Eine genetische Definition homologer Chromosomen

Ein Paar homologer Chromosomen enthält Chromosomen mit ähnlicher Länge, Genposition und Zentromerposition. Chromosomen sind wichtige Moleküle, da sie DNA und genetische Anweisungen für die Richtung aller Zellaktivitäten enthalten. Sie tragen auch Gene, die einzelne Merkmale bestimmen, die durch Reproduktion vererbt werden können.

Human Karyotype

EINDer menschliche Karyotyp zeigt den vollständigen Satz menschlicher Chromosomen. Jede menschliche Zelle enthält 23 Chromosomenpaare oder insgesamt 46. Jedes Chromosomenpaar repräsentiert einen Satz homologer Chromosomen. Während der sexuellen Reproduktion wird ein Chromosom in jedem homologen Paar von der Mutter und das andere vom Vater gespendet. In einem Karyotyp gibt es 22 Paare von Autosomen oder Nicht-Geschlechtschromosomen und ein Paar von Geschlechtschromosomen. Die Geschlechtschromosomen sowohl bei Männern (X und Y) als auch bei Frauen (X und X) sind Homologe.

Zelluläre Reproduktion

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie sich eine Zelle teilen und reproduzieren kann, nämlich Mitose und Meiose. Mitose kopiert genau eine Zelle und Meiose schafft einzigartige Zellen. Beide Methoden der zellulären Reproduktion sind notwendig, um das menschliche Leben zu erhalten. Mitose ermöglicht es einer Zygote, sich zu replizieren, bis sich ein Mensch gebildet hat, und Meiose produziert die Gameten, die die Befruchtung und damit die Zygoten überhaupt erst ermöglichen.

Mitose

Die Zellteilung durch Mitose repliziert Zellen zur Reparatur und zum Wachstum. Bevor die Mitose beginnt, werden die Chromosomen kopiert, so dass jede produzierte Zelle nach der Teilung die ursprüngliche Chromosomenzahl beibehält (diese Zahl wird verdoppelt und dann halbiert). Homologe Chromosomen replizieren sich, indem sie identische Kopien von Chromosomen bilden, die als Schwesterchromatiden bezeichnet werden.

Nach der Replikation wird einzelsträngige DNA doppelsträngig und ähnelt der bekannten "X" -Form. Während eine Zelle weiter durch Mitose fortschreitet, werden Schwesterchromatiden schließlich durch Spindelfasern getrennt und zwischen zwei Tochterzellen verteilt. Jedes getrennte Chromatid wird als volles einzelsträngiges Chromosom betrachtet. Die Mitosestadien werden nachfolgend aufgelistet und näher erläutert.

• Interphase: Homologe Chromosomen replizieren, um Schwesterchromatiden zu bilden.
• Prophase: Schwesterchromatiden wandern zum Zentrum einer Zelle.
• Metaphase: Schwesterchromatiden richten sich mit der Metaphasenplatte in der Mitte einer Zelle aus.
• Anaphase: Schwesterchromatiden werden getrennt und zu entgegengesetzten Zellpolen gezogen.
• Telophase: Chromosomen sind in verschiedene Kerne unterteilt.

Nachdem das Zytoplasma während der Zytokinese, dem Endstadium der Mitose, geteilt wurde, werden zwei Tochterzellen mit der gleichen Anzahl von Chromosomen in jeder Zelle gebildet. Mitose erhält die homologe Chromosomenzahl.

Meiose

Meiose ist der Mechanismus der Gametenbildung, der einen zweistufigen Teilungsprozess umfasst. Vor der Meiose replizieren sich homologe Chromosomen, um Schwesterchromatiden zu bilden. In Prophase I, dem ersten Stadium der Meiose, paaren sich Schwesterchromatiden zu einer Tetrade. Während sie sich in unmittelbarer Nähe befinden, tauschen homologe Chromosomen zufällig DNA-Abschnitte aus.

Homologe Chromosomen trennen sich während der ersten meiotischen Teilung und der resultierenden SchwesterChromatiden trennen sich während der zweiten Division. Am Ende der Meiose werden vier verschiedene Tochterzellen produziert. Jedes davon ist haploide und enthält nur die Hälfte der Chromosomen der ursprünglichen Zelle. Die resultierenden Chromosomen haben die richtige Anzahl von Genen, aber unterschiedliche Gen-Allele.

Die Meiose garantiert die genetische Variation durch genetische Rekombination über eine Prophasenkreuzung und zufällige Gametenfusion zu diploiden Zygoten während der Befruchtung.

Nichtdisjunktion und Mutationen

Gelegentlich treten Probleme bei der Zellteilung auf, die zu einer fehlerhaften Zellteilung führen. Diese beeinflussen in der Regel das Ergebnis der sexuellen Fortpflanzung erheblich, unabhängig davon, ob die Probleme in den Gameten selbst oder in den Zellen, die sie produzieren, vorliegen.

Nichtdisjunktion

Das Versagen der Chromosomentrennung während der Mitose oder Meiose wird genannt Nichtdisjunktion. Wenn in der ersten meiotischen Division keine Disjunktion auftritt, bleiben homologe Chromosomen gepaart. Dies führt zu zwei Tochterzellen mit einem zusätzlichen Chromosomensatz und zwei Tochterzellen ohne Chromosomen. Nichtdisjunktion kann auch bei Meiose II auftreten, wenn sich die Schwesterchromatiden vor der Zellteilung nicht trennen. Die Befruchtung dieser Gameten führt zu Individuen mit entweder zu vielen oder zu wenig Chromosomen.