عبور: الآليات ، أنواع ، العوامل وأهميتها

عبور الكروموسومات: الآليات ، الأنواع ، العوامل وأهميتها!

العبور هو عملية تبادل المواد الجينية أو الأجزاء بين الكروماتيدات غير الشقيقة من اثنين من الكروموسومات المتجانسة. يحدث العبور بسبب تبادل أقسام الكروموسومات المتجانسة.

في الأحوال العادية ، إذا حدثت تشكيلة مستقلة ، أي عندما تكون الجينات موجودة على كروموسومات مختلفة ، فيجب أن نتوقع نسبة إختبار متعارضة 1: 1: 1: 1. ولكن عندما ننظر إلى الشكل 5.48 ، ظهر عدد قليل جدًا من فصول المؤتلف. لذلك يمكن استنتاج أن جينيْن على نفس الكروموسوم وأن ظهور المؤتلفين في عدد قليل قد نتج عن العبور.

الكروموسومات عادة ما تخضع للكسر أثناء عملية تكوين الأمشاج. وهكذا ، توجد آلية تتحول بواسطتها مجموعة من الجينات على نفس الكروموسوم مع مجموعة مماثلة من الجينات على الكروموسوم المتشابه. تختلف نسبة العبور الذي يتم الحصول عليه بين جينات مرتبطة مختلفة حسب المسافة بين الجينات الموجودة على الكروموسومات.

علاوة على ذلك ، فإن الجينتين منفصلتان عن الكروموسوم ، والأرجح هو حدوث تقاطع بينهما. عند نقطة معينة ، لا يوجد سوى اثنين من الكرومودينات الأربعة يشاركان في تبادل أجزائهما وإنتاج أمشاجية مؤتلفة بنسبة 50 في المائة.

يجب أن تكون الجينات الموجودة في مثل هذه الحالة منفصلة جدًا عن نفس الصبغي بحيث تسمح بالعبور في جميع الخلايا الأم خلال التقسيم الانتقائي. في ظل هذه الظروف تتصرف الجينات كما لو كانت موجودة على كروموسومات مختلفة. لا يحظى قانون مندل المستقلة بالشكل الجيد إلا في ظل الشروط التالية:

(أ) عندما تكون الجينات موجودة على كروموسومات مختلفة.

(ب) إذا كانت الجينات موجودة على نفس الكروموسوم ، فإن المسافة بينهما جيدة إلى حد أن تنتج الأمشاج المترابط بنسبة 50 في المائة بسبب العبور.

آلية العبور:

يمكن تفسير آلية العبور تحت الرؤوس التالية:

(1) المشابك:

تتزاوج الكروموسومات المتجانسة بالطول بسبب قوة الجذب المتبادل في الزيجوت من الطور الأول في الانقسام الاختزالي. يبدأ الإقران عند نقطة واحدة أو أكثر ويبدأ على طول الطول بطريقة سحاب. عملية الاقتران تسمى synapsis. تسمى الكروموسومات المتزاوجة المزدوجة ثنائية التكافؤ. أثناء التشابك العصبي ، تحارب سقالة جزيئية تسمى المركب synaptonemal جزيء الحمض النووي من اثنين من الكروموسومات المتجانسة جنبًا إلى جنب.

(2) ازدواجية الصبغيات:

ويتبع التشابك تكرار الكروموسومات التي تغير الطبيعة ثنائية التكافؤ للكروموسوم إلى مرحلة رباعية الأطراف أو رباعي التكافؤ. تحدث المرحلة الأربعة التي تقطعت بها السبل (الشكل 5.48) من الكروماتيدات بسبب فصل الكروموسومات المتجانسة في الكروماتيدات الشقيقة المرتبطة بالقرصوم غير المنقسمة.

الشكل 5.48. ينتج العبور عند المرحلة التي تقطعت بها السبل 4 في 50٪ من الكائنات الوراثية المؤتلفة و 50٪ من الأمشاج.

(3) العبور:

في pachytene ، يحدث العبور. غير chromatids غير الشقيقة من الزوج متماثل تطور أكثر من بعضها البعض بسبب العمل من endonuclease الإنزيم. تتصل الصبغيات ببعضها البعض في نقاط تعرف باسم chiasmata.

يمكن أن يتم العبور في عدة نقاط. عدد chiasmata تشكيل يتناسب مع طول الكروماتيدات. وتخضع الجينات الموجودة في مناطق بعيدة لتجاوزها ، لكن الجينات الموضوعة بشكل وثيق تفشل في المرور عبرها وتظهر ظاهرة الترابط.

خلال diakinesis من الطور الأول - chiasmata التحرك نحو نهاية ثنائي التكافؤ من خلال عملية تسمى الطرفية. وهكذا تنفصل الكروماتيدات الملتوية بحيث يتم فصل الكروموسومات المتماثلة تمامًا.

في الطور - 1 من الانقسام الاختزالي ، تكون الكروموزومات المتجانسة منفصلة. من الواضح أن واحداً من الكروماتيدات لكل كروموسوم يحمل جزءًا من الكروماتيد من كروموسومه المتشابه. في نهاية الانقسام الاختزالي ، يتم تشكيل أربعة أنواع من الأمشاج. سوف يكون اثنان من أنواع الأم واثنين سوف تحتوي على الكروموسومات مع إعادة تشكيل الجينات التي تشكلت أثناء العبور.

كان Janssens (1909) أول من فهم بشكل صحيح عملية تشكيل chiasma. ما يسبب في الواقع الكسر وإعادة لم شمل الكروماتيدات لا يزال غامضا. وفقا ل Stem and Hota (1978) ، تظهر الاختراقات أو النكات في الصبغيين بسبب إنزيم النوكلياز الداخلي.

هذه النكات عادة ما يتم توصيلها ولكن واحد من أصل 1000 يتطور فجوة بمساعدة إنزيم نوكلياز نوكلياز. تنفصل شرائح الكروماتيد بين فجوتين بمساعدة انزيم يسمى U-protein. هذه الشرائح إعادة توحيد بمساعدة R- البروتين.

الشكل 5.49. يتم فصل العقد الخمس A و B و C و D و E على سلسلة من المسافات الموضحة.

معبر و chiasmata:

هناك نوعان من النظريات حول العلاقة بين العبور وتشكيل chiasmata.

1. نظرية النوع chiasma (Jenssen ، 1909):

وفقا لهذه النظرية ، يتبع عمل العبور بتشكيل chiasma. هنا تشكيل chiasma هو نتيجة العبور. هذا الرأي ينص على أن يتم تنظيم حلقات المجاورة في مستوى واحد ، وبالتالي يطلق عليه نظرية الطائرة واحدة. وفقا لهذه النظرية ، يحدث العبور في مرحلة pachytene وتظهر chiasma في الدبلوماسيين.

2. النظرية الكلاسيكية (شارب ، 1934):

وفقا لهذه النظرية ، عبور نتيجة لتشكيل chiasma. يتم تنظيم حلقات متجاورة بزوايا قائمة على بعضها البعض ومن ثم يطلق عليها نظرية طائرتين. يتم تنظيم Chiasmata في pachytene ويتم العبور في مرحلة الدبلوموتيني. اعتبرت هذه النظرية غير مقبولة وبالتالي رفضت.

أنواع العبور:

اعتمادا على عدد من chiasmata ظهرت ، ويمكن مناقشة التالية أنواع من عبور:

(1) عابرة واحدة:

في هذه الحالة ، يتكون تشيسما واحد فقط مما يؤدي إلى تكوين أمشاج متقاطعة واحدة. هو الأكثر شيوعا من نوع الصليب.

(2) مضاعف مزدوج:

في مضاعفة ، أكثر من اثنين من تطوير chiasmata. قد تظهر هذه chiasmata بين نفس chromatids أو بين الكروماتيدات المختلفة. هذا النوع من العبور عبر أشكال الأمشاج مزدوجة العبور.

(3) عبور متعدد:

هنا ، يتم تشكيل أكثر من اثنين من chiasmata. ويمكن تصنيفها إلى ثلاثة أضعاف (3 chiasmata) ، رباعية (4 chiasmata) وهلم جرا. عبور متعددة أمر نادر الحدوث.

العوامل المؤثرة على العبور:

المسافة بين الجينات. مزيد من المسافة بين اثنين من الجينات على نفس الكروموسوم ، وارتفاع وتيرة عبور أكثر.

أهمية العبور:

(1) توفر هذه العملية مخزناً لا ينضب من التقلبية الجينية في الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً.

(2) يتم استخدام recombinations مفيدة من قبل مربي النباتات والحيوانات. يحاول المربون تفكيك الروابط عن طريق العبور للحصول على مجموعة من السمات المفيدة في النسل.

(3) تنتج هذه العملية توليفة جديدة من الجينات (إعادة التركيب). ترجع الثورة الخضراء والثورة البيضاء بشكل رئيسي إلى الانتقاء الانتقائي لإعادة التركيب الجيني المفيد الذي طورته عملية العبور.


موصى به

أنواع رواسب المحيطات: الودائع الوخيمة والبيئية
2019
دور ريادة الأعمال في التنمية الاقتصادية
2019
مقال حول علاج السرطان
2019