KAJ SO HETEROKROMOSOMI - BIOLOGIJA - 2026

V heterocromosomas so kromosom par jih sestavljajo tako- imenovanih spolnih kromosomov, ki se razlikujejo med seboj, in autosomes. Znani so tudi kot allosomi, idiokromosomi ali heterotipični kromosomi. Določajo spol pri živalih, pa tudi pri rastlinah s kromosomskimi sistemi za določanje spola.

Ko kromosome, ki definirajo organizme vrste, razporedimo po obliki, velikosti in drugih morfoloških značilnostih, dobimo njihov kariotip.

V diploidnih organizmih ima vsak kromosom, zlasti somatski ali avtosomski kromosom, par enakih lastnosti (homokromosom) - čeprav ni nujno enak v zaporedju.

Posameznik, ki nosi dve različni vrsti spolnih kromosomov, se imenuje heterogametski spol vrste: pri ljudeh je heterogametski spol moški (XY; ženske XX), pri pticah pa samice (ZW ; samci so ZZ).

V drugih primerih, tako kot pri nekaterih žuželkah, so samice XX, samci X (ali XO). V zadnjem primeru, kot je razvidno pri Hymenoptera, so samci samci samo zato, ker so haploidni posamezniki.

Zaradi tega bi bil skrajni primer hemizigosti za X, ki nas sili, da bi ta X kromosom obravnavali tuje pojmu homo- ali heterokromosom. Pri drugih živalih okoljski pogoji določajo spol posameznika.

Razlike med spolnimi kromosomi

Spolni kromosomi so heterokromosomi par excellence.

Pri človeških bitjih se kromosomi, ki so prisotni pri moških, zelo razlikujejo med seboj. Y kromosom Y je veliko manjši od kromosoma X - v resnici je Y kromosom le tretjino velikosti kromosoma X.

Posledično je vsebnost genov na Y kromosomu očitno veliko nižja kot na njegovem X "paru": za kromosom X je bilo ocenjeno, da nosi najmanj 1000 različnih genov, medtem ko Y kromosomu pripisujejo sposobnost kodiranja za največ 200 različnih genov.

Razlike med moškimi in ženskami

Ta malo informacij pa vzpostavlja velike razlike med moškimi in ženskami: v resnici je Y kromosom tisto, kar moškega naredi tako. X kromosom X nas nasprotno naredi vse sposobne ljudi.

V postopku oploditve bo po prejemu Y kromosoma Y plod rodil plod, ki bo razvil testise, zato bo imel posameznik vse spolne značilnosti, ki določajo samca vrste.

Poleg kodiranja tega faktorja razvoja testisov ima Y kromosom med nekaj geni, ki jih ima, kode za dejavnike, ki določajo plodnost moškega, in druge, ki bi lahko igrali pomembno vlogo pri dolgoživosti posameznika.

Z drugimi besedami, da smo moški ali ženska (ali da preprosto obstaja) potrebujemo vsaj en X kromosom; Da pa smo moški, potrebujemo tudi kromosom Y, ki nam med drugim omogoča izdelavo sperme.

Poleg navedenih razlik je območja homologije med obema spolnima kromosomoma, za razliko od tega, kar se zgodi pri katerem koli od avtosomskih parov, zelo omejena - kar pomeni, da nista, strogo gledano, homologna.

Toliko, da na kromosomu X še vedno lahko najdemo ostanke našega preteklega bratstva z neandertalci, medtem ko so na selekciji iz čiščenja kromosomov Y odstranjeni vsi sledovi.

Območja "homologije", ki določajo stike, potrebne za izvedbo učinkovitega procesa kromosomske segregacije med X in Y krvavicami med mejozo, so omejeni na zelo majhne subtelomerne dele.

Končno, pri ženskah kromosomi X aktivno prestajajo rekombinacijo; pri samcih le malo območij komplementarnosti med člani heterokromatičnega para določa, da v bistvu ni rekombinacije - vsaj tako, kot jo poznamo pri homolognih parih somatskih kromosomov ali v paru XX.

Posledično so sistemi za popravljanje DNK na Y kromosomu veliko manj učinkoviti kot na X kromosomu.

XX / XY sistem določanja spola

Pri osebah s sistemom določanja spola XX / XY je spol kromosomsko opredeljen spol potomcev. Matera poleg haploidnega niza somatskih kromosomov proizvaja samo gamete z X kromosomi in se imenuje homogametski spol vrste.

Oče (heterogametski spol) lahko proizvaja gamete z X kromosomi ali gamete z Y kromosomi: zato je verjetnost, da lahko rodijo posamezniki enega ali drugega spola, torej enaka in bo odvisna od spolnega kromosoma, ki ga nosi semenčica Vsaka jajčna celica, ki jo je treba oploditi, ima samo en X kromosom.

Lahko torej sklepamo, da se Y kromosom podeduje patrinalno: torej prehaja samo od staršev do otrok. Tako kot podedujemo mitohondrije, moški in ženske, matično od ene same prednice, tudi vsi samci lahko zasledujejo svoj Y kromosom do enega samega moškega prednika - vendar mnogo novejše od prvega.

Druge uporabe izraza

Tudi v okviru iste genetike se ti kromosomi, ki so bogati s heterokromatskimi regijami, imenujejo heterokromosomi. Heterokromatin (DNK poleg spremljajočih beljakovin) je tisti del dednega materiala (samo DNK), ki je zelo zgoščen in zato ni izražen.

Najbolj presenetljiv in najbolj radoveden primer visoko heterokromatskega kromosoma je tako imenovano telo Barr. To je le eden izmed inaktiviranih X kromosomov samic.

Da bi nadomestili gensko odmerjanje, ki izhaja iz prisotnosti dveh X kromosomov namesto enega, tako kot pri samcih vrste, pri samicah v zgodnjih fazah razvoja utišajo enega od X kromosomov oz. hipermetiliran in visoko stisnjen.

Z drugimi besedami, Barrjevo telo ni samo heterokromosom, ker je popolnoma heterokromatičen, ampak tudi zato, ker je morfološko gledano povsem drugačen od njegovega brez utišanja (vsaj dokler se celica ne razdeli).

Reference

1. Brooker, RJ (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill High Education, New York, NY, ZDA.
2. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, ZDA.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, ZDA.
4. Pertea M., Salzberg, SL (2010) Med piščancem in grozdjem: ocena števila človeških genov. Genome Biology 11: 206.
5. Strachan, T., Preberi, A. (2010). Molekularna genetika človeka. Garland Science. str. 45. ISBN 978-1-136-84407-2.