معلومة

هل يحدث التقاطع بين الكروموسومات من الأجداد؟

هل يحدث التقاطع بين الكروموسومات من الأجداد؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سؤال إعادة الصياغة: هل يحدث التقاطع بعد أن يلتقي الحيوان المنوي والبويضة ، ولكن قبل أن يبدأ الجنين المتشكل في النمو؟

كما أفهم أن الحيوانات المنوية والبويضة هي خلايا أحادية العدد. هذا يعني أن هذه الخلايا خضعت للانقسام الاختزالي وتقاطع الكروموسومات قبل أن تلتقي ببعضها البعض. إذا كان الأمر كذلك ، فقد حدث التقاطع بين زوج من الكروموسومات أتى من والدي والد الجنين ، وليس بين كروموسومات الأم والأب للجنين.

هل انا مخطئ


سؤالك وسؤالك المعاد صياغته لا يطرحان نفس الشيء ، لذا قد ترغب في تعديل سؤالك.

يحدث التقاطع أثناء الانقسام الاختزالي ، وهو نوع من الانقسام الخلوي يحدث في توليد الأمشاج ، والتي لا توجد خلالها بالطبع سوى الكروموسومات من أحد الوالدين النهائيين. لا يحدث الانقسام الاختزالي في الجنين ، إلا في نهاية المطاف في خلايا الخط الجرثومي.


DP Biology Questionbank

طبيعة العلم:
أظهر إجراء ملاحظات دقيقة ومراقبة دقيقة وحفظ السجلات بيانات شاذة لا يمكن لقانون Mendel & rsquos الخاص بالتشكيلة المستقلة تفسيرها. طور توماس هانت مورغان مفهوم الجينات المرتبطة لتفسير الانحرافات. (1.8)التفاهمات:

  • تتكاثر الكروموسومات في الطور البيني قبل الانقسام الاختزالي.
  • العبور هو تبادل مادة الحمض النووي بين الكروماتيدات المتجانسة غير الشقيقة.
  • ينتج عن العبور مجموعات جديدة من الأليلات على صبغيات الخلايا أحادية الصيغة الصبغية.
  • يمكن أن يؤدي تكوين Chiasmata بين الكروماتيدات غير الشقيقة إلى تبادل الأليلات.
  • تنفصل الكروموسومات المتجانسة في الانقسام الاختزالي I.
  • فصل الكروماتيدات الشقيقة في الانقسام الاختزالي الثاني.
  • ترجع المجموعة المستقلة من الجينات إلى التوجه العشوائي لأزواج من الكروموسومات المتماثلة في الانقسام الاختزالي الأول.

التطبيقات والمهارات:

  • يجب أن تُظهر مخططات chiasmata أن الكروماتيدات الشقيقة لا تزال محاذية بشكل وثيق ، باستثناء النقطة التي حدث فيها التقاطع وتشكلت chiasma.

استغلال:
مناهج وروابط عبر المناهج:
مادة الاحياء
الموضوع 1.6 تقسيم الخلايا
موضوع 3.3 الانقسام الاختزالي
الموضوع 11.4 التكاثر الجنسي

  • الهدف 6: يعد تلطيخ أنثرات الزنبق أو الأنسجة الأخرى التي تحتوي على خلايا الخط الجرثومي والفحص المجهري لمراقبة الخلايا في الانقسام الاختزالي من الأنشطة المحتملة.

أسئلة ذات صلة مباشرة

  • 17N.2.HL.TZ0.05b: اشرح سبب عدم اتباع الجينات المرتبطة نمط الوراثة الذي اكتشفه مندل.
  • 17M.2.HL.TZ2.8b: ارسم مخططًا معنفاً لتشكيل التصالب بالعبور.
  • 17M.1.HL.TZ2.19: يمكن أن يكون التحديد الجيني لمعاطف الكلاب معقدًا للغاية ، حيث تعمل العديد من الجينات المختلفة.
  • 17M.1.HL.TZ1.35: ما الأمشاج التي يمكن أن تنتج عن التقاطع التالي؟
  • 17M.1.SL.TZ1.1: أي بنية موجودة في حقيقيات النوى لها غشاء واحد؟ نواة ب. ليسوسوم ج.
  • 16M.1.HL.TZ0.19: في أي حالة يتم تبادل الأليلات؟ أ خلال فصل الكروماتيدات الشقيقة ب. في ال.
  • 15M.2.HL.TZ1.5a: حدد الخطوط العريضة للعمليات التي تحدث أثناء التقسيم الأول للانقسام الاختزالي.
  • 15N.1.SL.TZ0.13: في أي مرحلة من مراحل الانقسام الاختزالي يحدث العبور عادةً؟ A. Prophase I B. الطور.
  • 15N.1.HL.TZ0.34: في أي مرحلة من الانقسام الاختزالي ينفصل زوج من الكروماتيدات الشقيقة؟ أ. الطور الأول ب. الطور.
  • 13M.2.HL.TZ2.3b: اشرح كيف يعزز الانقسام الاختزالي التباين.
  • 13M.1.HL.TZ2.34: كيف يتسبب الانقسام الاختزالي في قانون مندل للتشكيلة المستقلة؟ A. يتم ربط الجينات بشكل عشوائي.
  • 11M.1.HL.TZ1.33: يوضح الرسم البياني أدناه الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي. كم عدد الكروموسومات و chiasmata.
  • 11M.1.SL.TZ1.15: ماذا يحدث عند العبور؟ أ- تبادل المادة الوراثية بين الكروموسومات المتجانسة.
  • 12M.2.HL.TZ1.4c: اشرح كيف يؤدي الانقسام الاختزالي إلى التباين الجيني في الأمشاج.
  • 12M.1.HL.TZ1.33: تحتوي الذرة (Zea mays) على 20 كروموسومًا في خلية ثنائية الصبغيات. كم عدد الكروموسومات في كل منها.
  • 09M.1.HL.TZ1.34: متى تتشكل chiasmata في الانقسام الاختزالي؟ أ أثناء الطور الأول ب. أثناء الطور الأول ج. أثناء الطور الأول.
  • 09M.1.HL.TZ2.23: أي من الاستنتاجات التالية توصل إليها مندل من تجاربه؟ A. الجينات السائدة هي.
  • 10M.2.HL.TZ2.7b: حدد تشكيل chiasmata أثناء العبور.
  • 10M.2.HL.TZ2.7c: اشرح كيف يمكن أن يؤدي خطأ في الانقسام الاختزالي إلى متلازمة داون.
  • 09N.1.HL.TZ0.34: كم عدد الجسيمات الذاتية الموجودة في الحيوانات المنوية البشرية؟ 1 ب. 22 ج. 23 د. 46
  • 11N.1.HL.TZ0.17: متى يحدث انقسام غير متكافئ للسيتوبلازم؟ أ خلال الانقسام الاختزالي في النسيج الإنشائي القمي B.
  • 09N.2.HL.TZ0.3c: اشرح كيف تتشكل المواد المؤتلفة أثناء الانقسام الاختزالي.

الأقسام الفرعية والأسئلة المتعلقة بها

ونسخ منظمة البكالوريا الدولية 2018
البكالوريا الدولية والتسجيل - البكالوريا الدولية والتسجيل - Bachillerato Internacional & reg


التباين الوراثي

التكاثر الجنسي ينتج عنه احتمالات لا حصر لها للتنوع الجيني. بعبارة أخرى ، ينتج عن التكاثر الجنسي نسل فريد وراثيًا. إنهم يختلفون عن كلا الوالدين وأيضًا عن بعضهما البعض. يحدث هذا لعدد من الأسباب.

  • عندما تشكل الكروموسومات المتجانسة أزواجًا أثناء الطور الأول للانقسام الاختزالي الأول ، يمكن أن يحدث التقاطع. تقفز فوق. أو تجاوزت هو تبادل المواد الجينية بين الكروموسومات المتجانسة. ينتج عنه مجموعات جديدة من الجينات على كل كروموسوم.
  • عندما تنقسم الخلايا أثناء الانقسام الاختزالي ، يتم توزيع الكروموسومات المتجانسة بشكل عشوائي على الخلايا الوليدة ، وتفصل الكروموسومات المختلفة بشكل مستقل عن بعضها البعض. يسمى هذا تشكيلة مستقلة. ينتج عن الأمشاج التي تحتوي على مجموعات فريدة من الكروموسومات.
  • في التكاثر الجنسي ، يتحد اثنان من الأمشاج لإنتاج نسل. لكن أي اثنين من الملايين من الأمشاج المحتملة ستكون؟ من المحتمل أن تكون هذه مسألة صدفة. من الواضح أنه مصدر آخر للاختلاف الجيني في النسل. هذا هو المعروف باسم الإخصاب العشوائي.

كل هذه الآليات التي تعمل معًا تؤدي إلى قدر مذهل من التباين المحتمل. كل زوجين بشريين ، على سبيل المثال ، لديه القدرة على إنجاب أكثر من 64 تريليون طفل فريد وراثيًا. لا عجب أننا جميعًا مختلفون!

تقفز فوق. أو تجاوزت

يحدث التقاطع خلال الطور الأول ، وهو تبادل المواد الجينية بين كروماتيدات غير شقيقة للكروموسومات المتجانسة. تذكر أثناء الطور الأول ، تصطف الكروموسومات المتجانسة في أزواج ، الجين مقابل الجين أسفل طولها بالكامل ، وتشكل تكوينًا بأربعة كروماتيدات ، تُعرف باسم a تتراد. في هذه المرحلة ، تكون الكروماتيدات قريبة جدًا من بعضها البعض وبعض المواد من اثنين من الكروماتيدات تقوم بتبديل الكروموسومات ، أي أن المادة تنفصل وتعيد التوصيل في نفس الموضع على الكروموسوم المتماثل (الشكل ( فهرس الصفحة <2> )) . يمكن أن يحدث هذا التبادل للمواد الجينية عدة مرات داخل نفس زوج الكروموسومات المتجانسة ، مما يؤدي إلى تكوين مجموعات فريدة من الجينات. تُعرف هذه العملية أيضًا باسم إعادة التركيب.

الشكل ( PageIndex <2> ): & # 8203 & # 8203 & # 8203 & # 8203 & # 8203 & # 8203 & # 8203 عرضية. يظهر خيط من الحمض النووي للأم باللون الأحمر. يظهر الخيط الأبوي للحمض النووي باللون الأزرق. ينتج عن العبور كروموسومين لم يكونا موجودين من قبل. تتضمن عملية إعادة التركيب تكسير الكروموسومات الأبوية (M ، F) وإعادة ضمها. ينتج عن هذا إنتاج كروموسومات جديدة (C1 ، C2) تشترك في الحمض النووي من كلا الوالدين.

أثناء الطور الأول ، تتكثف الكروموسومات وتصبح مرئية داخل النواة. عندما يبدأ الغلاف النووي في الانهيار ، تقترب الكروموسومات المتجانسة من بعضها البعض. يتكون المركب synaptonemal ، وهو شبكة من البروتينات بين الكروموسومات المتجانسة ، في مواقع محددة ، وينتشر ليغطي الطول الكامل للكروموسومات. يسمى الاقتران الضيق للكروموسومات المتجانسة بالتشابك. في المشابك ، تتماشى الجينات الموجودة على كروماتيدات الكروموسومات المتجانسة مع بعضها البعض. يدعم المركب synaptonemal أيضًا تبادل مقاطع الكروموسومات بين كروماتيدات متجانسة غير شقيقة في عملية تسمى العبور. أحداث التقاطع هي المصدر الأول للتنوع الجيني الناتج عن الانقسام الاختزالي. يؤدي حدث تقاطع فردي بين كروماتيدات غير شقيقة متجانسة إلى تبادل الحمض النووي بين الكروموسومات. بعد التقاطع ، ينهار المركب synaptonemal ويتم أيضًا إزالة اتصال cohesin بين الأزواج المتجانسة. في نهاية الطور الأول ، يتم تجميع الأزواج معًا فقط عند chiasmata يطلق عليهم tetrads لأن الكروماتيدات الأربعة الشقيقة لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة أصبحت مرئية الآن.

الشكل ( PageIndex <3> ): يحدث التقاطع بين الكروموسومات المتجانسة. يحدث التقاطع بين الكروماتيدات غير الشقيقة للكروموسومات المتجانسة. والنتيجة هي تبادل المواد الجينية بين الكروموسومات المتجانسة. يحدث هذا عند محاذاة الكروموسومات المتجانسة. يمكن للكروماتيدات من كل كروموسوم العبور وإعادة الاتحاد (أقسام المبادلة). ينتج عن هذا اثنين من الكروموسومات المؤتلفة واثنين من الكروموسومات غير المؤتلفة.


عبور الجينات داخل الكروموسوم | علم الوراثة

في هذه المقالة سوف نناقش حول: - 1. معنى عبور أكثر من 2. تقاطع مزدوج 3. الأساس الخلوي 4. دليل خلوي 5. تقاطع جسدي 6. نظريات مختلفة حول الآلية 7. نظريات تشرح الأحداث 8. تكوين تشياسما - النظريات 9. لا تقاطع في ذكور ذبابة الفاكهة 10. الظروف المعيشية والخجولة.

  1. معنى العبور
  2. مزدوج كروس أوفر
  3. الأساس الخلوي للعبور
  4. الدليل الخلوي للعبور
  5. كروس جسدي
  6. نظريات مختلفة حول آلية العبور
  7. النظريات التي تشرح الأحداث أثناء التقاطع
  8. تشكيل تشياسما - النظريات
  9. لا يوجد عبور في ذكور ذبابة الفاكهة
  10. التردد المتقاطع في ظل الظروف التجريبية والخجولة

1. معنى العبور:

الربط هو استثناء لمبادئ Mendel & # 8217s للتشكيلة المستقلة والعبور هو بنفس الطريقة استثناء للربط.

العبور يعني فواصل في الارتباط وخجل الجينات داخل الكروموسوم ونقل الجينات الجسدية من كروموسوم واحد إلى الموضع المقابل في رفيقه (الشكل 2.13). ظاهرة العبور تشبه إلى حد بعيد تشكيلة مندل المستقلة لكنها شيء مختلف.

تهتم التشكيلة المستقلة بالكروموسوم بأكمله بينما يتضمن التقاطع والخجل أجزاء من الكروموسوم. إنه نوع من خلط الجينات بين أزواج متجانسة من الكروموسومات التي تولد دائمًا تركيبة جديدة.

تُعرف الأمشاج التي تحتوي على التركيبات الجديدة والتلألؤ باسم الأمشاج المتقاطعة أو الأمشاج المركبة. الأمشاج التي تبقى فيها الجينات المرتبطة في مجموعاتها الأصلية تسمى الأمشاج غير المتقاطعة.

حالة عبور في ذبابة الفاكهة:

الأنثى الطويلة الرمادية التي تم الحصول عليها عن طريق عمل تقاطع بين الذبابة الرمادية الطويلة والسوداء والذبابة الخجولة يتم عبورها إلى الذكر الأسود الأثري. من المتوقع أنه في مثل هذا التقاطع سيتم إنتاج النوعين الأصليين في F.2 توليد.

ولكن في التجربة الفعلية والخجل ، هناك أربعة أنواع من النسل - رمادي طويل وسوداء أثري مثل التوليفات الأبوية الكبرى واثنان جديدان من com & shybinations رمادية أثرية وأسود طويلة ap & shypeared. النسبة المئوية لهذه الأنواع الأربعة هي: رمادي طويل 41 & # 8211 5 ، أسود أثرى 41-5 ، رمادي أثرى 8 & # 82175 ، أسود طويل 8 & # 82175.

تظهر النسب المئوية أن تشكيلة مجانية ومتعددة وخجل لجميع الأمشاج لم تحدث لأنها لو كانت كذلك لكانت النسبة 1: 1: 1: 1.

ظهور التوليفات الجديدة هو النتيجة الناتجة لانقطاع في ارتباط الجينات داخل الكروموسوم و shysomes. هذا النقص في الارتباط الذي يؤدي إلى تبادل موضع الجينات من كروموسوم واحد إلى الموضع المقابل لشريكه يرجع إلى الفينو والشيمينون للعبور (الشكل 2.14).

من التجربة المذكورة أعلاه يبدو أن هناك 83 في المائة (41.5 + 41.5) من عدم العبور و 17 في المائة (8) . 5 + 8 . 5) العبور.

تختلف النسبة المئوية للتداخل بين الجينات المختلفة. لكن بالنسبة لكل زوج من الجينات ، تظل النسبة المئوية ثابتة. وفقًا لمورغان ، فإن التقاطع لكل & shycentage مرتبط بالمسافة النسبية على الكروموسومات بين زوجي الأليلات.

كلما زادت المسافة ، زاد مقدار عبور الرهان والخجل بينهما. بطريقة بسيطة يمكن القول أن الفواصل تحدث بشكل متكرر في الكروموسومات الطويلة أكثر منها في الكروموسومات القصيرة وبين النقاط البعيدة على نفس الكروموسوم.

التدخل والصدفة:

في العبور ، لا يشارك زوج واحد فقط من الجينات المعزولة ولكن أيضًا كتل الجينات الكاملة التي تقع بالقرب من بعضها البعض. يتداخل قربها ميكانيكيًا مع عبور الجينات المجاورة بسبب المرونة المحدودة للكروموسومات. وبعبارة أخرى ، فإن العبور في منطقة معينة من الكرومو والخداع يحاول منع عبور آخر بالقرب منه.

هذه الظاهرة تسمى التدخل. بسبب التداخل ، لا يوجد عدد قليل من التداخلات المزدوجة داخل قسم من وحدات الكروموسوم 10 أو أقل في الطول. يصبح مقدار التداخل والخجل أقل عندما تزداد المسافة بين جينين وقد لا يكون هناك تداخل عندما تكون المسافة كبيرة جدًا.

عمليات التقاطع المزدوجة ليست سوى تضافر أو & # 8216 coincidence & # 8217 من تقاطعين فرديين. وبالتالي ، عندما يحدث التقاطع المزدوج والخداع في الأرقام المتوقعة ، يُقال إن المصادفة والغطاء يكونان 100 في المائة وفي مثل هذه الحالات يكون التداخل صفرًا. عندما لا يكون هناك تقاطعات مزدوجة ، يكون التداخل والانعزال 100 في المائة والصدفة تساوي صفرًا. لمقدار التداخل.

2. تقاطع مزدوج:

يُعرف العبور مرة واحدة فقط باسم التقاطع الفردي ويطلق على الأمشاج الناتجة اسم التقاطع الأحادي. لكن في بعض الأحيان يحدث العبور عند نقطتين في نفس زوج الكروموسوم. يُعرف هذا باسم التقاطع المزدوج ويطلق على الأمشاج والخجول اسم التقاطع المزدوج.

يزيد مقدار التقاطع المزدوج بين موقعين مع زيادة المسافة عن الموقع. ولكن كقاعدة عامة ، تكون عمليات التقاطع المزدوجة أقل من عمليات التقاطع المفردة. قد يحدث العبور أيضًا في ثلاثة مواضع في نفس زوج الكروموسوم (تقاطع ثلاثي) لكنها لا تزال أقل.

حالة تقاطع مزدوج في Droso & shyphila:

يتضمن التقاطع المزدوج ثلاثة جينات مرتبطة في نفس الكروموسوم. في الجسم الأصفر دروسو وشيفيلا (ذ) ، جناح مصغر (م) وشعيرات متشعبة (F) ثلاث طفرات متنحية في الكروموسوم X. الذبابة العادية لها جسم رمادي وأجنحة طويلة وشعيرات مستقيمة.

إذا أشرنا إلى الجينات الطافرة من خلال الرموز وأليلاتها الطبيعية بعلامات + ، فستكون الأنثى الصفراء والناضجة والمتشعبة ymf / ymf ، وسيتم تمثيل أنثى Apure بـ +++ / +++ ، وسيتم تمثيل الذكر النقي كما +++. تقاطع بين ymf / ymf ♀ x +++ ♂ قد تعطي أنثى من النمط الجيني ymf / +++.

عندما يحدث تقسيم الاختزال في الأنثى ، ستواجه الاحتمالات التالية لتشكيل الأمشاج (الشكل 2.15).

يمكننا الآن حساب المسافات بين ذ م و F.

النسبة المئوية للتقاطع الفردي بين ذ و م = 30%.

النسبة المئوية للتقاطع المزدوج بين ذ و م = 6%.

إجمالي النسبة المئوية للانتقال بين ذ و م = 36%.

النسبة المئوية للتقاطع الفردي بين م و F =14%.

النسبة المئوية للتقاطع المزدوج بين م و F= 6%.

لذلك ، النسبة المئوية الإجمالية للتقاطع بين م و F =20%.

وبالتالي المسافة بين ذ و م = 36 والمسافة بين م و F = 20. بما أن الجينات بالترتيب y mf المسافة بين ذ و F = 36 + 20 = 56 (الشكل 2.16).

يوضح الحساب أعلاه أنه في الحصول على المسافة ، تم حساب عمليات الانتقال المزدوجة مرتين. يبدو أن هذا محير بعض الشيء. ولكن يجب التذكير والخجل من أن التقاطع المزدوج يكون متساويًا وخجولًا مع تقاطع واحد - رهان واحد يخجل بين الجينات y و m والآخر رهان وخجل بين الجينات م و F. لذلك ، يتم النظر في عمليات التقاطع المزدوجة والخروج مرتين في الحصول على المبلغ الإجمالي لعمليات الانتقال بين y و f.

3. الأساس الخلوي للعبور:

خلال مرحلة الطور الأول من الانقسام الانتصافي الأول ، يأتي عضوان من كل زوج من الكروموسومات ، أي كروموسوم الأم والأب والزوج. يسمى هذا الاقتران بالتشابك. يحدث الاقتران ليس فقط بين الكروموسومات المتجانسة والكروموسومات ولكن أيضًا بين الأجزاء المتجانسة من الكروموسومات. ثم يتكرر كل كروموسوم ونتيجة لذلك يتم تكوين رباعي يتكون من أربعة كروماتيدات.

خلال المرحلة الأولية المتأخرة من الانقسام الانتصافي الأول ، يميل المركزان إلى التفكك. لكن الكروماتيدات المرتبطة بالسينتروميرات ، كقاعدة عامة ، لا تتجاهل بشكل موحد على طول طولها. عند نقطة واحدة أو أكثر على طول الرباعي ، يبدو أن اثنين من الكروماتيدات الأربعة تقعان عبر بعضهما البعض لتشكيل chiasma.

في كل chiasma ، ينكسر اثنان من الكروماتيدات الأربعة ثم ينضمون مرة أخرى ، بحيث يتم تشكيل الكروماتيدات الموجهة حديثًا من أقسام من الأجزاء الأصلية. بسبب هذا chiasma & shymation ، لا يمكن أن ينتقل الكرومو والتشبيهات الخاصة بالأم والأب كوحدات فردية.

إنهم مجبرون على تبادل الأقسام. تغير تكوين الكروموسومات قبل وبعد بوابات الانقسام الاختزالي إلى حد ما بسبب هذا التبادل الجزئي والتغير. شرح والتر الفينو والشيمينون على أنهما & # 8220 قام جاك وجيل بتبادل الرؤوس ، وعلى الرغم من عدم وجود شيء مفقود ، فإنهم الآن أفراد مختلفون عما كانوا عليه من قبل & # 8221.

4. الدليل الخلوي للعبور:

يتضمن العبور التداخل القطاعي والتبديل بين الكروموسومات المتجانسة. لكن عادةً لا يمكن أن يؤدي العبور إلى حدوث تناوب مرئي دائم في بنية الكروموسوم. وبالتالي ، فمن المستحيل تمامًا التمييز بين الكروموسوم غير المتقاطع والكروموسوم المتقاطع والكروموسوم.

ومع ذلك ، فإن تجربة أجراها ستيرن تقدم أدلة خلوية لصالح العبور. التجربة كلاسيكية وتوضح النتائج المرئية للعبور. إنه يشكل ارتباطًا مباشرًا بين التقاطع الخلوي والجيني وتم نشره في عام 1931.

الكروموسوم X في ذبابة الفاكهة هو على شكل قضيب وتمتلك الأنثى زوجًا من X & # 8217s على شكل قضيب. لكن ستيرن حصل على أنثى ينقسم فيها كروموسوم X واحد إلى اثنين. يحتوي جزء واحد من هذا X المكسور على قرنفل الجين الطافرة (قرنفل = سيارة متنحية وتضفي عيونًا حمراء داكنة) والجين بار عين (بار أو عيون ضيقة ، المهيمنة).

كلا الجزأين المكسورين لهما مراكز مركزية. في أحدهما كان السنترومير الأصلي بينما اشتق الآخر السنترومير من المحتمل أن يكون من الكروموسوم الرابع. نظرًا لأن هذه الأجزاء تحتوي على centromere ، يمكن توزيع كل منها بالطريقة العادية في تقسيم السقف.

يحتوي الكروموسوم X غير المنكسر والخداع على جزء من كروموسوم Y متصل بأحد نهاياته ويحتوي على الأليلات الطبيعية (+ & # 8217s) من القرنفل والبار (الشكل 2.17).

الآن إذا لم يكن هناك تقاطع ، فسوف ينتقل الكروموسومان X إلى الأمشاجين في تركيبتهما المتغيرة (التي تم تغييرها من الطبيعي) وإذا كان هناك رهان متقاطع وخجول بين قرنفل وبار ، فإن كروموسوم X المكسور الذي يحمل جين بار سيحتوي على كروموسوم Y متصل إليها وسيفقد الشخص غير المنكسر كروموسوم Y على الرغم من أنه سيحتوي على جين السيارة واللمعان.

سيعمل كروموسوم Y هنا كعلامة وبالتالي سيكون من الممكن تمييز عمليات الانتقال مجهريًا.

الآن إذا تمت إضافة كروموسوم X الحامل Car + إلى كل فئة من تلك الفئات الأربع من البيض التي تنتجها الأنثى الهجينة ، فلن ينتج عن ذلك سوى نوابض الإناث. عندما تكون الكروموسومات من هذه الينابيع الخارجة من exa وخجول تحت المجهر ، وجد ذلك (الشكل 2.18).

(أ) النسل الذي يظهر Car & shynation Bar مع كسر X chro & shymosome.

(ب) النسل الذي يظهر مستديرًا أحمر (عادي) مع X غير المنكسر مع كروموسوم Y مرتبط به.

(ج) نسل الشريط الأحمر مع كسر X مع كروموسوم Y متصل بالجزء الذي يحمل جين الشريط.

(د) النسل الذي يظهر جولة Car & shynation هم مع X غير منقطع بدون كرومو Y و shysome.

وهكذا يصبح من الواضح أنه عندما تحمل فئتان وراثيتان غير متقاطعتين كروموسومات X غير متقاطعة للأم ، لكن فئتي التقاطع الجيني تحملان التقاطع X & # 8217s للأم. هذا هو الأساس الخلوي للعبور.

5. الجسدية كروس:

يقتصر الاقتران بين الكروموسومات على الخلايا الجرثومية ويحدث أثناء انقسام النضج الأول. يعتبر التقاطع الجسدي والقفز ظاهرة نادرة. في ذبابة الفاكهة ، أظهر ستيرن مثالًا نادرًا للتقاطع الجسدي.

تحدث عمليات الانتقال الجسدية هذه في خلية أو خليتين أثناء تطور الذبابة. لكن هذه الخلايا تؤدي إلى ظهور مجموعة من الخلايا من خلال عملية الانقسام وإعادة تشكيل رقعة أو بقعة على الجسم مع الخلايا المتقاطعة. ستكون الخلايا الجسدية في أجزاء الجسم الأخرى طبيعية. وهكذا ، ستكون الذبابة عبارة عن فسيفساء من الأنسجة المتقاطعة وغير المتقاطعة.

لا يمكن أن يكون التقاطع الجسدي في & nbsp ؛ مع الأخذ في الاعتبار نسل الذبابة لأن الخلايا الجسدية لا تؤدي إلى نسل. لذلك في إزالة التقاطع الجسدي في أي كائن حي ، يجب فحص الكائن الحي نفسه بحثًا عن أي & # 8216 بقعة متقاطعة & # 8217.

في ذبابة الفاكهة ، كان من الممكن اكتشاف مثل هذه البقع باستخدام جينات معينة. الجينات المناسبة لهذا الغرض هي لون الجسم الأصفر (y) و & # 8216singed & # 8217 ، أي الشعيرات القصيرة والمتعرجة (sn). كل من الجينات y و sn هي طفرات متنحية وتقع على X chromo & shysomes. يشار إلى الأليلات الطبيعية للجينات بعلامات +.

حصل ستيرن على ذبابة من النمط الجيني y + / + sn. هذا هو كروموسوم الذبابة مع y + وكروموسومها المتماثل مع sn (الشكل 2.19). كلا الكروموسومات هي telo & shycentric (لاحظ نهاية النقطة للكرومو & shysome).

الآن دعونا نفترض أنه في deve & shyloping fly crossover حدث في واحدة من هذه الخلايا وذلك بين sn و centromere. لن يبقى نصفي الكروموسوم المنفصل المرتبطين بجهاز مركزي معين متشابهين. في كل حالة ، سيكون أحد الكروماتيدات الشقيقة y + وأصحاب هذه الكروماتيدات سيكونون + sn.

الآن إذا كان أثناء صف الكروموسومات في الطور الاستباقي ، فإن اثنين من chro & shymatids مع y + وجه واحد والكروماتيدات مع sn على القطب المعاكس ، في نهاية الانقسام ، سنحصل على خليتين - واحدة مع النمط الجيني y + / y + والآخر مع التركيب الجيني + sn / + sn.

من خلال المزيد من الانقسام ، ستؤدي كل خلية إلى ظهور مجموعة من الخلايا. إذا كانت هاتان المجموعتان تقعان بالقرب من سطح الجسم ، فإن مجموعات y + / y + ستشكل بقعة صفراء و + sn / + sn ستشكل بقعة ذات شعيرات مفردة. تقع البقعتان بالقرب من بعضهما البعض حيث تم اشتقاقهما من خلايا شقيقة وبهذه الطريقة ستؤديان إلى ظهور نقطتين. أسباب التقاطع الجسدي غير معروفة.

6. نظريات مختلفة حول آلية العبور:

توضح هذه النظرية أنه خلال المرحلة المبكرة من الانقسام الطولي والخطي من الانقسام الاختزالي ، ينقسم الكرومو والأشياء الطولية طوليًا. كل كروموسوم يشكل شقيقتين chro & shymatids. يلتف كل من الكروموسومات والكروموسومات غير الشقيقتين للأزواج المتجانسة من الكروموسومات حول بعضها البعض.

عند نقاط الاتصال الخاصة بهم ، يكسر chro & shymatids أولاً ثم يتقاطعان. وهكذا تنص النظرية على أن العبور لا ينتج عنه chiasmata ولكن في الواقع chiasmata ناتج عن العبور.

نظرية نوع Chiasms:

تنص النظرية على أن تفكك الصبغ والشيتيدات يحدث في مرحلة pachytene. بعد تفكك الكروماتيدات اتحدوا مرة أخرى وشكلوا chiasma. وبالتالي ، فإن التصلب هو نتيجة العبور.

تستند هذه النظرية إلى حقيقة أن النشاط التركيبي وتكرار الكرومو والكروميات يرتبطان ارتباطًا وثيقًا بإعادة التركيب. في الآلية وفقًا للنظرية تقوم الكروماتيدات الشقيقة بتكرار أجزائها الوراثية وتطور الكروماتيدات غير الشقيقة أليافًا بشكل عشوائي.

تتكون المواد المؤتلفة بالكامل من أقسام مشكلة حديثًا. تعتبر النظرية أمرًا مسلمًا به أن الازدواجية تحدث أثناء الطور الانقباضي المتأخر ، ولكن تم الآن إثبات أن تكرار الحمض النووي يحدث قبل وقت طويل من التشابك العصبي.

7. نظريات تشرح الأحداث خلال كروس أوفر:

وفقًا لهذه النظرية ، من المقرر أن تخضع الكروماتيدات لتلامس بعضها البعض أولاً ثم تتقاطع لإحداث التصالب. بعد ذلك ، يحدث الكسر عند نقطة التلامس ويحدث مرفق جديد لأجزاء الكروماتيد.

نظرية الكسر الأولى:

دافع مولر عن هذه النظرية. ووفقًا له ، فإن الكرومو والكروماتيات المقدر أن تتقاطع أولاً إلى جزأين ثم يحدث لم الشمل بين الكروماتيدات غير الشقيقة لإعطاء ترتيب جديد.

تم إعلان هذه النظرية وخجلها من قبل دارلينجتون. تنص النظرية على أن الكروموسومات تنكسر نتيجة الإجهاد في وقت الاقتران. يتطور نوع من الإجهاد عندما يلتف زوجان من الكروماتيدات حول بعضهما البعض وهذا يؤدي إلى الكسر ولم الشمل.

يعتقد بيلنج أن العبور يحدث بين الجينات المزدوجة والمتحركة حديثًا وأنه لا يوجد كسر أو لم شمل أثناء العبور.

أهمية العبور:

أ. يدعم العبور حقيقة أن الجينات مرتبة بطريقة خطية على الكروموسومات.

ب. يوفر العبور فرصًا وفرصًا لإعادة خلط الجينات وبالتالي يجلب الاختلافات التي تلعب دورًا رئيسيًا في عملية التطور.

ج. من خلال حساب التداخل والخجل ، من الممكن رسم الجينات على الكروموسومات.

8. تشكيل Chiasma - النظريات:

تم فهم عملية تكوين chiasma لأول مرة بشكل صحيح من قبل عالم الخلايا البلجيكي Janssens (1909). اقترح أن chiasma يمثل تبادل الأجزاء بين الكروموسومات المتجانسة ، ويعتقد أن التبادل يشمل الكروموسومات بأكملها أو بعبارة أخرى كل من الكروموسومات لكل كروموسوم متماثل وأجزاء التبادل الخبيثة مع كل من الصبغيات والشيتيدات من الآخر.

ولكن من المعرفة الحالية ، نعلم أن التبادل في أي وقت يكون بين كروماتيد واحد - واحد من الأب والآخر من أصل أم - بينما يظل الكروماتيدان الآخران غير متأثرين. يعطي الشكل 2.20 فكرة تخطيطية لتبادل الجينات بين الكروماتيدات أثناء العبور.

تم إجراء العديد من التكهنات لتعيين أسباب لكسر الكروماتيدات. يؤيد أتباع نظرية المستويين أن chiasmata يتسبب في العبور. بينما يدعي أتباع نظرية المستوى الواحد أن chiasmata هو نتيجة وليس سبب العبور.

لكن السبب الحقيقي وراء الكسر والانضمام الخجول للكروماتيدات لا يزال غير معروف. ومع ذلك ، فإن هذه العملية دقيقة للغاية لأن الكروماتيدات في صورة معكوسة لتبادل chiasma متقطعة وخجول ولا يحدث أي ربح أو فقدان للجينات (الشكل 2.21).

9. لا يوجد عبور في ذكور ذبابة الفاكهة:

يحدث إعادة تركيب الجينات المرتبطة في معظم الكائنات الحية التي توفر مواد للدراسات الجينية. هذا هو تكوين chiasmata عالمي في الذكور و Fe & shymales من هذه الكائنات الحية. ومع ذلك ، يختلف الوضع في حالة ذبابة الفاكهة حيث نادرًا ما يحدث العبور أو لا يحدث أبدًا. وذلك لأن الارتباط كامل في ذكور ذبابة الفاكهة.

توجد حالة مماثلة في عثة الحرير حيث لا يحدث تصالب عند الإناث. تظهر الدراسات الخلوية لتكوين الحيوانات المنوية في ذكور ذبابة الفاكهة أن الكروموسومات المتماثلة تتزاوج كالمعتاد. ولكن لا يوجد chiasmata مؤسس وخجول على الأقل في ثنائية التكافؤ الجسدية. في الانقسامات الانتصافية الأولى ، تنتقل أزواج الكروماتيدات مباشرة إلى القطبين وفي القسم الثاني يمر الصفاء الفردي والشيتيد إلى كل خلية.

10. التردد المتقاطع في ظل الظروف التجريبية والخجولة:

قد يتأثر التردد المتصالب في الكروموسوم والكسور بعدد من العوامل الفسيولوجية والبيئية الخارجية. في الإناث المسنات من ذبابة الفاكهة ، تكون كمية العبور أقل مما نواجهه في سن مبكرة.

X & # 8217rays (Muller) ودرجة الحرارة والتركيب الكيميائي للأغذية تؤثر على التداخل والخجل. يتم زيادة تكرار العبور الذي لا شيء في حالة ذبابة الفاكهة في الظروف العادية بواسطة X & # 8217rays.

العبور هو ميزة تظهر أثناء تكوين الأمشاج. في ظل ظروف معينة من السيطرة والظواهر ، شوهد في الخلايا الجسدية. يحدث هذا العبور الجسدي في ذبابة الفاكهة (ستيرن) والذرة (جونز) ولم يتم فهم أهميتها بعد.


عبور الجينات: الآلية والنظريات والأنواع

يحدث الارتباط بسبب الجينات المرتبطة التي يحملها نفس الكروموسوم. وأشار مورجان إلى أن ظاهرة الارتباط الكامل نادرا ما تحدث لأن الجينات المرتبطة تظهر في بعض الأحيان ميلا للانفصال أثناء الانقسام الاختزالي وتتشكل مجموعات جديدة.

هذا يرجع إلى تبادل الأجزاء بين اثنين من الكروموسومات المتجانسة التي يستخدم المصطلح & # 8220crossing over & # 8221.

وبالتالي ، يمكن تعريف العبور على أنه آلية & # 8220 لإعادة تركيب الجينات بسبب تبادل القطع الصبغية في وقت الاقتران. & # 8221

في تجربة الارتباط بالذرة ، لوحظ أن جينات لون البذور C والبذور الكاملة S تظل مرتبطة بالتوليفة الأبوية في حوالي 96 في المائة ولكنها تتفكك في حوالي 4 في المائة (انظر الشكل 5.8). يُطلق على إعادة التركيب هذه للجينات المرتبطة بتبادل الأجزاء بين الكروموسومات المتجانسة اسم العبور.

يحدث العبور في جزء الكروموسوم بين مواضع الجينات C و S في بعض الخلايا ولكن ليس في خلايا أخرى ، بحيث يحتوي حوالي 96 في المائة من الأمشاج على تركيبة الجينات الأبوية و 4 في المائة تحتوي على إعادة التركيب & # 8217s.

آلية العبور:

خلال مرحلة الزيجوتين من الطور الأول للانقسام الاختزالي ، تبدأ كروموسومات الأم والأب المتجانسة في الاقتران وتقع جنبًا إلى جنب. هذه الظاهرة تسمى التشابك العصبي. يحدث هذا الاقتران للكروموسومات المتجانسة عن طريق الجذب المتبادل بين الجينات الأليلية. تُعرف الكروموسومات المزدوجة بأنها ثنائية التكافؤ. كشفت دراسة حديثة أن التشابك العصبي وتكوين chiasma يتم تسهيله من خلال بنية عالية التنظيم من الخيوط تسمى مجمع synaptonemal. يتبع Synapsis ازدواجية الكروموسومات التي تغير الطبيعة ثنائية التكافؤ لزوج الكروموسوم إلى رباعي التكافؤ.

خلال هذا ، ينقسم كل من الكروموسومات المتجانسة في ثنائي التكافؤ طوليًا إلى كروماتيدات شقيقتين متصلتين بالوسط غير المقسم. وهكذا ، يتم تشكيل أربعة كروماتيدات تبقى جنبًا إلى جنب كزوجين. في وقت لاحق ، في مرحلة pachytene يحدث العبور حيث تلتف الكروماتيدات غير الشقيقة للزوج المتماثل فوق بعضها البعض ، تسمى نقطة التلامس عبر الكروماتيدات باسم chiasma (الشكل 5.9).

في عبور أكثر من كروماتيدات أو ثلاثة ، يتم تكوين اثنين أو أكثر من chiasmata. في كل تصالبة ، ينكسر الكروماتيد وينضم الجزء المكسور إلى كروماتيد جديد (الشكل 5.10A و amp B). وبالتالي ، فإن تبادل أجزاء الكروماتيدات يؤدي إلى تغيير التسلسل الأصلي للجينات في الكروموسوم.

بعد اكتمال العبور ، تتنافر الكروماتيدات غير الشقيقة بسبب نقص الجاذبية بينهما. يبدأ تنافر الكروماتيدات أو فصلها من المركز باتجاه النهاية تمامًا مثل السوستة وتسمى عملية الفصل هذه باسم المحطة الطرفية. تستمر عملية الإنهاء من خلال الدبلوتين والتشكيل وتنتهي في الطور الأول.

في نهاية النهاية ، تنفصل الكروماتيدات الملتوية بحيث يتم فصل الكروموسومات المتجانسة تمامًا وتنتقل إلى أقطاب متقابلة في الطور الأول. شخصية في النسل.

نظريات العبور:

(ط) Contact First Theory (بواسطة Serebrovsky):

وفقًا لهذه النظرية ، فإن الكروماتيدات الداخلية للكروموسومات المتجانسة تمر أولاً بلمسة واحدة ثم تتقاطع. عند نقطة التلامس يحدث الكسر. تتحد الأجزاء المكسورة مرة أخرى لتشكل مجموعات جديدة (الشكل 5.11).

(2) The Breakage-First Theory (بواسطة Muller):

وفقًا لهذه النظرية ، فإن الكروماتيدات التي تمر بمرحلة عبور فوق كل شيء تنقسم أولاً إلى قسمين دون أي تقاطع وبعد ذلك تتحد المقاطع المكسورة لتشكل التوليفات الجديدة (الشكل 5.11).

(3) نظرية الإجهاد (بواسطة دارلينجتون):

ووفقًا لهذه النظرية ، فإن الكسر في الكروموسومات أو الكروماتيدات ناتج عن الإجهاد الناجم عن الاقتران ثم تتحد أجزاء الكسر مرة أخرى لاحقًا.

أنواع العبور:

(أنا) عبور واحد:

في هذا النوع من العبور ، يتشكل chiasma واحد فقط على طول زوج الكروموسوم. الأمشاج المتكونة من هذا النوع من العبور تسمى صليب مفرد الأمشاج (الشكل 5.10 أ و ب).

(ثانيا) عبور مزدوج:

في هذا النوع ، يتم تشكيل اثنين من chiasmata على طول طول الكروموسوم بالكامل مما يؤدي إلى كسر وإعادة انضمام الكروماتيدات عند نقطتين. تسمى الأمشاج الناتجة عن الأمشاج المتقاطعة المزدوجة (الشكل 5.14 ب).

(ثالثا) عبور متعدد:

في هذا النوع يتم تشكيل أكثر من اثنين من chiasmata وبالتالي يحدث العبور في أكثر من نقطتين على نفس زوج الكروموسوم. إنها ظاهرة نادرة.

العوامل المؤثرة في العبور:

في ذبابة الفاكهة ، يتم قمع العبور تمامًا عند الذكور ولكنه مرتفع جدًا عند الإناث. هناك أيضًا اتجاه لتقليل العبور في ذكور الثدييات.

اكتشف جوين لأول مرة أن الطفرة تقلل العبور في جميع كروموسومات ذبابة الفاكهة.

الانقلاب هو تغيير متعدد الأجزاء في الكروموسوم. في جزء معين من الكروموسوم يتم قمع العبور بسبب الانقلابات.

أظهر Plow بشكل تجريبي أنه عندما تتعرض ذبابة الفاكهة لتغيرات درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، تزداد النسبة المئوية للعبور في أجزاء معينة من الكروموسوم.

أظهر مولر أن إشعاع الأشعة السينية يزيد من العبور بالقرب من السنترومير. وبالمثل ، أظهر هانسون أن الراديوم يزيد من العبور.

أثبتت الجسور أن العمر يؤثر أيضًا على معدل العبور في ذبابة الفاكهة. عندما تكبر الأنثى يزيد معدل العبور.

النظام الغذائي عالي الكالسيوم في ذبابة الفاكهة الصغيرة يقلل من معدل العبور حيث يؤدي نقص الأيونات المعدنية إلى زيادة العبور.

8. تواتر العبور أقل في نهايات الكروموسوم وأيضًا بالقرب من السنترومير مقارنة بالأجزاء الأخرى.

أهمية العبور:

1. يوفر العبور دليلاً مباشرًا على الترتيب الخطي للجينات.

2. من خلال عبور أجزاء من الكروموسومات المتجانسة يتم تبادلها وبالتالي توفير منشأ للصفات الجديدة والتغيرات الجينية.

3. أدى العبور إلى بناء خريطة ربط أو خرائط جينية للكروموسومات.

4. تساعد مجموعة الارتباط والترتيب الخطي للجينات في الكشف عن آلية الجينات وطبيعتها.

5. يلعب العبور دورًا مهمًا جدًا في مجال التربية لتحسين أصناف النباتات والحيوانات.


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف لمعلمي Varsity.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة وموقع المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


ما هو العبور ولماذا هو مهم في الانقسام الاختزالي؟

الانقسام الاختزالي ضروري في الحفاظ على عدد الكروموسوم وكذلك إحداث زيادة في التنوع الجيني. في هذا المنشور BiologyWise ، نشرح عملية العبور ولماذا هي مهمة.

الانقسام الاختزالي ضروري في الحفاظ على عدد الكروموسوم وكذلك إحداث زيادة في التنوع الجيني. في هذا المنشور BiologyWise ، نشرح عملية العبور ولماذا هي مهمة.

عمليات الانتقال ورسم الخرائط الجينية

تم استخدام عملية العبور في رسم الخرائط الجينية لفهم ترتيب الجينات على الكروموسوم ، ولتحديد المسافة بينها. يعمل هذا على أساس أنه إذا كان هناك جينان متباعدان على الكروموسوم ، فإن تواتر العبور بينهما سيكون أكبر.

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

ينتج جميع الأفراد كائنات مماثلة لأنفسهم من خلال عملية التكاثر.يمكننا تصنيف التكاثر إلى نوعين أساسيين ، جنسي وغير جنسي. تتكاثر جميع بدائيات النوى وبعض حقيقيات النوى بالطرق اللاجنسية. وتشمل هذه العمليات مثل التبرعم ، والانشطار الثنائي ، والتفتت ، والتكاثر الخضري ، والتكاثر العذري ، وما إلى ذلك.

تتكاثر معظم حقيقيات النوى عن طريق التكاثر الجنسي. هنا ، تتحد المادة الجينية لكائنين لتكوين فرد جديد. تتم هذه العملية بمساعدة آليتين أساسيتين للانقسام الاختزالي: عملية تكوين الأمشاج والتخصيب - اندماج الأمشاج الذكرية والأنثوية.

الانقسام الاختزالي هو نوع متخصص من انقسام الخلايا يحدث فقط في الخلايا الجنسية المتخصصة أو الأمشاج. هذا التقسيم يقلل من عدد الكروموسوم بمقدار النصف ، وهو مطلوب لتكوين خلايا أحادية العدد (ن) من خلايا ثنائية الصبغيات (2 ن). هذه العملية مطلوبة للحفاظ على عدد الكروموسوم في الأفراد. قبل أن نبدأ بما يعبر ، نود أن نتحدث باختصار عن الانقسام الاختزالي.

ما هو الانقسام الاختزالي؟

♦ يمكن تعريف الانقسام الاختزالي على أنه انقسام اختزالي يحدث في الخلايا الجرثومية البدائية. ستؤدي كل خلية ثنائية الصبغة إلى ظهور أربع خلايا ابنة أحادية الصيغة الصبغية في نهاية الانقسام الانتصافي. قبل الانقسام الاختزالي ، عندما تكون الخلية في المرحلة S من دورة الخلية ، يحدث تكرار الحمض النووي لتوليد نسختين متطابقتين من كل خيط من الكروموسوم. تسمى هذه النسخ المتطابقة & # 8216sister chromatids & # 8217.

♦ أثناء الانقسام الاختزالي ، عادة ما توجد الكروموسومات في أزواج ، يوجد كروموسوم واحد من أصل أموي والآخر من أصل أبوي. يُعرف هذا الزوج من الكروموسومات بالكروموسومات المتجانسة.

♦ يمكن تقسيم الانقسام الاختزالي إلى مرحلتين: الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني. في طور الانقسام الاختزالي الأول يحدث عبور الكروموسومات ، ويتم فصل الكروموسومات المتجانسة إلى خليتين ابنتيتين. في الانقسام الاختزالي الثاني ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض لتكوين أربع خلايا ابنة أحادية العدد. يقلل الانقسام الاختزالي عدد الكروموسومات إلى النصف ، والتي تتضاعف مرة أخرى في عملية الإخصاب وتؤدي إلى ظهور زيجوت ثنائي الصبغيات جديد.

ما هو العبور؟

♦ العبور هو ببساطة تبادل المادة الوراثية بين كروموسومين متماثلين لإحداث كروموسومات مؤتلفة. في الطور الأول ، تتراصف الكروموسومات المتجانسة طوليًا أو تتزاوج مع بعضها البعض ، ويتم تبادل المواد الجينية بين الكروموسومات ، وهو ما يُعرف بالعبور. يُعرف الاقتران بين الكروموسومات المتجانسة باسم المشابك ، وتعرف النقطة التي تتزاوج فيها هذه الكروموسومات مع بعضها البعض باسم chiasma (pl. chiasmata).

♦ تبدأ عملية العبور أو إعادة التركيب بواسطة البروتين Spo 11. يشكل هذا البروتين معقدًا مع بروتينات أخرى مثل RAD50 و MRE11A ، و NBS 1 مطلوب لكسر الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل. بعض نوكليازات خارجية معينة مطلوبة لتحقيق هضم النهايات 5 & # 8242 من أجل توليد ذيول مفردة 3 & # 8242. وقد لوحظ أيضًا أن MRE11A تمتلك بعض نوكلياز خارجي بالإضافة إلى أنشطة نوكلياز داخلية.

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

♦ تتولى إعادة تجميع الحمض النووي مثل DMC1 و RAD51 المسؤولية. يرتبط هذان البروتينان ببروتينين آخرين وهما ضروريان لغزو الكروماتيد غير الشقيق. DMC1 مطلوب للعثور على التسلسلات الأليلية على الكروماتيد غير الشقيق. يساعد RAD51 على إحداث غزو حبلا للكروماتيد غير الشقيق بطريقة تعتمد على ATP وكذلك في البحث عن التسلسلات الأليلية.

♦ بعد ذلك ، يتم استخدام الطرف 3 & # 8242 من الخيط الغازي كأساس لتخليق الحمض النووي التكميلي على الكروماتيد غير الشقيق الذي تم غزوه ، مما أدى إلى تلدين الشريط الغازي إليه. مع استمرار توليف تسلسل الحمض النووي التكميلي ، فإنه يزيح الشريط الأصلي التكميلي.

♦ بعد ذلك ، تلتحم خصلة الدنا التكميلية النازحة نفسها بالخيط الذي كان في الأصل مكملاً للخيط الغازي. يُعرف الهيكل الذي تم تشكيله على هذا النحو باسم تقاطع هوليداي.

♦ يتم بعد ذلك تقطيع هذه الخيوط المتشابكة وربطها بمساعدة بعض نوكليازات وليغاز. وتجدر الإشارة إلى أن إنشاء ذيول مفردة 3 & # 8242 يحدث فقط في الأجزاء غير المشفرة من الحمض النووي أو في الحمض النووي غير المرغوب فيه.

لماذا العبور مهم؟

♦ يساعد العبور على إحداث خلط عشوائي للمادة الوراثية أثناء عملية تكوين الأمشاج. ينتج عن هذا تكوين أمشاج تؤدي إلى ظهور أفراد متميزين وراثيًا عن آبائهم وإخوتهم.

♦ هذا الاختلاف الجيني مطلوب لزيادة قدرة السكان على البقاء على قيد الحياة. من شأن التنوع الجيني الأكبر أن يقلل من فرص وراثة الصفات الضارة في السكان ، وبالتالي يساعد على زيادة اللياقة البدنية للأفراد.

♦ قد ​​يعني التباين الجيني المتزايد أيضًا تباينًا أكبر في القابلية للإصابة بالأمراض. لذلك ، إذا كان هناك وباء لمرض ما ، فإن هذا التباين سيمنع القضاء على جميع السكان.

♦ فائدة أخرى للتنوع الجيني تتمثل في أنه قد يتم إدخال بعض السمات التي من شأنها زيادة قدرة الفرد على البقاء على قيد الحياة.

المنشورات ذات الصلة

الانقسام الاختزالي هو مرحلة في الكائنات التناسلية الجنسية ، حيث يحدث الانقسام الخلوي. إنه ذو أهمية كبيرة ، لأنه يخلق التنوع الجيني في السكان.

الانقسام الاختزالي هو مرحلة في الكائنات التناسلية الجنسية ، حيث يحدث الانقسام الخلوي. إنه ذو أهمية كبيرة ، لأنه يخلق التنوع الجيني في السكان.

تقدم المقالة التالية بعض النقاط التي تتعلق بموضوع دراسات الحمض النووي ، والتي تصف على وجه التحديد أهمية الحمض النووي.


هل يحدث التقاطع بين الكروموسومات من الأجداد؟ - مادة الاحياء

يُظهر الرسم المتحرك في العنوان عملية إعادة التركيب الجيني في أزواج كروموسوم فقط (تتراد). في الواقع ، كل ما يحدث لهذه التترادات يحدث في وقت واحد للـ 21 تيتراد الأخرى (أو 20 في حالة الذكور). تكون النتيجة دائمًا أربع خلايا ، لكل منها كروموسوم واحد رقم 1 ، وواحد رقم 2 وواحد رقم 3 وهكذا حتى واحد من كل 23 كروموسومًا. وبالتالي ، تحتوي كل خلية على مجموعة كاملة من الكروموسومات وتكون جاهزة لتصبح إما حيوانًا منويًا أو خلية بويضة.

كل شخص لديه 23 زوجًا من الكروموسومات في كل خلية. عضو واحد من كل زوج يأتي من أمنا والآخر من أبينا. كجزء من إنتاج خلايا البويضات والحيوانات المنوية ، يتم تقسيم أزواج الكروموسومات وتوزيعها بشكل مستقل وعشوائي بطريقة يتلقى فيها كل حيوان منوي أو بويضة عضوًا واحدًا من كل زوج.

عندما يلتقي الحيوان المنوي والبويضة أثناء الإخصاب ، يتلقى الأمشاج الناتج عضوًا واحدًا من كل زوج من الكروموسومات من والده والآخر من أمه يعطيه 46 كروموسومًا ضروريًا لحياة الإنسان. عندما تنقسم الخلايا لتشكيل كائن حي جديد ، تتلقى كل خلية من هذا الكائن نسخة دقيقة من كل كروموسوم ناتج من 46 كروموسوم.

تضمن عملية فرز الانقسام الاختزالي أن الكروموسومات التي يتلقاها كل حيوان منوي وخلية بويضة يتم توزيعها بشكل مستقل وعشوائي.

يتم إنتاج كل حيوان منوي أو بويضة بشكل مستقل عن الآخرين. ستشترك كل خلية منوية أو بويضة ينتجها الفرد في كمية كبيرة من الحمض النووي مع جميع الخلايا الأخرى التي ينتجها هذا الشخص ، ولكن لن تكون أي منها متطابقة تمامًا.

كل شيء بسيط للغاية. . . إلا أن هناك تعقيدًا بسيطًا. . .

كروس أو إعادة التركيب

بين Prophase 1 و Metaphase 1 من الانقسام الاختزالي ، نسختان (كروماتيدات) من كروموسوم الأم ونسختان من فريق كروموسوم الأب تتشابك لتشكيل رباعي (احتضان وداع). في هذه العملية ، يتبادلون الأجزاء والأجزاء من أنفسهم. "خذ هذا الشيء لتتذكرني به يا عزيزتي." يمكن أن يحدث التبادل بين جميع أعضاء الرباعي الأربعة.

ينتج عن هذا الكروموسومات التي هي خليط من الحمض النووي المستلم من أبينا وأبائنا وأمنا وأبائنا. يطلق عليه إعادة التركيب الجيني أو التقاطع الأكثر شيوعًا. يمكن أن يحدث التقاطع في أي مكان على الكروموسوم. في الواقع ، يمكن أن يحدث في عدة مواقع في نفس الوقت. تشير التقديرات إلى أنه خلال كل انقسام الاختزالي في البشر ، يوجد في المتوسط ​​اثنان إلى ثلاثة عمليات انتقال لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة.

كروس إلزامي! من أجل حدوث تكوين للحيوانات المنوية أو البويضات ، يجب أن يكون هناك حدث تقاطع واحد على الأقل لكل زوج كروموسوم متماثل أثناء الانقسام الاختزالي.

هناك نتيجتان محتملتان للتقاطع (إعادة التركيب).

قد يحدث التقاطع بين كروماتيدات الأم المتطابقة أو كروماتيدات الأب المتطابقة. هذه الأحداث المتقاطعة غير مرئية للتسلسل لأن الكروموسومات المعاد تكوينها ستظل نسخًا كاملة من كروموسومات الأم أو الأب. ومع ذلك ، فإن حدوثها يفي بمتطلبات حدث تقاطع واحد على الأقل لكل زوج كروموسوم متماثل. ينتج عن هذا النوع من التقاطع حصول الحفيد على كروموسوم واحد متطابق تمامًا من أحد الأجداد.

على سبيل المثال ، انقر فوق علامة التبويب أعلاه لمشروع Mapping Grandchildren & rsquos Chromosome واكتشف كروموسومات Cathryn & rsquos # 6 (كلها حمراء تمامًا من جدتها الأم). في المقابل ، فإن كروموسوم كاثرين ورسكوس الأب رقم 6 عبارة عن مزيج من ثلاثة أجزاء حيث جعل حدثان متقاطعان هذا الكروموسوم في الغالب من جدها الأب (أزرق فاتح) مع جزأين أصغر من جدتها الأب (الأزرق الداكن). وبالمثل ، تلقت إيزابيل شقيقتها كاثرين ورسكووس كروموسومًا سليمًا رقم 1 من جدتها لأبيها (أزرق غامق).

النتيجة الثانية ، للتقاطع بين كروماتيد الأم والأب ، هي أكثر أهمية لعلم الأنساب الجيني. هذه هي العملية التي تؤدي إلى خليط من الأجزاء من سلالات الأم والأب. مع مرور الوقت ، تؤدي هذه التبادلات في كل جيل إلى أجزاء أصغر وأصغر من أسلاف أبعد. نظرًا لأن الأحداث نفسها تحدث في سلالات أخرى من أسلاف مشتركة ، فإن هذا يؤدي في كثير من الأحيان إلى مقاطع كروموسوم مشتركة بين أبناء العمومة المرتبطين بعيدًا.

من الغريب أن معدلات التقاطع أعلى بمقدار 1.7 مرة في الانقسام الاختزالي للإناث عنها في الانقسام الاختزالي للذكور. معدلات التقاطع عند الذكور أقل بخمس مرات بالقرب من السنتروميرات ولكنها أعلى بعشر مرات بالقرب من التيلوميرات مقارنة مع الإناث. (Buard J، de Massy B: لعب الغميضة مع النقاط الساخنة للتقاطع الانتصافي للثدييات. Trends Genet. 2007، 23: 301-309. 10.1016 / j.tig.2007.03.014.)

CentiMorgan (سم) هي وحدة من "طول" الكروموسوم المستخدمة في علم الأنساب الجيني لوصف كمية الحمض النووي المشتركة بين شخصين. إنه مقياس لتكرار إعادة التركيب الجيني (التقاطع). واحد سم يساوي طول الكروموسوم الذي يحدث فيه التقاطع بتردد 1٪ في جيل واحد. في البشر ، يعادل 1 سم ، في المتوسط ​​، مليون زوج أساسي. (http://www.medicinenet.com/script/main/art.asp؟articlekey=2665)

عندما تصل الكروموسومات إلى الكائن الحي الجديد ، تكون عبارة عن فسيفساء من الحمض النووي من الأجداد الأربعة (انقر فوق علامة التبويب Grandchild Chromosome Mapping Project أعلاه). وبما أن الأجداد تلقوا حمضهم النووي بالطريقة نفسها ، فإن الكروموسومات هي في الواقع مزيج من الحمض النووي من العديد من الأسلاف الذين عاشوا في زمن بعيد. بالطبع ، مع مرور الحمض النووي عبر الأجيال ، تصبح مساهمة الأسلاف الأبعد مجزأة بشكل متزايد وأصغر. في كثير من الحالات ، لا نشارك الحمض النووي لبعض أسلافنا البعيدين. في المتوسط ​​، تُظهر الدراسات أن ما يصل إلى 10٪ من أبناء العمومة الثالثة و 50٪ أو من أبناء العمومة الرابع يتشاركون الآن أجزاء متطابقة من الحمض النووي.

رسم خرائط كروموسومات الأحفاد لأجدادهم:

دراسة حالة لإعادة التركيب الجيني

الرسومات أدناه عبارة عن خرائط كروموسوم للحمض النووي المشترك بين شقيقتين كاملتين ، كاثرين وإيزابيل ، وجميع أجدادهم الأربعة. تم اختبار جميع الأجداد الأربعة والحفيدات في Family Tree DNA. تم تنزيل بيانات مقطع الحمض النووي المشتركة لكل جد / حفيد من متصفح كروموسوم FTDNA. ثم تم تحميله على http://kittymunson.com/dna/ChromosomeMapper.php حيث تم تعيين كروموسومات كل فتاة لإظهار الأجزاء التي حصلت عليها من كل جد. يمثل كل شريط طولي في الرسم التخطيطي زوجًا من الكروموسومات (أي خيطين أساسيين من الحمض النووي ، أحدهما من والدتهما والآخر من والدهما). يتم تمثيل شرائح من أجدادهم من الأب على الشريط العلوي لكل كروموسوم و mdashthe جدة الأب باللون الأزرق الداكن والجد للأب باللون الأزرق الفاتح. يمثل الشريط السفلي كروموسومات الأمهات ، أحمر من جدة الأم وبرتقالي من جد الأم. يمكنك أن ترى أن الكروموسومات عبارة عن خليط من الأجزاء من كل من الأجداد الأربعة! لاحظ أيضًا أن خريطة كل فتاة تُظهر مزيجًا مختلفًا من الأجزاء من الأجداد الأربعة. إنه مثل خلط الأوراق ورسمها. هناك مزيج مختلف في كل مرة.

بدون شك ، حصل كل منا على انقسام 50/50 من الحمض النووي من والدينا. تشير تقارير Family Tree DNA إلى أن إجمالي كمية الحمض النووي المشتركة بين أحد الوالدين والطفل تبلغ 3384 سم على مدار 22 قطعة. لا يتم تضمين الكروموسومات الثالثة والعشرون (X & Y) في تقارير كمية الحمض النووي المشتركة. ومع ذلك ، يتم تضمينها في خرائط متصفح الكروموسوم. انقر هنا لرؤية خريطة الكروموسوم الأبوين. انقر مرة أخرى للإغلاق.


آليات إعادة التركيب

يحدث إعادة التركيب عندما يتم تبديل جزء من كروموسوم الأب بقطعة متماثلة من الحمض النووي على كروموسوم الأم المطابق (أو العكس). من الواضح أن هذا النوع من مقايضة الحمض النووي يجب أن يتم بعناية وبتكافؤ ، حتى لا يكتسب الحمض النووي الناتج المعلومات أو يفقدها. لضمان هذه الدقة في إعادة التركيب ، يتم تجميع الكروماتيدات المتجانسة غير الشقيقة معًا عبر البروتينات في مجمع سينابتونيمال (SC) أثناء الطور الأول. يبدأ هذا المركب الذي يشبه السلم في التكون في مرحلة الزيجوتين من الطور الأول ويكتمل في pachytene. يتكون SC الكامل من عناصر جانبية بروتينية (تعرف أيضًا بالعناصر المحورية) التي تعمل على طول الكروماتيدات وعنصر مركزي قصير يتكون من بروتينات ليفية تشكل درجات السلم المتعامدة مع العنصرين الجانبيين.

قد تحدث إعادة التركيب مع أو بدون تكوين فواصل مزدوجة الخيط ، وفي الواقع ، يمكن أن تحدث بدون تكوين المركب المشبكي ، على الرغم من أن SC من المحتمل أن يعزز كفاءة إعادة التركيب. في S. بومبي، يحدث الانقسام الاختزالي دون تكوين مركب سينابتونيمال ، ولكن هناك هياكل صغيرة متقطعة تشبه إلى حد ما أجزاء من SC. في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن، تخضع الإناث للانقسام الاختزالي باستخدام مركب synaptonemal ، لكن الذكور لا يخضعون لإعادة التركيب الانتصافي ، ولا تشكل الكروموسومات الخاصة بهم مجمعات متشابكة. في معظم الحالات ، يسبق إعادة التركيب تكوين عقيدات إعادة التركيب ، وهي مجمعات بروتينية تتشكل عند نقاط محتملة لإعادة التركيب.

تتضمن أفضل آلية تمت دراستها لإعادة التركيب الانقسام الاختزالي كسرًا مزدوجًا لواحد من الكروموسومات بدأه نوكلياز داخلي خاص بالانقسام الاختزالي ، Spo11. النهايات 5 & rsquo (واحدة في كل اتجاه) من هذا القطع تتدهور قليلاً لتشكيل 3 و rsquo متدلية مفردة تقطعت بهم السبل. تؤدي هذه النهايات غير المقترنة إلى تكوين تقاطعات هوليداي (سميت على اسم Robin Holliday) مع حبلا من كروماتيد آخر يعمل كقالب لتخليق الجزء المفقود من الكروماتيدات ، مما يؤدي إلى اثنين من الكروماتيدات الشقيقة التي تكون & quot ؛ متشابكة & quot ؛ من خلال وجود حبلا واحد من الحمض النووي مقترنًا بكروماتيد مختلف. يمكن حل هذا التشابك مع أو بدون تقاطع. يبدأ إعادة التركيب في pachytene ويكتمل في الدبلوتين ، وفي ذلك الوقت ينهار مجمع synaptonemal. عندما تبدأ الكروماتيدات في الانفصال ، شياسماتا (المواقع التي تظل فيها الكروماتيدات على اتصال) تصبح ظاهرة في بعض مواقع إعادة التركيب. مع اكتمال الطور الأولي ، يتم حل chiasmata من مركز الكروموسومات إلى النهايات.

الشكل ( PageIndex <2> ). إعادة تركيب الكروموسومات المتجانسة.

Video ( PageIndex <1> ): في هذه الرسوم المتحركة ، استكشف كيفية تكوين تقاطع Holliday ، وكيف يمكن حله لاحقًا. (www.youtube.com/watch؟v=MvnWxN81Qps)


بيو 140 - علم الأحياء البشري 1 - كتاب مدرسي

/>
ما لم يُذكر خلاف ذلك ، هذا العمل مُرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي نَسب المُصنَّف - غير تجاري 4.0 دولي.

لطباعة هذه الصفحة:

انقر فوق رمز الطابعة في الجزء السفلي من الشاشة

هل النسخة المطبوعة الخاصة بك غير مكتملة؟

تأكد من أن النسخة المطبوعة تتضمن كل المحتوى من الصفحة. إذا لم يكن & # 39t ، فحاول فتح هذا الدليل في متصفح مختلف والطباعة من هناك (أحيانًا يعمل Internet Explorer بشكل أفضل ، وأحيانًا Chrome ، وأحيانًا Firefox ، وما إلى ذلك).

الفصل 9

عملية الانقسام الاختزالي

OpenStax ، عملية الانقسام الاختزالي. OpenStax CNX. 24 فبراير 2014 http://cnx.org/contents/[email protected] & نسخ 24 فبراير 2014 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 3.0.

  • وصف سلوك الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي
  • وصف الأحداث الخلوية أثناء الانقسام الاختزالي
  • اشرح الاختلافات بين الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي
  • اشرح الآليات داخل الانقسام الاختزالي التي تولد الاختلاف الجيني بين منتجات الانقسام الاختزالي

يتطلب التكاثر الجنسي الإخصاب ، اتحاد خليتين من كائنين منفصلين. إذا كانت هاتان الخليتان تحتويان على مجموعة واحدة من الكروموسومات ، فإن الخلية الناتجة تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات. تحتوي الخلايا أحادية الصيغة الصبغية على مجموعة واحدة من الكروموسومات. تسمى الخلايا التي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات ثنائية الصبغيات. يسمى عدد مجموعات الكروموسومات في الخلية بمستوى ploidy. إذا كانت الدورة التناسلية ستستمر ، فيجب أن تقلل الخلية ثنائية الصبغة بطريقة ما عدد مجموعات الكروموسوم قبل أن يحدث الإخصاب مرة أخرى ، أو سيكون هناك مضاعفة مستمرة في عدد مجموعات الكروموسوم في كل جيل. لذلك ، بالإضافة إلى الإخصاب ، يتضمن التكاثر الجنسي انقسامًا نوويًا يقلل من عدد مجموعات الكروموسوم.

معظم الحيوانات والنباتات ثنائية الصبغيات ، وتحتوي على مجموعتين من الكروموسومات. في كل خلية جسدية من الكائن الحي (جميع خلايا الكائن متعدد الخلايا باستثناء الأمشاج أو الخلايا التناسلية) ، تحتوي النواة على نسختين من كل كروموسوم ، تسمى الكروموسومات المتجانسة. يشار إلى الخلايا الجسدية أحيانًا باسم خلايا ldquobody & rdquo. الكروموسومات المتجانسة هي أزواج متطابقة تحتوي على نفس الجينات في مواقع متطابقة بطولها. ترث الكائنات ثنائية الصبغة نسخة واحدة من كل كروموسوم متماثل من كل والد معًا ، وتعتبر مجموعة كاملة من الكروموسومات. توجد خلايا Haploid ، التي تحتوي على نسخة واحدة من كل كروموسوم متماثل ، فقط داخل الهياكل التي تؤدي إلى ظهور الأمشاج أو الأبواغ. الجراثيم هي خلايا أحادية الصيغة الصبغية يمكن أن تنتج كائنًا أحادي الصبغة أو يمكن أن تندمج مع بوغ آخر لتشكيل خلية ثنائية الصبغيات. تنتج جميع الحيوانات ومعظم النباتات البيض والحيوانات المنوية أو الأمشاج. تنتج بعض النباتات وجميع الفطريات جراثيم.

يرتبط الانقسام النووي الذي يشكل الخلايا الفردية ، والذي يسمى الانقسام الاختزالي ، بالانقسام الفتيلي.كما تعلمت ، فإن الانقسام الفتيلي هو جزء من دورة تكاثر الخلية التي ينتج عنها نوى ابنة متطابقة والتي هي أيضًا متطابقة وراثيًا مع النواة الأصلية الأصلية. في حالة الانقسام الفتيلي ، يكون كل من نوى الوالدين والابنة في نفس المستوى المتماثل و mdashdiploid لمعظم النباتات والحيوانات. يستخدم الانقسام الاختزالي العديد من نفس الآليات مثل الانقسام الفتيلي. ومع ذلك ، فإن نواة البداية تكون دائمًا ثنائية الصبغة والنواة التي تنتج في نهاية انقسام الخلية الانتصافية تكون أحادية العدد. لتحقيق هذا التخفيض في عدد الكروموسومات ، يتكون الانقسام الاختزالي من جولة واحدة من تكرار الكروموسوم وجولتين من الانقسام النووي. نظرًا لأن الأحداث التي تحدث خلال كل مرحلة من مراحل التقسيم مماثلة لأحداث الانقسام الفتيلي ، يتم تعيين نفس أسماء المراحل. ومع ذلك ، نظرًا لوجود جولتين من التقسيم ، يتم تعيين العملية الرئيسية والمراحل بـ & ldquoI & rdquo أو & ldquoII. & rdquo وهكذا ، فإن الانقسام الاختزالي I هو الجولة الأولى من التقسيم الانتصافي ويتكون من الطور الأول ، الطور الأول ، وما إلى ذلك. يتضمن الانقسام الاختزالي الثاني ، الذي تحدث فيه الجولة الثانية من الانقسام الانتصافي ، الطور الثاني ، الطور الثاني ، وما إلى ذلك.

الانقسام الاختزالي الأول

يسبق الانقسام الاختزالي طور بيني يتكون من G1و S و G2 المراحل التي تتطابق تقريبًا مع المراحل التي تسبق الانقسام. جي1 المرحلة ، والتي تسمى أيضًا مرحلة الفجوة الأولى ، هي المرحلة الأولى من الطور البيني وتركز على نمو الخلية. المرحلة S هي المرحلة الثانية من الطور البيني ، والتي يتم خلالها تكرار الحمض النووي للكروموسومات. أخيرًا ، فإن مجموعة G2 المرحلة ، وتسمى أيضًا مرحلة الفجوة الثانية ، هي المرحلة الثالثة والأخيرة من الطور البيني في هذه المرحلة ، حيث تخضع الخلية للاستعدادات النهائية للانقسام الاختزالي.

أثناء تكرار الحمض النووي في المرحلة S ، يتم نسخ كل كروموسوم لإنتاج نسختين متطابقتين ، تسمى الكروماتيدات الشقيقة ، والتي يتم تجميعها معًا في المركز بواسطة بروتينات cohesin. يقوم Cohesin بتثبيت الكروماتيدات معًا حتى الطور الثاني. تتكاثر أيضًا الجسيمات المركزية ، وهي الهياكل التي تنظم الأنابيب الدقيقة للمغزل الانتصافي. هذا يعد الخلية لدخول الطور الأول ، المرحلة الأولى من الانتصافي.

الطور الأول

في وقت مبكر من الطور الأول ، قبل أن يمكن رؤية الكروموسومات بوضوح مجهريًا ، يتم ربط الكروموسومات المتجانسة عند أطرافها بالمغلف النووي بواسطة البروتينات. عندما يبدأ الغلاف النووي في الانهيار ، فإن البروتينات المرتبطة بالكروموسومات المتجانسة تقرب الزوج من بعضهما البعض. تذكر أنه في حالة الانقسام الفتيلي ، لا تتزاوج الكروموسومات المتجانسة معًا. في الانقسام الفتيلي ، تصطف الكروموسومات المتجانسة من طرف إلى طرف بحيث عندما تنقسم ، تتلقى كل خلية ابنة كروماتيد أخت من كلا العضوين في الزوج المتماثل. المركب synaptonemal ، وهو شبكة من البروتينات بين الكروموسومات المتجانسة ، يتشكل أولاً في مواقع محددة ثم ينتشر ليغطي الطول الكامل للكروموسومات. يسمى الاقتران الضيق للكروموسومات المتجانسة بالتشابك. في التشابك العصبي ، يتم محاذاة الجينات الموجودة على كروماتيدات الكروموسومات المتجانسة بدقة مع بعضها البعض. يدعم المركب synaptonemal تبادل مقاطع الكروموسومات بين الكروماتيدات المتجانسة غير الشقيقة ، وهي عملية تسمى العبور. يمكن ملاحظة العبور بصريًا بعد التبادل مثل chiasmata (المفرد = chiasma) (الشكل 1).

في أنواع مثل البشر ، على الرغم من أن الكروموسومات الجنسية X و Y ليست متجانسة (تختلف معظم جيناتها) ، إلا أنها تمتلك منطقة صغيرة من التماثل التي تسمح للكروموسومات X و Y بالاقتران خلال المرحلة الأولى. يتطور فقط بين مناطق التنادد.

الشكل 1: في وقت مبكر من الطور الأول ، تتجمع الكروموسومات المتجانسة معًا لتشكل مشابكًا عصبية. ترتبط الكروموسومات ببعضها البعض بإحكام وفي محاذاة مثالية بواسطة شبكة بروتينية تسمى مركب synaptonemal وبروتينات cohesin في المركز.

تقع على فترات على طول مجمع synaptonemal تجمعات بروتينية كبيرة تسمى عقيدات إعادة التركيب. تحدد هذه التجميعات نقاط chiasmata اللاحقة وتتوسط في عملية متعددة الخطوات للتداخل الجيني و mdashor و mdash بين الكروماتيدات غير الشقيقة. بالقرب من عقدة إعادة التركيب على كل كروماتيد ، يتم شق الحمض النووي المزدوج الشريطة ، وتعديل الأطراف المقطوعة ، ويتم إجراء اتصال جديد بين الكروماتيدات غير الشقيقة. مع تقدم المرحلة الأولى ، يبدأ المركب synaptonemal في الانهيار وتبدأ الكروموسومات في التكاثف. عندما يختفي المركب synaptonemal ، تظل الكروموسومات المتجانسة مرتبطة ببعضها البعض في السنترومير وفي chiasmata. تظل chiasmata حتى الطور الأول. يختلف عدد chiasmata وفقًا للأنواع وطول الكروموسوم. يجب أن يكون هناك تصالب واحد على الأقل لكل كروموسوم للفصل المناسب للكروموسومات المتجانسة أثناء الانقسام الاختزالي الأول ، ولكن قد يكون هناك ما يصل إلى 25. بعد التقاطع ، ينهار المركب المشبكي ويتم أيضًا إزالة اتصال التماسك بين الأزواج المتجانسة. في نهاية الطور الأول ، يتم تثبيت الأزواج معًا فقط عند chiasmata (الشكل 2) وتسمى tetrads لأن الكروماتيدات الأربعة الشقيقة لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة أصبحت مرئية الآن.

أحداث التقاطع هي المصدر الأول للتنوع الجيني في النوى الناتج عن الانقسام الاختزالي. يؤدي حدث تقاطع فردي بين كروماتيدات غير شقيقة متجانسة إلى تبادل متبادل للحمض النووي المكافئ بين كروموسوم الأم وكروموسوم الأب. الآن ، عندما يتم نقل الكروماتيد الشقيق إلى خلية مشيجية ، فإنه سيحمل بعض الحمض النووي من أحد الوالدين للفرد وبعض الحمض النووي من الوالد الآخر. يحتوي الكروماتيد الشقيق المؤتلف على مجموعة من جينات الأم والأب التي لم تكن موجودة قبل التقاطع. عمليات الانتقال المتعددة في ذراع الكروموسوم لها نفس التأثير ، حيث تتبادل أجزاء من الحمض النووي لتكوين كروموسومات مؤتلفة.

الشكل 2: يحدث التقاطع بين الكروماتيدات غير الشقيقة للكروموسومات المتجانسة. والنتيجة هي تبادل المواد الجينية بين الكروموسومات المتجانسة.

بروميثافيز أنا

الحدث الرئيسي في المرحلة الأولى من الطور الأول هو ربط الأنابيب الدقيقة لألياف المغزل ببروتينات kinetochore في السنتروميرات. بروتينات Kinetochore عبارة عن معقدات متعددة البروتينات تربط مراكز الكروموسوم بالأنابيب الدقيقة للمغزل الانقسامي. تنمو الأنابيب الدقيقة من الجسيمات المركزية الموضوعة في أقطاب متقابلة للخلية. تتحرك الأنابيب الدقيقة باتجاه منتصف الخلية وتلتصق بأحد الكروموسومات المتجانسة المنصهرة. تلتصق الأنابيب الدقيقة في كل كروموسومات & # 39 kinetochores. مع ربط كل عضو من الزوج المتماثل بأقطاب متقابلة للخلية ، في المرحلة التالية ، يمكن للأنابيب الدقيقة أن تفصل الزوج المتماثل عن بعضهما البعض. تسمى ألياف المغزل التي تعلق على kinetochore بـ kinetochore microtubule. في نهاية المرحلة الأولى من الطور الأول ، يتم توصيل كل رباعي الأنابيب بأنابيب دقيقة من كلا القطبين ، مع وجود كروموسوم واحد متماثل يواجه كل قطب. لا تزال الكروموسومات المتجانسة متماسكة معًا في chiasmata. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الغشاء النووي قد انهار بالكامل.

الطور الأول

أثناء الطور الأول ، يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة في وسط الخلية مع مواجهة الحركات الحركية للأقطاب المتقابلة. تتجه الأزواج المتماثلة بشكل عشوائي عند خط الاستواء. على سبيل المثال ، إذا تم تسمية العضوين المتماثلين للكروموسوم 1 a و b ، فيمكن أن يصطف الكروموسومات a-b أو b-a. هذا مهم في تحديد الجينات التي تحملها الأمشاج ، حيث سيتلقى كل منها واحدًا فقط من الكروموسومين المتماثلين. تذكر أن الكروموسومات المتجانسة ليست متطابقة. تحتوي على اختلافات طفيفة في معلوماتها الجينية ، مما يجعل كل مشيج لها تركيبة جينية فريدة.

هذه العشوائية هي الأساس المادي لخلق الشكل الثاني من الاختلاف الجيني في النسل. ضع في اعتبارك أن الكروموسومات المتماثلة لكائن يتكاثر جنسيًا موروثة في الأصل كمجموعتين منفصلتين ، واحدة من كل والد. باستخدام البشر كمثال ، توجد مجموعة واحدة من 23 كروموسومًا في البويضة التي تبرعت بها الأم. يوفر الأب المجموعة الأخرى المكونة من 23 كروموسومًا في الحيوانات المنوية التي تخصب البويضة. كل خلية من ذرية متعددة الخلايا لها نسخ من مجموعتين أصليتين من الكروموسومات المتجانسة. في الطور الأول من الانقسام الاختزالي ، تشكل الكروموسومات المتجانسة الرباعي. في الطور الأول ، تصطف هذه الأزواج عند نقطة المنتصف بين قطبي الخلية لتشكيل لوحة الطور. نظرًا لوجود فرصة متساوية في أن تصادف ألياف الأنابيب الدقيقة كروموسومًا موروثًا من الأم أو الأب ، فإن ترتيب الرباعي في لوحة الطور يكون عشوائيًا. أي كروموسوم موروث من الأم قد يواجه أيًا من القطبين. قد يواجه أي كروموسوم موروث من الأب أيضًا أيًا من القطبين. اتجاه كل رباعى مستقل عن اتجاه 22 رباعيات أخرى.

هذا الحدث و [مدش] مجموعة عشوائية (أو مستقلة) من الكروموسومات المتجانسة في لوحة الطور و [مدش] هي الآلية الثانية التي تقدم الاختلاف في الأمشاج أو الأبواغ. في كل خلية تخضع للانقسام الاختزالي ، يختلف ترتيب الرباعي. يعتمد عدد الاختلافات على عدد الكروموسومات التي تتكون منها المجموعة. هناك احتمالان للتوجيه على لوحة الطور ، وبالتالي فإن العدد المحتمل من المحاذاة يساوي 2ن، أين ن هو عدد الكروموسومات لكل مجموعة. يمتلك البشر 23 زوجًا من الكروموسومات ، مما ينتج عنه أكثر من ثمانية ملايين (2 23 ) الأمشاج الممكنة وراثيا. لا يشمل هذا الرقم المتغير الذي تم إنشاؤه مسبقًا في الكروماتيدات الشقيقة عن طريق التقاطع. بالنظر إلى هاتين الآليتين ، فمن غير المرجح أن يكون لأي خليتين أحاديتين العدد ناتج عن الانقسام الاختزالي نفس التركيب الجيني (الشكل 3).

لتلخيص العواقب الوراثية للانقسام الاختزالي الأول ، يتم إعادة توحيد جينات الأم والأب من خلال أحداث التقاطع التي تحدث بين كل زوج متماثل أثناء الطور الأول. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج التنوع العشوائي للرباعيات على لوحة الطور مزيجًا فريدًا من كروموسومات الأم والأب التي سوف تشق طريقها إلى الأمشاج.

الشكل 3: تشكيلة عشوائية ومستقلة أثناء الطور الأول يمكن إظهارها من خلال النظر في خلية بها مجموعة من اثنين من الكروموسومات (ن = 2). في هذه الحالة ، هناك ترتيبان محتملان على المستوى الاستوائي في الطور الأول. العدد الإجمالي المحتمل للأمشاج المختلفة هو 2ن، أين ن يساوي عدد الكروموسومات في مجموعة. في هذا المثال ، هناك أربع مجموعات وراثية محتملة للأمشاج. مع ن = 23 في الخلايا البشرية ، هناك أكثر من 8 ملايين توليفة محتملة من الكروموسومات الأبوية والأمومية.

أنا طور أنا

في الطور الأول ، تقوم الأنابيب الدقيقة بفصل الكروموسومات المرتبطة عن بعضها. تظل الكروماتيدات الشقيقة مرتبطة بإحكام معًا في السنترومير. يتم كسر chiasmata في طور الطور الأول لأن الأنابيب الدقيقة المتصلة بالحركية المنصهرة تسحب الكروموسومات المتجانسة بعيدًا (الشكل 4).

Telophase I و Cytokinesis

في الطور البعيد ، تصل الكروموسومات المنفصلة إلى أقطاب متقابلة. قد يحدث أو لا يحدث ما تبقى من أحداث الطور النهائي النموذجي ، اعتمادًا على الأنواع. في بعض الكائنات الحية ، تتشكل الكروموسومات اللاكثافة والمغلفات النووية حول الكروماتيدات في الطور الطور الأول. في جميع أنواع الحيوانات تقريبًا وبعض الفطريات ، يفصل الحراك الخلوي محتويات الخلية عبر ثلم الانقسام (انقباض حلقة الأكتين التي تؤدي إلى الانقسام السيتوبلازمي). في النباتات ، تتشكل صفيحة خلوية أثناء التحريك الخلوي الخلوي بواسطة حويصلات جولجي التي تندمج في لوحة الطور. ستؤدي لوحة الخلية هذه في النهاية إلى تكوين جدران خلوية تفصل بين الخليتين الوليدين.

خليتان أحاديتان هما النتيجة النهائية للانقسام الانتصافي الأول. الخلايا أحادية العدد لأنه يوجد في كل قطب واحد فقط من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة. لذلك ، توجد مجموعة كاملة واحدة فقط من الكروموسومات. هذا هو السبب في أن الخلايا تعتبر أحادية العدد و mdash هناك مجموعة كروموسوم واحدة فقط ، على الرغم من أن كل متماثل لا يزال يتكون من كروماتيدات شقيقتين. تذكر أن الكروماتيدات الشقيقة هي مجرد نسخ مكررة لواحد من اثنين من الكروموسومات المتجانسة (باستثناء التغييرات التي حدثت أثناء العبور). في الانقسام الاختزالي الثاني ، ينفصل هذان الكروماتيدات الشقيقان ، مكونين أربع خلايا ابنة أحادية العدد.

انقر على الرابط أدناه وراجع عملية الانقسام الاختزالي ، مع ملاحظة كيفية محاذاة الكروموسومات وترحيلها:

الانقسام الاختزالي الثاني

في بعض الأنواع ، تدخل الخلايا في الطور البيني القصير ، أو الحركية الداخلية ، قبل الدخول إلى الانقسام الاختزالي الثاني. يفتقر Interkinesis إلى طور S ، لذلك لا تتكرر الكروموسومات. يتم إنتاج الخليتين في الانقسام الاختزالي الأول من خلال أحداث الانقسام الاختزالي الثاني بالتزامن. خلال الانقسام الاختزالي الثاني ، تنفصل الكروماتيدات الشقيقة داخل خليتين ابنتيتين ، وتشكل أربعة أمشاج أحادية الصيغة الصبغية. تشبه آليات الانقسام الاختزالي II الانقسام الفتيلي ، باستثناء أن كل خلية مقسمة تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات المتجانسة. لذلك ، تحتوي كل خلية على نصف عدد الكروماتيدات الشقيقة لفصلها كخلية ثنائية الصبغيات تخضع للانقسام.

الطور الثاني

إذا تم تفكيك الكروموسومات في الطور الأول ، فإنها تتكثف مرة أخرى. إذا تم تشكيل المظاريف النووية ، فإنها تتفتت إلى حويصلات. تتحرك الجسيمات المركزية التي تضاعفت أثناء الحركة الحركية بعيدًا عن بعضها البعض باتجاه أقطاب متقابلة ، وتتشكل مغازل جديدة.

بروميثافيز II

يتم تكسير المظاريف النووية تمامًا ، وتشكيل المغزل بالكامل. يشكل كل كروماتيد أخت حركية فردية مرتبطة بالأنابيب الدقيقة من أقطاب متقابلة.

الطور الثاني

يتم تكثيف الكروماتيدات الشقيقة إلى أقصى حد ومحاذاة عند خط الاستواء للخلية.

طور الثاني

يتم تفكيك الكروماتيدات الشقيقة عن طريق الأنابيب الدقيقة الحركية وتتحرك نحو القطبين المعاكسين. الأنابيب الدقيقة غير الحركية تطيل الخلية.

الشكل 4: تختلف عملية محاذاة الكروموسوم بين الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني. في المرحلة الأولى من الطور الأول ، تلتصق الأنابيب الدقيقة بالحركية المنصهرة للكروموسومات المتجانسة ، ويتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة عند نقطة منتصف الخلية في الطور الأول. في الطور الأول ، يتم فصل الكروموسومات المتجانسة. في المرحلة الأولى من الطور الثاني ، ترتبط الأنابيب الدقيقة بالحركات الحركية للكروماتيدات الشقيقة ، ويتم ترتيب الكروماتيدات الشقيقة عند نقطة منتصف الخلايا في الطور الثاني. في الطور الثاني ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة.

Telophase II و Cytokinesis

تصل الكروموسومات إلى أقطاب متقابلة وتبدأ في التكاثف. تتشكل المظاريف النووية حول الكروموسومات. يفصل التحلل الخلوي الخليتين إلى أربع خلايا أحادية العدد. في هذه المرحلة ، تكون كلتا النوى المشكَّلة حديثًا أحادية العدد. تكون الخلايا المنتجة فريدة وراثيًا نظرًا للتشكيلة العشوائية من المتجانسات الأبوية والأمومية وبسبب إعادة اتحاد مقاطع الكروموسومات الخاصة بالأم والأب (مع مجموعات الجينات الخاصة بهم) التي تحدث أثناء التقاطع. تم توضيح عملية الانقسام الاختزالي بأكملها في الشكل 5.

الشكل 5: خلية حيوانية برقم ثنائي الصيغة الصبغية من أربعة (2ن = 4) يمر عبر مراحل الانقسام الاختزالي لتشكيل أربع خلايا ابنة أحادية العدد.

مقارنة الانقسام الاختزالي والانقسام الخيطي

الانقسام والانقسام الاختزالي كلاهما شكل من أشكال انقسام النواة في الخلايا حقيقية النواة. يتشاركون بعض أوجه التشابه ، لكنهم يظهرون أيضًا اختلافات واضحة تؤدي إلى نتائج مختلفة جدًا (الشكل 6). الانقسام الخيطي هو انقسام نووي واحد ينتج عنه نواتان يتم تقسيمهما عادة إلى خليتين جديدتين. النوى الناتجة عن الانقسام الانقسامي متطابقة وراثيا مع النواة الأصلية. لديهم نفس عدد مجموعات الكروموسومات ، مجموعة واحدة في حالة الخلايا أحادية الصيغة الصبغية ومجموعتين في حالة الخلايا ثنائية الصبغيات. في معظم النباتات وجميع أنواع الحيوانات ، عادةً ما تكون الخلايا ثنائية الصبغيات هي التي تخضع للانقسام الفتيلي لتشكيل خلايا ثنائية الصبغيات جديدة. في المقابل ، يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين نوويين ينتج عنه أربع نوى يتم تقسيمها عادة إلى أربع خلايا جديدة. النوى الناتجة عن الانقسام الاختزالي ليست متطابقة وراثيا وتحتوي على مجموعة كروموسوم واحدة فقط. هذا هو نصف عدد مجموعات الكروموسوم في الخلية الأصلية ، وهي ثنائية الصبغيات.

تحدث الاختلافات الرئيسية بين الانقسام والانقسام الاختزالي في الانقسام الاختزالي الأول ، وهو تقسيم نووي مختلف تمامًا عن الانقسام. في الانقسام الاختزالي الأول ، تصبح أزواج الكروموسوم المتجانسة مرتبطة ببعضها البعض ، وترتبط مع مجمع سينابتونيمال ، وتطور chiasmata وتخضع للتقاطع بين الكروماتيدات الشقيقة ، وتصطف على طول اللوحة الطورية في رباعي الطور مع ألياف حركية من أقطاب مغزل معاكسة متصلة بكل منها kinetochore من homolog في رباعي. كل هذه الأحداث تحدث فقط في الانقسام الاختزالي الأول.

عندما يتم حل chiasmata وتفكك الرباعي مع انتقال المتماثلات إلى قطب واحد أو آخر ، يتم تقليل مستوى ploidy و mdash عدد مجموعات الكروموسومات في كل نواة مستقبلية و mdash من اثنين إلى واحد. لهذا السبب ، يشار إلى الانقسام الاختزالي الأول على أنه قسم الاختزال. لا يوجد مثل هذا الانخفاض في مستوى ploidy أثناء الانقسام.

يعتبر الانقسام الاختزالي الثاني أكثر تشابهًا مع الانقسام الانقسامي. في هذه الحالة ، تصطف الكروموسومات المضاعفة (مجموعة واحدة فقط منها) على لوحة الطور مع حركات مقسمة متصلة بألياف kinetochore من أقطاب متقابلة. أثناء الطور الثاني ، كما هو الحال في الطور الانقسامي ، تنقسم kinetochores ويشار إلى الكروموسوم و mdashnow الشقيق على أنه كروموسوم و mdashis يتم سحبه إلى قطب واحد بينما يتم سحب الكروماتيد الشقيق الآخر إلى القطب الآخر. إذا لم يكن هناك تقاطع ، فسيكون المنتجان من كل قسم من أقسام الانقسام الاختزالي الثاني متطابقين (كما هو الحال في الانقسام الفتيلي). بدلاً من ذلك ، فهي مختلفة لأنه كان هناك دائمًا تقاطع واحد على الأقل لكل كروموسوم. الانقسام الاختزالي الثاني ليس تقسيم اختزال لأنه على الرغم من وجود عدد أقل من نسخ الجينوم في الخلايا الناتجة ، لا تزال هناك مجموعة واحدة من الكروموسومات ، كما كان في نهاية الانقسام الاختزالي الأول.

الشكل 6: الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي مسبوقان بجولة واحدة من تكرار الحمض النووي ، ومع ذلك ، فإن الانقسام الاختزالي يشتمل على قسمين نوويين. الخلايا الوليدة الأربعة الناتجة عن الانقسام الاختزالي أحادية العدد ومتميزة وراثيًا. تكون الخلايا الوليدة الناتجة عن الانقسام ثنائي الصبغة ومماثلة للخلية الأم.

اتصال التطور

سر تطور الانقسام الاختزالي

بعض خصائص الكائنات الحية واسعة الانتشار وأساسية بحيث يصعب أحيانًا تذكر أنها تطورت مثل غيرها من السمات الأبسط. الانقسام الاختزالي عبارة عن سلسلة معقدة بشكل غير عادي من الأحداث الخلوية التي واجه علماء الأحياء صعوبة في وضع افتراضات واختبار كيفية تطورها. على الرغم من أن الانقسام الاختزالي متشابك بشكل لا ينفصم مع التكاثر الجنسي ومزاياه وعيوبه ، فمن المهم فصل أسئلة تطور الانقسام الاختزالي وتطور الجنس ، لأن الانقسام الاختزالي المبكر قد يكون مفيدًا لأسباب مختلفة عما هو عليه الآن. يعد التفكير خارج الصندوق وتخيل الفوائد المبكرة من الانقسام الاختزالي أحد الأساليب للكشف عن كيفية تطوره.

يشترك الانقسام الاختزالي والانقسام في العمليات الخلوية الواضحة ومن المنطقي أن يكون الانقسام الاختزالي قد تطور من الانقسام الفتيلي. تكمن الصعوبة في الاختلافات الواضحة بين الانقسام الاختزالي الأول والانقسام.لخص آدم ويلكنز وروبن هوليداي 1 الأحداث الفريدة التي يجب أن تحدث لتطور الانقسام الاختزالي من الانقسام. هذه الخطوات هي الاقتران الكروموسومي المتماثل ، والتبادلات المتقاطعة ، والكروماتيدات الشقيقة المتبقية أثناء الطور ، وقمع تكرار الحمض النووي في الطور البيني. يجادلون بأن الخطوة الأولى هي الأصعب والأكثر أهمية ، وأن فهم كيفية تطورها سيجعل عملية التطور أكثر وضوحًا. يقترحون تجارب جينية قد تلقي الضوء على تطور المشابك.

هناك طرق أخرى لفهم تطور الانقسام الاختزالي قيد التقدم. توجد أشكال مختلفة من الانقسام الاختزالي في الطلائعيات وحيدة الخلية. يبدو أن بعضها أبسط أو أكثر & rdquoprimitive & rdquo أشكال من الانقسام الاختزالي. قد تلقي مقارنة الانقسامات الانتصافية لمختلف الطلائعيات الضوء على تطور الانقسام الاختزالي. قارنت ماريلي راميش وزملاؤها 2 الجينات المشاركة في الانقسام الاختزالي في الطلائعيات لفهم متى وأين تطور الانقسام الاختزالي. على الرغم من أن البحث لا يزال مستمراً ، إلا أن الدراسات الحديثة حول الانقسام الاختزالي في الطلائعيات تشير إلى أن بعض جوانب الانقسام الاختزالي ربما تكون قد تطورت في وقت متأخر عن غيرها. يمكن أن يخبرنا هذا النوع من المقارنة الجينية ما هي جوانب الانقسام الاختزالي الأقدم وما هي العمليات الخلوية التي ربما اقترضوا منها في الخلايا السابقة.

انقر فوق خطوات هذه الرسوم المتحركة التفاعلية لمقارنة عملية الانقسام الاختزالي لتقسيم الخلية بعملية الانقسام الفتيلي. يقدم الموقع نسخة قابلة للطباعة متاحة إذا لم يتم تشغيل الرسوم المتحركة.

ملخص القسم

يتطلب التكاثر الجنسي أن تنتج الكائنات ثنائية الصبغيات خلايا أحادية الصيغة الصبغية يمكن أن تندمج أثناء الإخصاب لتكوين نسل ثنائي الصبغة. كما هو الحال مع الانقسام ، يحدث تكرار الحمض النووي قبل الانقسام الاختزالي أثناء المرحلة S من دورة الخلية. الانقسام الاختزالي هو سلسلة من الأحداث التي ترتب وتفصل الكروموسومات والكروماتيدات في خلايا وليدة. خلال الأطوار البينية للانقسام الاختزالي ، يتم تكرار كل كروموسوم. في الانقسام الاختزالي ، هناك جولتان من الانقسام النووي ينتج عنه أربع نوى وعادةً أربع خلايا ابنة ، كل منها تحتوي على نصف عدد الكروموسومات كخلية أم. الأول يفصل المتجانسات ، والثاني و mdashlike الانقسام و [مدش] يفصل الكروماتيدات إلى كروموسومات فردية. أثناء الانقسام الاختزالي ، يتم إدخال التباين في نواة الابنة بسبب التقاطع في الطور الأول والمحاذاة العشوائية للرباعي في الطور الأول. تكون الخلايا التي ينتجها الانقسام الاختزالي فريدة وراثيًا.

يشترك الانقسام الاختزالي والانقسام في أوجه التشابه ، ولكن لهما نتائج مميزة. الانقسامات الانقسامية هي انقسامات نووية مفردة تنتج نوى ابنة متطابقة وراثيا ولها نفس عدد مجموعات الكروموسوم مثل الخلية الأصلية. تشتمل الانقسامات الانقسام الاختزالي على قسمين نوويين ينتجان أربع نوى ابنت مختلفة وراثيًا وتحتوي على مجموعة كروموسوم واحدة بدلاً من مجموعتي الكروموسومات في الخلية الأم. تحدث الاختلافات الرئيسية بين العمليات في القسم الأول من الانقسام الاختزالي ، حيث يتم إقران الكروموسومات المتجانسة وتبادل مقاطع كروماتيد غير شقيقة. تنفصل الكروموسومات المتجانسة إلى نوى مختلفة أثناء الانقسام الاختزالي الأول ، مما يتسبب في انخفاض مستوى البلاويد في القسم الأول. يشبه التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي الانقسام الانقسامي ، فيما عدا أن الخلايا الوليدة لا تحتوي على جينومات متطابقة بسبب التقاطع.

الحواشي

1 آدم س. ويلكينز وروبن هوليداي ، & ldquo تطور الانقسام الاختزالي من الانقسام المتساوي ، & rdquo علم الوراثة 181 (2009): 3 & ndash12.

2 ماريلي أ.راميش ، وشهر بانو مالك ، وجون إم. الجيارديا وأصل حقيقيات النوى المبكر للانقسام الاختزالي ، rdquo علم الأحياء الحالي 15 (2005): 185 & ndash91.


ملاحظات حول عملية وآلية العبور

كان Janssens (1909) أول شخص اكتشف تكوين chiasma وعملية العبور ذات الصلة (فرضية نوع Chiasma). وجد Morgan (1910) ظواهر الارتباط وإعادة التركيب.

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

إعادة التركيب أو الجمع الجديد للجينات ممكن فقط بسبب تبادل المادة الوراثية بين الكروموسومات المتجانسة (نظرية الكسر وريونيون ، دارلينجتون ، 1937). الربط غير مكتمل في مثل هذه الحالات.

تعريف:

(ط) العبور هو إعادة تركيب الجينات بسبب تبادل المواد الجينية بين اثنين من الكروموسومات المتجانسة ،

(2) هو التبادل المتبادل لشرائح المواد الجينية بين كروماتيدات غير شقيقة لكروموسومات متجانسة ، وذلك لإنتاج إعادة توليفات أو مجموعات جديدة من الجينات.

تسمى الكروماتيدات غير الشقيقة التي حدث فيها تبادل المقاطع المؤتلفة أو المتقاطعة بينما تُعرف الكروماتيدات الأخرى التي لم يحدث فيها العبور بالكروماتيدات الأبوية أو غير المتقاطعة.

عبرت سي بي هاتشينسون (1922) صنفًا نقيًا من ذرة محببة وملونة وناعمة (CS / CS) مع تربية نقية عديمة اللون ومقلصة الحبيبات (cs / cs). نباتات F1 يمتلك الجيل حبيبات ملونة وناعمة تظهر أن كلا التعبيرات هي السائدة. F1 من الواضح أن النباتات كانت متغايرة الزيجوت بالنسبة للسمتين (CS / cs). F1 ثم تم اختبار تهجين النباتات مع الوالدين المتنحيين (cs / cs). نتج عن ذلك أربعة أنواع من النسل بنسبة 27: 1: 1: 27 بدلاً من نسبة 1: 1: 1: 1 المتوقعة للتشكيلة المستقلة (الجدول 5.3).

الجدول 5.3. اختبار التهجين بين نباتات الذرة غير المتجانسة والملونة ذات الحبيبات الناعمة (CS / cs) ذات الوالدين المتنحية المزدوجة التي تحتوي على حبيبات عديمة اللون ومنكمشة (cs / cs):

تكون النسبة أعلاه ممكنة عندما لا تظهر جينات السمتين تشكيلة مستقلة. يبدو أن الجينين مرتبطان في نفس الكروموسوم ولكن 1.8 ٪ من الكروماتيدات غير الشقيقة من الكروموسومات المتجانسة تظهر عبورًا بين الجينين عن طريق تبادل القطع.

إعادة التركيب والعبور:

يُطلق على مجموعة جديدة من الجينات أو مجموعة جديدة من الشخصيات التي تختلف عن الأنواع الأبوية إعادة التركيب أو النوع المؤتلف. يتم إنتاجه بسبب العبور الذي يحدث أثناء الانقسام الاختزالي قبل تكوين الأمشاج. يرتبط تكرار إعادة التركيب ارتباطًا مباشرًا بتكرار العبور.

ومع ذلك ، في بعض الأحيان قد يحدث عبوران أو أكثر في وقت واحد في نفس الكروماتيدات غير الشقيقة للكروموسومات المتجانسة دون تغيير تواتر إعادة التوليفات. لذلك ، قد يكون تكرار العبور أعلى من تكرار إعادة التوليفات المرصودة. يتم حساب تكرار إعادة التركيب (عبر القيمة ، COV) باستخدام الصيغة

نسبة 10.7٪ من COV بين جينات العين الحمراء والأجنحة الطبيعية تعني أن هذه الجينات تقع على مسافة 10.7 وحدة على نفس الكروموسوم.

أنواع الوالدين و المؤتلف:

يحتوي الفرد على اثنين من الكروموسومات المتجانسة من كل نوع. يتم الحصول على الكروموسومين من أبوين مختلفين ، الأب والأم. لذلك ، تسمى هذه الكروموسومات أيضًا كروموسومات الأب والأم. افترض أن هذين الكروموسومين يمتلكان جينين مرتبطين ، AB (المهيمن) في أحدهما و ab (المتنحي) في الآخر. يمتلك كل كروموسوم أيضًا كروماتيدات من نوع مماثل (AB ، AB ab ، ab).

إذا لم يكن هناك عبور في وقت تكوين الأمشاج أو الانقسام الاختزالي ، يتم إنتاج نوعين فقط من الأمشاج ، أحدهما يحمل الارتباط الأبوي (AB) والآخر (AB). في حالة حدوث العبور في مكان واحد ، يتدخل كروماتيد واحد من كل كروموسوم متماثل في تبادل القطعة بينما يظل الكروماتيد الآخر دون تغيير.

وهكذا سيتم إنتاج أربعة أنواع من الكروماتيدات بعد عبور واحد - AB ، Ab ، aB ، ab. اثنان منهم من الأبوين (AB ، AB) واثنان مؤتلفان (Ab ، aB). بعد الانقسام الاختزالي ، تفصل الأنواع الأربعة من الكروماتيدات وتمريرها إلى أربعة أمشاج مختلفة ، اثنتان من الأبوين واثنتان من المؤتلف (الشكل 5.20).

في حالة وجود مسافة بين جينين مرتبطين بحيث يحدث تهجين واحد بينهما بانتظام عند كل انقسام ، سينتج عنهما نوعان من الأبوين ونوعين مترابطين بنسبة 25٪: 25٪: 25٪: 25٪. هذا مشابه للتشكيلة المستقلة. كان مندل محظوظًا لأن ثلاثًا من السمات السبع التي استخدمها في تجاربه الشهيرة أظهرت عبورًا منتظمًا.

لذلك ، يمكن أن تحدث تشكيلة مستقلة في حالتين ،

(أ) تحدث الجينات في كروموسومات مختلفة غير متجانسة ،

(ب) الجينات الموجودة في نفس الكروموسوم ولكنها تظهر عبورًا منتظمًا (50 ٪ من المواد المؤتلفة أو المتصالبة).

العوامل المؤثرة في العبور (والربط):

تحدد المسافة المادية بين جينين كلاً من قوة الارتباط وتكرار العبور بين جينين. تزداد قوة الارتباط مع تقارب الجينين. من ناحية أخرى ، يزداد تواتر العبور مع زيادة المسافة المادية بين الجينين.

زيادة العمر تقلل درجة العبور في معظم الحالات.

يظهر ذكر ذبابة الفاكهة عبورًا صغيرًا. ظاهرة العبور شائعة جدًا في الذبابة الأنثوية. تم الإبلاغ أيضًا عن عبور ضئيل في جنس واحد لبعض الكائنات غير المتجانسة الأخرى.

يزيد التعرض للأشعة السينية من حدوث العبور. أنتج Whittinghill عددًا من التداخلات في ذبابة الفاكهة بمساعدة الأشعة السينية.

التغيرات في درجات الحرارة تزيد من وتيرة العبور.

إن وجود مناطق السنترومير وغير المتجانسة (على سبيل المثال ، بالقرب من التيلومير) يقلل من معدل العبور.

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

يقلل أحد العبور من حدوث عبور آخر في المنطقة المجاورة له. هذه الظاهرة تسمى التدخل. المصادفة هي نسبة التقاطع المزدوج المرصود فيما يتعلق بالتقاطع المزدوج المتوقع على أساس عدم التداخل أو الحدوث المستقل. الصدفة صغيرة عندما يكون التداخل مرتفعًا.

أهمية:

1. العبور هو وسيلة لإدخال مجموعات جديدة من الجينات وبالتالي السمات.

2. يزيد من التباين الذي يفيد في الانتقاء الطبيعي في ظل بيئة متغيرة.

3. حيث أن تكرار العبور يعتمد على المسافة بين الجينين ، يتم استخدام هذه الظاهرة لإعداد خرائط كروموسوم الربط.

4. لقد ثبت أن الجينات تكمن بشكل خطي في الكروموسوم.

5. يجب على المربين اختيار عدد صغير أو كبير من السكان للحصول على عمليات الانتقال المطلوبة. للحصول على تقاطعات بين الجينات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا ، يلزم وجود عدد كبير جدًا من السكان.

6. يلتقط المربون عمليات إعادة التوليف المفيدة التي يتم إنتاجها عن طريق العبور لتطوير أنواع جديدة مفيدة من نباتات وحيوانات المحاصيل. تم تحقيق ثورة خضراء في الهند بسبب هذا الانتقاء الانتقائي لعمليات إعادة التوليفات المفيدة. كما يتم تنفيذ عملية الفيضان أو الثورة البيضاء على نفس المنوال.

أنواع العبور:

يمكن أن يكون العبور مفردًا أو مزدوجًا أو متعددًا ،

(ط) عبور واحد:

يحدث العبور عند نقطة واحدة بين كروماتيدات غير شقيقة لزوج كروموسوم متماثل. هناك نوعان من الأبوين ونوعين من المؤتلف ،

(2) عبور مزدوج:

يحدث العبور عند نقطتين في زوج متماثل من الكروموسومات ،

(أ) العبور المزدوج المتبادل:

تحدث نقطتا عبور بين نفس الكروماتيدات غير الشقيقة ،

(ب) العبور التكميلي:

يشتمل العبوران على ثلاثة أو كل الكروماتيدات الأربعة بحيث يكون عدد التقاطع ثلاثة أو أربعة مع حدوث
من نوع أبوي واحد أو لا يوجد ،

(3) العبور المتعدد:

تحدث ثلاث نقاط عبور أو أكثر في نفس الكروموسوم المتماثل. قد تحدث أو لا تحدث أنواع مزدوجة متقاطعة وأنواع أبوية.

آلية العبور:

تتكاثر الكروموسومات في المرحلة S من الطور البيني. لذلك ، فإن كروموسومات اللبتوتين تقطعت بهم السبل مزدوجة على الرغم من أن الخيطين غير مرئيين بسبب وجود مركب البروتين النووي بين الكروماتيدات.

(ط) Synapsis:

تأتي الكروموسومات المتماثلة المتماثلة ولكن منفردة على ما يبدو لتتكذب جنبًا إلى جنب مع مواضع جينية مماثلة للكروموسومين المتعاكسين تمامًا. يحدث في مرحلة الزيجوتين من الطور الأول. وتسمى هذه الظاهرة التشابك العصبي. تسمى الأزواج المتشابكة من الكروموسومات المتماثلة ثنائية التكافؤ. الكمية الصغيرة من الكروموسوم غير المتماثل (0.3٪) ، إن وجدت ، تخضع أيضًا للتكرار (Stem and Hotta ، 1973). يتم ربط الكروموسومات المتجانسة معًا بواسطة مركب سينابتينيمال.

(2) العبور:

يحدث في مرحلة pachytene ، في مرحلة أربعة حبلا بمساعدة الإنزيمات (نوكلياز داخلي ، نوكلياز خارجي ، بروتين R أو recombinase Stern and Hotta ، 1969 ، 1978). هناك تكسر في مقاطع الكروماتيد ، وتبادل مقاطع كروماتيد غير متصلة ثم اندماجها لاحقًا في أماكن جديدة.

(3) مرحلة تتراد:

يبدأ مجمع Synaptinemal في الذوبان إلا في منطقة العبور. لذلك ، تنفصل الكروموسومات وتصبح الكروماتيدات مميزة في معظم الأماكن. نظرًا لأن ثنائي التكافؤ يبدو أن لديه أربعة كروماتيدات الآن ، فإنه يطلق عليه مرحلة الرباعي. يحدث في مرحلة الدبلوتين من الطور الأول. تسمى نقاط الارتباط المشبكي بين الكروموسومات المتجانسة chiasmata. في مراحل لاحقة تميل chiasmata إلى التحول إلى الجانبين. تسمى هذه الظاهرة بالانتهاء. يختفي الكثير منهم قبل الطور الأول.


شاهد الفيديو: الفرق بين الجين والأليل والسائد والمتنحي (أغسطس 2022).