Perėjimas: mechanizmai, rūšys, veiksniai ir reikšmė

Kryžminimas per chromosomas: mechanizmai, rūšys, veiksniai ir reikšmingumas!

Perėjimas yra genetinės medžiagos ar segmentų keitimo procesas tarp dviejų homologinių chromosomų be seserinių chromatidų. Perėjimas vyksta dėl homologinių chromosomų sekcijų keitimo.

Paprastai, jei nepriklausomas asortimentas vyksta, ty kai genai yra skirtingose ​​chromosomose, turėtų būti tikimasi, kad bandymo kryžminis santykis yra 1: 1: 1: 1. Tačiau kai žiūrime į 5.48 pav., Atsirado labai mažas rekombinantinių klasių skaičius. Todėl galima daryti išvadą, kad du genai yra toje pačioje chromosomoje, o rekombinantų mažo skaičiaus atsiradimas atsirado dėl perėjimo.

Chromosomos paprastai patiria gedimą gametogenezės metu. Taigi egzistuoja mechanizmas, pagal kurį vienoje chromosomų grupėje esančių genų grupė su panašia genų grupe keičia homologinę chromosomą. Kryžminio perėjimo, kuris gaunamas tarp skirtingų susijusių genų, procentas skiriasi priklausomai nuo atstumo tarp genų, esančių chromosomose.

Be to, abu genai skiriasi nuo chromosomos, labiau tikėtina, kad jie perkeliami tarp jų. Konkrečiame taške tik du iš keturių chromatidų yra susiję su jų dalių keitimu ir 50 procentų rekombinantinių gametų gamyba.

Tokiu atveju genai turėtų būti tokioje pačioje chromosomoje, kad leistų perpjauti visose motininėse ląstelėse redukcinio pasidalijimo metu. Esant tokioms sąlygoms, genai veikia taip, tarsi jie būtų skirtingose ​​chromosomose. „Mendel“ nepriklausomo asortimento įstatymas galioja tik tokiomis sąlygomis:

(a) Kai genai yra skirtingose ​​chromosomose.

(b) Jei genai yra toje pačioje chromosomoje, bet atstumas tarp jų yra toks geras, kad perpjaustymo metu susidaro 50 procentų rekombinantinių ląstelių.

Perėjimo mechanizmas:

Kryžminimo mechanizmas gali būti paaiškintas šiomis gairėmis:

i) Synapsis:

Homologinės chromosomos pora išilgai susidaro dėl abipusio traukimo jėgos propazės-I zigotėje meozėje. Suporavimas prasideda vienu ar keliais taškais ir eina palei visą ilgį užtrauktuku. Suporavimo procesas vadinamas sinapsis. Suporuotos homologinės chromosomos vadinamos bivalentais. Synapsis metu molekulinė pastolė, vadinama sinaptoneminiu kompleksu, suderina dviejų homologinių chromosomų DNR molekules.

ii) chromosomų kartojimas:

Po Synapsis seka chromosomų dubliavimasis, kuris keičia dvivalentį chromosomos pobūdį iki keturių pakopų ar tetravalento. Chromatidų keturių pakopų stadija (5.48 pav.) Atsiranda dėl homologinių chromosomų suskaidymo į seserinius chromatidus, prijungtus prie nepaskirstytų centromerų.

5.48 pav. Kryžminis keturių pakopų etapas sukelia 50% rekombinantinių ir 50% tėvų tipo lytinių ląstelių.

iii) perėjimas:

Pachitene atsiranda perėjimas. Homologinės poros nespalviniai chromatidai sukasi vienas nuo kito dėl fermento endonukleazės poveikio. Chromatidai tarpusavyje susiejami taškuose, vadinamuose chiasmata.

Perėjimas gali vykti keliose vietose. Suformuotas chiasmatų skaičius yra proporcingas chromatidų ilgiui. Tolimų lokų genai patenka į kryžminimą, bet glaudžiai išdėstyti genai nesugeba persipjauti ir demonstruoja ryšį.

Propazės-I diakinezės metu chiasmata pereina link dvivalentės pabaigos, vadinamą terminalizacija. Taigi sukimo chromatidai atskiriami, kad homologinės chromosomos būtų visiškai atskirtos.

Miozės anafazėje-1 homologinės chromosomos atskiriamos. Akivaizdu, kad vienas iš kiekvienos chromosomos chromatidų atlieka dalį homogeninės chromosomos chromatido. Meiozės pabaigoje susidaro keturių rūšių gametos. Du iš jų bus iš pagrindinių tipų, o du - chromosomas su genų, susidariusių perėjimo metu, rekombinacija.

Janssens (1909) pirmasis teisingai suprato chiasmos formavimo procesą. Tai, kas iš tikrųjų sukelia chromatidų lūžimą ir susijungimą, vis dar neaiški. Pasak Stem ir Hota (1978), dėl fermentų endonukleazės chromatografuose atsiranda pertraukų ar plyšių.

Šie nicks paprastai prijungiami, bet vienas iš 1000 sukuria atotrūkį, naudodamas fermentų eksonukleazę. Chromatidų segmentai atskiriami tarp dviejų spragų, naudojant fermentą, vadinamą U-baltymu. Šie segmentai jungiasi su R-baltymų pagalba.

5.49 pav. Penki mazgų A, B, C, D ir E eilutėje yra atskirti rodomais atstumais.

Perėjimas ir chiasmata:

Yra dvi teorijos, susijusios su kryžminio perėjimo ir chiasmos formavimosi santykiu.

1. Chiasmos tipo teorija (Jenssen, 1909):

Pagal šią teoriją kryžminimo veiksmas seka chiasmos formavimu. Čia chiasmos susidarymas yra perėjimo pasekmė. Šis požiūris nurodo, kad gretimos kilpos yra organizuotos vienoje plokštumoje, todėl ji vadinama viena plokštumų teorija. Pagal šią teoriją perėjimas vyksta pachiteno etape, o chiasma pasirodo diplotene.

2. Klasikinė teorija (Sharp, 1934):

Pagal šią teoriją, peržengus chiasmos formavimo rezultatą. Gretimos kilpos yra išdėstytos stačiu kampu viena su kita ir todėl vadinamos dviem plokštumų teorijomis. Chiasmata yra organizuojami pachitene, o perėjimas vyksta diploteno etape. Ši teorija buvo laikoma nepagrįsta ir todėl atmesta.

Perėjimų rūšys:

Priklausomai nuo chiasmatų skaičiaus, galima aptarti tokius perėjimo būdus:

i) Pavienis perėjimas:

Tokiu atveju susidaro tik viena chiasma, kuri sukelia pavienių kryžminių gametų susidarymą. Tai labiausiai paplitęs kryžminimo būdas.

ii) Dvigubas perėjimas:

Dvigubo kryžminimo metu atsiranda du chiasmata. Šie chiasmos gali atsirasti tarp tų pačių chromatidų arba tarp skirtingų chromatidų. Šis kryžminimo būdas sudaro dvigubas perėjimas nuo lytinių ląstelių.

(iii) kelis kartus:

Čia yra „daugiau nei du chiasmos. Jis gali būti toliau suskirstytas į trigubą (3 chiasmatą), keturvartį (4 chiasmatą) ir pan. Daugkartinis perėjimas yra retas atvejis.

Veiksniai, turintys įtakos perėjimui:

Atstumas tarp genų. Didesnis atstumas tarp dviejų genų, esančių toje pačioje chromosomoje, padidina perėjimo dažnį.

Kirtimo svarba:

(i) Šis procesas suteikia neišsenkančią lytiškai dauginančių organizmų genetinio kintamumo saugyklą.

ii) Naudingos rekombinacijos naudojamos augalų ir gyvūnų veisėjams. Veisėjai stengiasi suskaidyti ryšius perėję, kad gautų naudingų požymių derinius.

(iii) Šis procesas sukuria naują genų derinį (rekombinaciją). Žalioji revoliucija ir balta revoliucija daugiausia yra dėl selektyvaus naudingo genetinio rekombinacijos, atsiradusios perkeliant perėjimą.