O definiție genetică a cromozomilor omologi

O pereche de cromozomi omologi conține cromozomi de lungime similară, poziție a genelor și locație a centromerei. Cromozomii sunt molecule importante, deoarece conțin ADN și instrucțiuni genetice pentru direcția întregii activități celulare. De asemenea, poartă gene care determină trăsături individuale care pot fi moștenite prin reproducere.

Cariotip uman

Acariotul uman arată setul complet de cromozomi umani. Fiecare celule umane conțin 23 de perechi de cromozomi sau 46 în total. Fiecare pereche de cromozomi reprezintă un set de cromozomi omologi. În timpul reproducerii sexuale, un cromozom din fiecare pereche omologă este donat de la mamă, iar celălalt de la tată. Într-un cariotip, există 22 de perechi de autosomi sau cromozomi non-sexuali și o pereche de cromozomi sexuali. Cromozomii sexuali atât la bărbați (X și Y) cât și la femei (X și X) sunt omologi.

Reproducerea celulară

Există două moduri prin care o celulă se poate diviza și reproduce, iar acestea sunt mitoza și meioza. Mitoza copiază exact o celulă și meioza creează celule unice. Ambele metode de reproducere celulară sunt necesare pentru susținerea vieții umane. Mitoza permite unui zigot să se reproducă până la formarea unui om, iar meioza produce gameții care fac fertilizarea și, prin urmare, zigotele, în primul rând posibil.

Mitoză

Diviziunea celulară prin mitoză reproduce celulele pentru reparație și creștere. Înainte de începerea mitozei, cromozomii sunt copiați astfel încât fiecare celulă produsă să păstreze numărul inițial de cromozomi după divizare (acest număr este dublat și apoi redus la jumătate). Cromozomii omologi se reproduc formând copii identice ale cromozomilor numiți cromatide surori.

După replicare, ADN-ul monocatenar devine dublu-catenar și seamănă cu forma familiară „X”. Pe măsură ce o celulă progresează în continuare prin mitoză, cromatidele surori sunt în cele din urmă separate de fibrele axului și distribuite între două celule fiice. Fiecare cromatidă separată este considerată un cromozom unicatenar complet. Etapele mitozei sunt enumerate și explicate mai detaliat mai jos.

• interfază: Cromozomii omologi se reproduc pentru a forma cromatide surori.
• prophase: Cromatidele surori migrează spre centrul unei celule.
• metafază: Cromatidele surori se aliniază cu placa metafazei din centrul celulei.
• anafaza: Cromatidele surori sunt separate și trase spre poli de celule opuse.
• telofază: Cromozomii sunt separați în nuclee distincte.

După ce citoplasma este împărțită în timpul citokineziei, etapa finală a mitozei, se formează două celule fiice cu același număr de cromozomi în fiecare celulă. Mitoza păstrează numărul cromozomului omolog.

Meioză

Meioza este mecanismul de formare a gameților care implică un proces de divizare în două etape. Înainte de meioză, cromozomii omologi se reproduc pentru a forma cromatide surori. În faza I, prima etapă a meiozei, cromatidele surori se împerechează pentru a forma un tetrad. În timp ce sunt în apropiere, cromozomii omologi schimbă secțiuni de ADN la întâmplare într-un proces numit traversare.

Cromozomii omologi se separă în timpul primei diviziuni meiotice și a surorii rezultatecromatidele se separă în a doua diviziune. La sfârșitul meiozei, sunt produse patru celule fiice distincte. Fiecare dintre acestea este haploid și conține doar jumătate din cromozomii celulei originale. Cromozomii rezultați au numărul corect de gene, dar alele genice diferite.

Meioza garantează variația genetică prin recombinarea genetică prin crossover de fază și fuziune ale gamei aleatoare în zigoturi diploide în timpul fertilizării.

Nondisjuncție și mutații

Ocazional apar probleme în diviziunea celulară care duc la o divizare celulară improprie. Acestea afectează de obicei semnificativ rezultatul reproducerii sexuale, indiferent dacă problemele sunt prezente în gameți înșiși sau în celulele care le produc.

nondisjunctie

Eșecul separării cromozomilor în timpul mitozei sau meiozei este numit nondisjunctie. Când nondisuncția apare în prima diviziune meiotică, cromozomii omologi rămân împerecheți. Rezultă două celule fiice cu un set suplimentar de cromozomi și două celule fiice fără cromozomi deloc. Nondisuncția poate să apară și în meioza II când cromatidele surori nu reușesc să se separe înainte de diviziunea celulară. Fertilizarea acestor gameți produce indivizi cu prea mulți cromosomi sau nu prea mulți.