ملاحظات حول عملية وآلية عبور

قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن عملية وآلية العبور في الميراث!

كان Janssens (1909) أول شخص يكتشف تشكيل chiasma وعملية ذات الصلة من عبور (فرضية نوع Chiasma). وجد مورغان (1910) ظاهرة الربط وإعادة التركيب.

Image Courtesy: online.santarosa.edu/homepage/cgalt/BIO10-Stuff/Ch09-Genetics/Crossing-Over.jpg

يمكن إعادة التركيب أو المزيج الجديد من الجينات فقط بسبب تبادل المواد الوراثية بين الكروموسومات المتجانسة (نظرية الكسر وريونيون ، دارلينجتون 1937). الربط غير مكتمل في مثل هذه الحالات.

فريف:

(1) العبور هو إعادة تجميع للجينات بسبب تبادل المواد الجينية بين كروموسومين متشابهين ،

(2) هو التبادل المتبادل بين أجزاء من المواد الجينية بين الكروماتيدات غير الشقيقة من اثنين من الكروموسومات المتجانسة ، وذلك لإنتاج إعادة التوليفات أو توليفات جديدة من الجينات.

تسمى الكروماتيدات غير الشقيقة التي يحدث فيها تبادل للقطاعات "recombinants" أو "cross-overs" في حين أن الكروماتيدات الأخرى التي لم يحدث فيها العبور تعرف باسم "الكروماتية" الأبوية أو غير المتقاطعة.

مثال:

عبرت CB Hutchinson (1922) مجموعة متنوعة من الذرة الصفراء الناعمة والمتجانسة مع تكاثر نقي عديم اللون ومنقوش (Cs / cs). تمتلك نباتات الجيل _الأول F حبيبات ملوّنة وناعمة تُظهر أنّ التعبيرات هي السائدة. من الواضح أن نباتات F1 كانت متباينة في الصفتين (CS / cs). تم اختبار معاملات F1 مع الآباء المتنحيين المزدوجين (cs / cs). نتج عنه أربعة أنواع من النسل في نسبة 27: 1: 1: 27 بدلاً من نسبة 1: 1: 1: 1 المتوقعة للتشكيل المستقل (الجدول 5.3).

الجدول 5.3. اختبار الصلابة بين نباتات الذرة الشامية المتجانسة الملونة والملونة (CS / cs) مع الآباء المتنحيين المزدوجين الذين لديهم حبيبات عديمة اللون ومنكمشة (cs / cs):

النسبة المذكورة أعلاه ممكنة عندما لا تظهر جينات السمتين تشكيلة مستقلة. ومن الواضح أن الجينين مرتبطان في نفس الكروموسوم ، لكن الصبغيين غير الشقيقين بنسبة 1.8٪ من الكروموسومات المتجانسة يظهران تقاطعًا بين الجينين عن طريق تبادل الأجزاء.

إعادة تشكيل وعبور:

وتسمى مجموعة جديدة من الجينات أو مجموعة جديدة من الشخصيات التي تختلف عن الأنواع الأبوية إعادة التركيب أو نوع المؤتلف. يتم إنتاجه بسبب العبور الذي يحدث أثناء الانقسام الاختزالي قبل تكوين الأمشاج. يرتبط تكرار إعادة التركيب بشكل مباشر بتكرار العبور.

ومع ذلك ، قد يحدث في بعض الأحيان أكثر من ذراعين عابرين أو أكثر في نفس الوقت في نفس الكروميتات غير الشقيقة للكروموسومات المتجانسة دون تغيير تواتر إعادة التركيب. لذلك ، قد يكون تكرار العبور أعلى من معدل تكرار إعادة التركيب. يتم احتساب تكرار إعادة التركيب (عبر القيمة ، COV) باستخدام الصيغة

هذا COV من 10.7 ٪ بين جينات العين الحمراء والأجنحة العادية يعني أن هذه الجينات تقع 10.7 وحدة على نفس الكروموسوم.

أنواع الوالدين و Recombinant:

يحتوي الفرد على اثنين من الكروموسومات المتماثلة من كل نوع. يتم الحصول على اثنين من الكروموسومات من مختلف الوالدين والأب والأم. لذلك ، تسمى هذه الصبغيات أيضًا كروموسومات الأب والأم. لنفترض أن هذين الصبغيين يمتلكان جينات مرتبطتين ، AB (المسيطر) في واحد و ab (المتنحي) في الآخر. كل كروموسوم أكثر يمتلك كروماتين من نوع مماثل (AB، AB؛ ab، ab).

إذا لم يكن هناك عبور في وقت تشكيل أو الانقسام الاختزالي ، يتم إنتاج نوعين فقط من الأمشاج ، أحدهما يحمل الأب (AB) وربط الأمهات الآخر (ab). في حالة حدوث العبور في مكان واحد ، يتدخل كروماتيد واحد من كل كروموسوم متماثل في تبادل القطعة بينما يبقى الكروماتيد الآخر دون تغيير.

وهكذا سيتم إنتاج أربعة أنواع من الكروماتيدات بعد عبور واحد - AB، Ab، aB، ab. اثنان منهم هما الوالدان (AB، ab) واثنان من المؤتلف (Ab، aB). بعد الانقسام الاختزالي ، تنقسم الأنواع الأربعة للكروماتيدات إلى أربعة أنواع مختلفة من الأمشاج و 2 من الأبوين و 2 من المؤتلف (الشكل 5.20).

في حالة أن المسافة بين جيني مرتبطين هي التي تحدث بشكل متقاطع واحد بين كل منهما عند الانقسام الاختزالي ، فإنها تنتج نوعين من الأبوين واثنين من المؤتلفين في نسبة 25٪: 25٪: 25٪: 25٪. هذا يشبه تشكيلة مستقلة. كان مندل محظوظا لأن ثلاثة من الصفات السبعة التي استخدمها في تجاربه الشهيرة أظهرت عبورًا منتظمًا.

لذلك ، يمكن أن تحدث تشكيلة مستقلة في ظرفين ،

(أ) تحدث الجينات في كروموزومات مختلفة غير متجانسة ،

(ب) الجينات الكامنة في نفس الكروموسوم ولكنها تظهر عبورًا دوريًا (50٪ من المؤتلفات أو الصليب المتبادل).

العوامل المؤثرة على العبور (والربط):

1. المسافة:

تحدد المسافة المادية بين جزيئين كل من قوة الوصلة وتكرار العبور بين جيناتين. تزداد قوة الربط مع قرب الجينين. من ناحية أخرى ، يزداد تواتر العبور مع الزيادة في المسافة المادية بين الجينين.

2. العمر:

الزيادة في العمر تقلل من درجة العبور في معظم الحالات.

3. الجنس:

ذكر ذبابة الفاكهة يدل على عبور القليل. ظاهرة العبور شائعة جدا في ذبابة الإناث. كما تم الإبلاغ عن وجود عبور ضئيل في جنس واحد من بعض الكائنات الغيرية الأخرى.

4. الأشعة السينية:

يزيد التعرض للأشعة السينية من حدوث العبور. أنتجت Whittinghill عددا من الإفراط في المبالغ في ذكور الدروسوفيلا بمساعدة الأشعة السينية.

5. درجة الحرارة:

التغيرات في درجة الحرارة تزيد من وتيرة العبور.

6. Heterochromatin:

إن وجود المناطق المركزية والمغايض (مثل التيلومير القريب) يقلل من معدل العبور.

7. المواد الكيميائية:

تم العثور على عدد من المواد الكيميائية الموجودة في الغذاء لتغيير درجة العبور في الحيوانات.

8. تدخل:

واحد تقاطع يقلل من حدوث عبور آخر في جوارها. تسمى هذه الظاهرة التداخل. المصادفة هي نسبة التقاطع المزدوج المرصود فيما يتعلق بالتقاطع المزدوج المتوقع على أساس عدم التداخل أو الحدوث المستقل. الصدفة صغيرة عندما يكون التداخل عاليًا.

أهمية:

1. العبور هو وسيلة لإدخال توليفات جديدة من الجينات وبالتالي الصفات.

2. يزيد من التغير وهو أمر مفيد للاختيار الطبيعي في ظل تغير البيئة.

3. نظرا لأن تواتر العبور يعتمد على المسافة بين الجينين ، تستخدم هذه الظاهرة في إعداد خرائط كروموسوم الوصلة.

4. أثبتت أن الجينات تكمن في الشكل الخطي في الكروموسوم.

5. على المربين اختيار مجموعة صغيرة أو كبيرة للحصول على عمليات الانتقال المطلوبة. للحصول على تقاطع بين الجينات المرتبطة ببعضها البعض ، هناك حاجة لعدد كبير من السكان.

6. يتم إعادة جمع التوليفات المفيدة الناتجة عن العبور من قبل المربين لتطوير أنواع جديدة مفيدة من نباتات وحيوانات المحاصيل. تم تحقيق ثورة خضراء في الهند بسبب هذا الانتقاء الانتقائي لإعادة التركيب. كما يتم تنفيذ عملية الفيضان أو ثورة بيضاء على خطوط مماثلة.

أنواع عبور:

يمكن أن يكون العبور مفردًا أو مزدوجًا أو متعددًا ،

(1) عبور واحد:

يحدث العبور عند نقطة واحدة بين اثنين من الكروماتيدات غير الشقيقة لزوج كروموسوم متشابه. هناك نوعان من الوالدين واثنين من recombinants ،

(2) عبور مزدوج:

يحدث العبور عند نقطتين في زوج من الكروموسومات المتماثلة ،

(أ) العبور المزدوج المتبادل:

تحدث نقطتان من العبور بين نفس الكروماتيدات غير الشقيقة ،

(ب) العبور التكميلي:

تشتمل عبوران المعابر على ثلاثة أو كل من الكروماتيدات الأربعة بحيث يكون عدد الأضلاع المتقاطعة ثلاثة أو أربعة مع حدوث
من واحد أو لا يوجد نوع أبوي ،

(3) عبور متعددة:

تحدث ثلاث نقاط أو أكثر من نقطة العبور في نفس الكروموسوم المتشابه. قد تحدث أو لا تحدث أنواع مزدوجة عبر الوالدين والأبوين.

آلية عبور:

تتكاثر الكروموسومات في المرحلة S من الطور البيني. ولذلك ، فإن الكروموسومات leptotene مزدوجة تقطعت بهم السبل على الرغم من أن خيوطين غير مرئية بسبب وجود مجمع النيوكليبروتين بين بين الكروماتيدات.

(1) المشابك:

تتكاثر كروموسومات متجانسة واحدة على ما يبدو تتعايش جنبًا إلى جنب مع موضع جيني مماثل للكروموسومين المتعاكسين تمامًا. يحدث في المرحلة اللولبية من الطور الأول. وتسمى هذه الظاهرة بالتهاب عصبي. تسمى الأزواج المتلاصقة من الكروموسومات المتماثلة الثنائيات ثنائية التكافؤ. كمية صغيرة من الكروموسوم غير المتضاعف (0.3 ٪) ، إن وجدت ، يخضع أيضا للتكرار (Stem and Hotta ، 1973). يتم الاحتفاظ بالكروموسومين المتشابهين معًا عن طريق مركب synaptinemal.

(ثانيا) عبور:

يحدث في مرحلة pachytene ، في مرحلة حبلا أربعة مع مساعدة من الإنزيمات (endonuclease ، exo-nuclease ، R-protein أو recombinase ، Stern و Hotta ، 1969 ، 1978). هناك كسر من شرائح الكروماتيد ، وتبادل شرائح الكروماتيد اللااختراضي ولاحقا اندماجهم في أماكن جديدة.

(الثالث) Tetrad المرحلة:

يبدأ مجمع سينبتينمال في حل ما عدا في منطقة العبور. لذلك ، فإن الكروموسومات منفصلة والكروماتيدات تصبح متميزة في معظم الأماكن. كما يبدو أن ثنائي التكافؤ يحتوي على أربعة الكروماتيدات الآن ، يطلق عليه مرحلة tetrad. يحدث ذلك في مرحلة الدبلوموتيين من الطور الأول. وتسمى نقاط الوصل synaptinemal بين الصبغيات المتجانسة بـ chiasmata. في المراحل اللاحقة يميل chiasmata إلى الإنتقال إلى الجوانب. تسمى هذه الظاهرة بالانتهاء. الكثير منهم يختفون قبل الطور الأول.