8.3: Meiotisk Rekombination

En diploid organisme har to kopier af hvert kromosom. Hvis det har fire kromosomer, der er to par, A og A’ og B og B’, ikke fire forskellige kromosomer, A, B, C og D. En kopi af hvert kromosom kom fra sin far (fx A og B) og en kopi af hvert kom fra dens moder (fx A’ og B’). Meiose er processen med reduktiv opdeling, hvorved en diploid organisme genererer haploide kimceller (i dette tilfælde med to kromosomer), og hver kimcelle har en enkelt kopi af hvert kromosom., I dette eksempel genererer meiose ikke kimceller med A og A’ eller B og B’, snarere producerer den celler med A og B, eller A og B’, eller A’ og B eller A’ og B’. De homologe kromosomer, der hver består af to søsterchromatider, parres i den første fase af meiose, f.eks. A med A’ og B med B’ (figur 8.3; se også fig. 1.3 og 1.4). Derefter flyttes de homologe kromosomer til separate celler i slutningen af den første fase, hvilket sikrer, at de to homologer ikke forbliver sammen under reduktiv opdeling i den anden fase af meiose., Således modtager hver kimcelle det haploide komplement af det genetiske materiale, dvs.en kopi af hvert kromosom. Kombinationen af to haploide sæt kromosomer under befrugtning genopretter diploid tilstand, og cyklussen kan genoptages. Manglende distribution af en kopi af hvert kromosom til hver kimcelle har alvorlige konsekvenser. Fravær af en kopi af et kromosom i en ellers diploid chromosygote er sandsynligvis dødelig. At have en ekstra kopi af et kromosom (trisomi) forårsager også problemer., Hos mennesker resulterer trisomi for kromosomer 15 eller 18 i perinatal død, og trisomi 21 fører til udviklingsfejl kendt som Do .ns syndrom.

homologe kromosomers evne til at blive parret i den første fase af meiose er grundlæggende for succesen med denne proces, som opretholder et korrekt haploid sæt kromosomer i kimcellen. Rekombination er en integreret del af parringen af homologe kromosomer. Det forekommer mellem ikke-søsterchromatider under pachytenstadiet af meiose I (den første fase af meiose) og muligvis før, når de homologe kromosomer er justeret i .ygoten (figur 8.3). Crossovers af rekombination er synlige i diplotenfasen., I denne fase, de homologe kromosomer adskilles delvist, men de holdes stadig sammen ved samlinger kaldet chiasmata; disse er sandsynligvis de faktiske crossovers mellem kromatider af homologe kromosomer. Chiasmata er gradvist brudt som meiosis I er afsluttet, svarende til opløsning af rekombination mellemprodukter. Under anafase og telofase af meiose I flytter hvert homologt kromosom til en anden celle, dvs. A og A’ i forskellige celler, B og B’ i forskellige celler i vores eksempel., Således forekommer rekombinationer i hver meiose, hvilket resulterer i mindst en udveksling mellem par homologe kromosomer pr.

nyere genetiske beviser viser, at rekombination er nødvendig til homolog parring af kromosomer under meiose. Genetiske skærme har afsløret mutanter af gær og Drosophila, der blokerer parring af homologe kromosomer. Disse er også defekte ved rekombination. Ligeledes er mutanter defekte i nogle aspekter af rekombination også defekte ved parring., Ja, den proces af fantasi (eller et par) mellem homologe kromosomer i zygotene, passage over mellem homologer i pachytene, og opløsning af delefiltre i de sidste faser af meiose jeg (diakinese, metafase jeg, og anaphase jeg) svarer til den fantasi, dannelsen af en rekombinant fælles og opløsning, der markerer progression af rekombination, som vil blive forklaret nedenfor.

Figur 8.3.Homolog parring og rekombination i den første fase af meiose (meiose I)., Efter at DNA-syntese er afsluttet, er to kopier af hvert homologt kromosom stadig forbundet ved centromerer (gule cirkler). Dette diagram starter med replikerede kromosomer, benævnt fire-strenget stadium i litteraturen om meiose og rekombination. I denne brug er hver “streng” et kromatid og er et duple.DNA-molekyle. I dette diagram vises hvert duple.DNA-molekyle som en enkelt linje, Brun for de to søsterchromatider af kromosom afledt af moderen (moderen) og lyserød for søsterchromatiderne fra faderlig kromosom., Der er kun vist et homologt par, men normalt er der mange flere, f.eks. 4 par kromosomer i Drosophila og 23 par hos mennesker. Under meiosen i justeres de homologe kromosomer og adskilles derefter. På zygotenstadiet Parres de to homologe kromosomer, hver med to søsterchromatider, langs deres længde i en proces kaldet synapsis. Den resulterende gruppe af fire kromatider kaldes en tetrad eller bivalent. Under pachytene forekommer rekombination mellem en moderlig og en faderlig kromatid, der danner krydsninger mellem de homologe kromosomer., De to homologe kromosomer adskilles langs meget af deres længde ved diploten, men de holdes fortsat sammen ved lokaliserede chiasmata, der vises som microg-formede strukturer i mikrografer. Disse fysiske forbindelser menes at være positionerne for at krydse over. I metafase og anaphase af de første meiotisk deling, delefiltre er gradvist brudt (med dem i enderne løst til sidst), og de to homologe kromosomer (hver stadig med to kromatider sluttede på en centromer) er flyttet ind i separate celler., Under anden meiotisk deling (meiose II), centromer af hvert kromosom adskiller, så de to kromatider til at flytte til særskilte celler, således efterbehandling reduktiv spaltning og gøre fire haploide kønsceller.