogočajo, da se parijo med mitozo in mejozo, ter da se med drugo od njih rekombinirajo.

Očitno so določeni kromosomski pari iz različnih tesno povezanih vrst tudi filogenetsko homologni. Vendar pa so se toliko kombinirali in spremenili, da je zelo težko, da so isti kromosomi iz različnih vrst popolnoma homologni.

Najverjetneje je pri primerjavi kromosomov dveh vrst homologija mozaik. To pomeni, da bo kromosom ene vrste delil velike ali majhne homologne regije z različnimi kromosomi druge.

Viri kromosomskih sprememb

Mutacije na ravni kromosomov lahko doživimo na dveh glavnih ravneh: spremembi števila in spremembi strukture.

Spremembe na nivoju zaporedja analiziramo na genski (in genomski) ravni in nam dajo predstavo o podobnosti informacijskih vsebin med geni, genomi in vrstami.

Spremembe v številu in strukturi nam omogočajo, da pokažemo podobnosti in razlike na organizacijski ravni, bodisi z analizo posameznih kromosomov bodisi vseh kot celote.

Ploidy se spremeni

Spremembe v številu posameznikovih kromosomov, ki vplivajo na enega ali nekaj kromosomov, imenujemo aneuploidije. Na primer, posameznik s 3 kromosomi 21 namesto dveh ima trisomijo.

Trisomija na kromosomu 21 je najpogostejši vzrok za Downov sindrom. Po drugi strani je samica človeške vrste z enim X kromosomom tudi aneuploidna za ta kromosom. XO ženske imajo tako imenovan Turnerjev sindrom.

Spremembe, ki vplivajo na osnovno število kromosomov v vrsti, imenujemo evploidije. Se pravi, da se ponavlja vrsta haploidnih kromosomov vrste.

Če obstajata dve, je organizem diploiden - tako je tudi pri večini vrst, ki kažejo spolno razmnoževanje. Če jih predstavljajo tri, je organizem triploiden; če so štirje, tetraploidni ipd.

To je pri rastlinah zelo pogosto in je bil pomemben vir evolucijskih sprememb v tej skupini organizmov.

Kromosomske preureditve

Posamezni kromosomi lahko predstavljajo tudi določene vrste preureditve, ki imajo lahko velike posledice tako za posameznika kot za vrsto. Te spremembe vključujejo brisanje, vstavitve, premestitve, združitve in inverzije.

Pri delecijah se deli kromosoma popolnoma izgubijo, kar povzroči spremembe v ciklih mejotske delitve s posledično produkcijo morda neživega gameta.

Pomanjkanje regij homologije je vzrok za nenormalne rekombinacije. Enako se zgodi pri vstavkih, saj ima videz regij v enem in ne drugem kromosomu enak učinek pri nastajanju regij, ki niso popolnoma homologne.

Poseben primer je primer podvajanja. V tem primeru se del DNK, ki je ustvarjen v njem, doda na območje kromosoma. Se pravi, da se kopira in prilepi poleg vira kopije.

V evolucijski zgodovini kromosomov so podvajanja šarž igrala temeljno vlogo pri opredelitvi centromernih regij.

Drug način delne spremembe homologije med dvema kromosomoma je pojavljanje obrnjenih področij. Podatki o obrnjenem območju so enaki, vendar je njegova usmeritev nasprotna kot pri drugem članu para.

To sili homologne kromosome, da se nenormalno parijo, kar povzroča druge vrste dodatnih preureditev v gametah. Mejotski produkti teh mejoz morda niso sposobni preživeti .

Celotno kromosomsko območje lahko prehaja iz enega kromosoma v drugega v primeru, ki se imenuje translokacija. Zanimivo je, da lahko translokacije spodbujajo zelo ohranjena področja med kromosomi, ki niso nujno homologni. Nazadnje obstaja tudi možnost opazovanja fuzij med kromosomi.

Sythenia

Syntenia se nanaša na stopnjo ohranjenosti vrstnega reda genov, če primerjamo dva ali več kromosomov ali različnih genskih ali genetskih regij.

Sintenija se ne ukvarja s preučevanjem ali merjenjem stopnje podobnosti zaporedja med homolognimi regijami. Namesto, da katalogizirajo informacijsko vsebino teh regij in analizirajo, ali so v prostoru, ki ga zasedajo, organizirani na enak način.

Vse preureditve, ki smo jih že omenili zgoraj, očitno zmanjšujejo sintezo med spremenjenim kromosomom in njegovim protipostavkam. Še vedno so homologni, ker imajo isti izvor, vendar je stopnja sinteze veliko nižja.

Sintenija je uporabna za analizo filogenetskih razmerij med vrstami. Uporablja se tudi za sledenje evolucijskim usmeritvam in za oceno teže, ki jo kromosomske preureditve igrajo na videz vrst. Ker uporabljajo velike regije, gre za študije makrosinteze.

Mikrosintenija se na drugi strani ukvarja z izvajanjem iste vrste analiz, vendar v manjših regijah, običajno na ravni genov ali genov. Geni, pa tudi kromosomi, se lahko tudi podvržejo inverzijam, delecijam, fuzijam in dodatkom.

Homologija in podobnost zaporedja

Če sta homologna, morata dve regiji DNK imeti veliko podobnost na ravni zaporedja. Vsekakor tukaj nas zanima, da opozorimo, da je homologija absolutni izraz: eden je homologen ali ne. Po drugi strani je podobnost merljiva.

Zato lahko na ravni zaporedja dva gena, ki kodirata isto stvar pri dveh različnih vrstah, predstavljata na primer 92%.

Toda reči, da sta oba gena 92% homologna, je ena najhujših idejnih napak, ki lahko obstaja na biološki ravni.

Reference

1. Alberts, B. Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekularna Biologija celice (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, ZDA.
2. Brooker, RJ (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill High Education, New York, NY, ZDA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ZDA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, ZDA.
5. Philipsen, S., Hardison, RC (2018) Evolucija lokusov hemoglobina in njihovih regulacijskih elementov. Krvne celice, molekule in bolezni, 70: 2-12.
6. Wright, WD, Shah, SS, Heyer, WD (2018) Homološka rekombinacija in popravljanje dvojnih verig DNA. Journal of Biological Chemistry, 293: 10524-10535