8.3: Meiotické Rekombinace

diploidní organismus má dvě kopie každého chromozómu. Pokud má čtyři chromozomy, existují dva páry, A a A „A B A B“, ne čtyři různé chromozomy A, B, C A D.jedna kopie každého chromozomu pocházela od jeho otce (např. Meióza je proces redukční dělení, kdy diploidní organismus vytváří haploidní zárodečné buňky (v tomto případě, se dvěma chromozomy), a každý zárodečných buněk má jednu kopii každého chromozomu., V tomto příkladu, meióza nevytváří zárodečné buňky s a‘ nebo B, a B‘, spíše produkuje buňky s a B nebo a B‘, nebo‘ a B, nebo a‘ a B‘. Homologní chromozomy, z nichž každý se skládá ze dvou sesterských chromatidů, jsou spárovány během první fáze meiózy, např. 1.3 a 1.4). Pak homologní chromozomy jsou přesunuty do samostatné buňky na konci první fáze, pojistit, že dva homology nemají zůstat spolu během redukční dělení v druhé fázi meiózy., Každá zárodečná buňka tak dostává haploidní doplněk genetického materiálu, tj. jednu kopii každého chromozomu. Kombinace dvou haploidních sad chromozomů během hnojení obnovuje diploidní stav a cyklus se může obnovit. Nedodržení jedné kopie každého chromozomu do každé zárodečné buňky má vážné důsledky. Absence jedné kopie chromozomu v jinak diploidním zygotu je pravděpodobně fatální. Mít další kopii chromozomu (trizomie) také způsobuje problémy., U lidí vede trizomie pro chromozomy 15 nebo 18 k perinatální smrti a trizomie 21 k vývojovým defektům známým jako Downův syndrom.

schopnost homologní chromozómy spárované v první fázi meiózy je zásadní pro úspěch tohoto procesu, který udržuje správnou haploidní sadu chromozomů v zárodečných buňkách. Rekombinace je nedílnou součástí párování homologních chromozomů. Vyskytuje se mezi nesesterskými chromatidy během pachytenového stadia meiózy I (první fáze meiózy) a možná dříve, když jsou homologní chromozomy zarovnány v zygotenu (obrázek 8.3). Přechody rekombinace jsou viditelné ve fázi diplotenu., Během této fáze, homologních chromozomů částečně samostatné, ale jsou stále drženy pohromadě na klouby tzv. chiasmata; je pravděpodobné, že skutečné přechody mezi chromatidami homologních chromozomů. Chiasmata se postupně rozbíjí, když je meióza i dokončena, což odpovídá rozlišení rekombinačních meziproduktů. Během anafáze a telofáze meiózy I, každý homologní chromozom přesune do jiné buňky, tj. a‘ v různých buňkách, B a B‘ v různých buněk v našem příkladu., Rekombinace se tak vyskytují u každé meiózy, což vede k alespoň jedné výměně mezi páry homologních chromozomů na meiózu.

nedávné genetické důkazy ukazují, že rekombinace je nutná pro homologní párování chromozomů během meiózy. Genetické obrazovky odhalily mutanty kvasinek a Drosophily, které blokují párování homologních chromozomů. Ty jsou také vadné při rekombinaci. Podobně, mutanty vadné v některých aspektech rekombinace jsou také vadné při párování., Vskutku, proces synapse (nebo párování) mezi homologních chromozomů v zygotene, přechod mezi homologů v pachytene, a usnesení crossoverů v posledních fázích meiózy I (pak vidět, metafáze I, anafáze I) odpovídají synapse, tvorbu rekombinantní společné a usnesení, které je známkou progrese rekombinace, jak bude vysvětleno níže.

obrázek 8.3.Homologní párování a rekombinace během první fáze meiózy (meióza i)., Po dokončení syntézy DNA jsou dvě kopie každého homologního chromozomu stále spojeny v centromeres (žluté kruhy). Tento diagram začíná replikovanými chromozomy, označovanými jako čtyřpruhová fáze v literatuře o meióze a rekombinaci. Při tomto použití je každý“ pramen “ chromatid a je duplexní molekula DNA. V tomto diagramu je každá duplexní molekula DNA zobrazena jako jedna čára, Hnědá pro dvě sesterské chromatidy chromozomu odvozené od matky (matky) a růžová pro sesterské chromatidy z otcovského chromozomu., Je zobrazen pouze jeden homologní pár, ale obvykle je mnohem více, například 4 páry chromozomů v Drosophilaa 23 párů u lidí. Během meiózy i se homologní chromozomy zarovnat a poté oddělit. Ve fázi zygotenu se dva homologní chromozomy, každý se dvěma sesterskými chromatidy, spárují po své délce v procesu zvaném synapse. Výsledná skupina čtyř chromatidů se nazývá tetrad nebo bivalent. Během pachytene, rekombinace dochází mezi maternální a paternální chromatidy, které tvoří přechody mezi homologních chromozomů., Dva homologní chromozomy samostatný spolu hodně z jejich délka v diplotene, ale i nadále se bude konat společně v lokalizované chiasmata, které se objeví jako X-formoval struktury v mikroskopických snímků. Tyto fyzické vazby jsou považovány za pozice přechodu. Během metafáze a anafáze prvního meiotického dělení, crossovery jsou postupně rozděleny (s těmi, na koncích vyřešen poslední) a dvou homologních chromozomů (každý ještě dvě chromatidy spojeny v centromera), jsou přesunuty do samostatných buněk., V průběhu druhého meiotického dělení (meióza II), centromera každého chromozomu odděluje, což obě chromatidy se přestěhovat do samostatné buňky, čímž dokončení redukční dělení a čtyři haploidní zárodečné buňky.