Cos'è la permutazione cromosomica?

IL Permutazione cromosomica È il fenomeno con cui, durante la formazione di cellule sessuali, i cromosomi sono distribuiti casualmente tra le cellule figlie. Questo processo contribuisce soprattutto all'aumento della variabilità genetica della prole quando si verifica la riproduzione sessuale.

La maggior parte degli organismi eucariotici si riproduce sessualmente e questo implica generalmente la fusione di un paio di cellule speciali di due diversi organismi. Queste cellule sono le cellule sessuali che sono quasi sempre conosciute come gameti: sperma (maschio) e ovuli (femmina).

Riepilogo Schema grafico della divisione meiotica (fonte: Jakov, via Wikimedia Commons)

I gameti sono cellule aploidi (n), cioè hanno metà del carico cromosomico rispetto all'individuo che li ha dato origine. Provengono da altre cellule note come cellule germinali, che sono divise per un tipo speciale di divisione cellulare di riduzione noto come Meiosi.

Gli esseri umani, ad esempio, sono organismi diploidi (2n), il che significa che abbiamo due copie di ciascun cromosoma (cromosomi omologhi), ognuno ereditata da uno dei nostri genitori attraverso la fusione dei loro gameti durante la riproduzione sessuale (fertilizzazione).

Nel processo di formazione delle cellule sessuali dei nostri genitori, ogni gamete ha ricevuto casualmente uno dei due cromosomi cellulari che hanno dato origine che, inoltre, ha attraversato un processo di ricombinazione genetica che ha mescolato il DNA dei cromosomi di ciascun genitore.

Sebbene il concetto di "permutazione cromosomica" non sia ampiamente usato in letteratura, questo viene usato per riferirsi alla segregazione casuale dei cromosomi omologhi tra le cellule figlie, che si svolgono durante la metafase della meiosi I.

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Meiosi e permutazione cromosomica

La meiosi è un tipo di divisione cellulare molto simile alla mitosi, che è il tipo di divisione con cui le cellule del nostro corpo e le cellule del corpo della maggior parte degli esseri viventi si moltiplicano.

Durante la meiosi, tuttavia, si verifica una metà riduzione nel numero di cromosomi, quindi è anche conosciuta come "divisione riduzionale".

La formazione di cellule sessuali o gamete si verifica attraverso la meiosi e la restituzione del carico genetico di un organismo si verifica grazie alla fusione di due nuclei gametici formati dalla meiosi e alla formazione dello zigote dopo la fecondazione dopo la fecondazione.

Meiosis i y meiosis ii

La meiosi implica due successivi round di segregazione cromosomi. Nella meiosi i cromosomi omologhi raddoppiano e poi sono separati, il che differenzia significativamente questo processo dalla mitosi, dove sono le copie di questi cromosomi (i cromatidi gemelli) che separano.

Prima della separazione dei cromosomi omologhi si svolge un fenomeno di approccio fisico e scambio di materiale genetico tra loro, un evento noto come ri combinazione, come obiettivo finale per aumentare le variazioni genotipiche nella prole.

In Meiosi II non si verifica un secondo ciclo di duplicazione, ma i cromatidi gemelli sono separati l'uno dall'altro, come si verifica durante la myitosi, il che implica la formazione di 4 cellule aploidi (con metà del carico cromosomico).

Metafase I e anafase I

La permutazione cromosomica si verifica durante la metafase e l'anafase della meiosi I, cioè la metafase I e l'anafase I, dopo aver avuto luogo il collegamento incrociato o la ricombinazione.

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In questa fase del processo meiotico, cromosomi omologhi e le loro copie, grazie all'associazione dei loro complessi a tacere nel centromero con le fibre del fuso, sono allineati nel piano equatoriale, organizzando o orientati casualmente verso uno dei due poli dei due poli cellula.

Una volta ordinati, i cromosomi omologhi vengono "trovati" e distribuiti alle cellule figlie durante l'anafase I, ciò implica che le cellule risultanti ricevono diverse combinazioni di cromosomi.

Quante combinazioni possono verificarsi?

Dal punto di vista matematico, una permutazione è costituita da una variazione della combinazione o dell'ordine degli elementi di un set.

Nel contesto genetico, questo termine viene utilizzato per riferirsi alle molteplici possibilità combinatorie che possono verificarsi tra i cromosomi durante la meiosi I, quando le cellule sessuali ricevono il materiale genetico che corrisponde ad essi loro.

Il numero di possibili combinazioni di questi cromosomi dipende dalla specie, poiché il carico cromosomico di ciascuna specie è diverso, nonché dalla ploidia (il numero di copie di ciascun cromosoma che ha ogni cellula).

Per gli esseri umani, ad esempio, che da organismi diploidi (2n) con 23 coppie di cromosomi, il numero di combinazioni è 2 sollevato al potere 23, che è pari a oltre 8 milioni di 300 mila combinazioni, motivo per cui questo dice che questo Il fenomeno funziona in aumento della variabilità genetica.

Funzione biologica e importanza

La permutazione cromosomica, definita come abbiamo visto sopra, soddisfa la funzione principale dell'aumento della variabilità genetica.

La ricombinazione, le mutazioni e le permutazioni cromosomiche, che sono strettamente correlate alla riproduzione sessuale e, quindi, con la meiosi, sono i meccanismi più importanti in natura che portano alle differenze genotipiche trovate tra gli individui delle popolazioni.

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L'importanza di questa variabilità è legata all'aumento delle possibilità di adattamento, poiché l'emergere di nuove variabili combinatorie può significare la comparsa di nuove caratteristiche fenotipiche che possono, a seconda delle condizioni ambientali, essere favorevoli o sfavorevoli.

A causa del casuale indotto dal fenomeno della permutazione cromosomica, le popolazioni umane sono considerevolmente diverse e che, con pochissime eccezioni, non ci sono due individui identici, sebbene siano state concepite dai genitori stessi.

Ciò non è solo vero per l'umanità, ma anche per un gran numero di organismi riprodotti sessualmente, per i quali le variazioni ambientali possono imporre pressioni selettive più forti rispetto all'essere umano, in modo che la presenza di alcune variazioni nella popolazione può significare un vantaggio.

In qualsiasi popolazione naturale, la presenza di varianti genotipiche è essenziale per garantire l'esistenza della specie, poiché potrebbero verificarsi importanti estinzioni se le condizioni cambiano improvvisamente e tutti gli individui di una specie erano ugualmente sensibili.

Riferimenti

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