Что такое гомологичные хромосомы в биологии

Гомологичные хромосомы

У диплоидных (2n) организмов геном представлен парами гомологичных хромосом. При мейозе гомологичные хромосомы обмениваются своими участками. Это явление лежит в основе рекомбинации генетического материала и носит название кроссинговер.

Гомологичные хромосомы не идентичны друг другу. Они имеют один и тот же набор генов, однако они могут быть представлены как различными (у гетерозигот), так и одинаковыми (у гомозигот) аллелями, то есть формами одного и того же гена, ответственными за проявление различных вариантов одного и того же признака. Кроме того, в результате некоторых мутаций (дупликаций, инверсий, делеций и транслокаций) могут возникать гомологичные хромосомы, различающиеся наборами или расположением генов.

Связанные понятия

Псевдоаутосо́мные о́бласти (англ. pseudoautosomal region — PAR) — гомологичные участки половых хромосом различного типа; у млекопитающих они, соответственно, находятся на X-хромосоме и Y-хромосоме. Все гены, расположенные в этих областях, есть у обоих полов и наследуются так же, как и любые аутосомные гены, отсюда и название областей.

Соматические клетки (др.-греч. σῶμα — тело) — клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.

Делеции (от лат. deletio — уничтожение) — хромосомные перестройки, при которых происходит потеря участка хромосомы. Делеция может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного кроссинговера. По положению утерянного участка хромосомы делеции классифицируют на внутренние (интерстициальные) и концевые (терминальные).

Хромати́да (греч. chroma — цвет, краска и греч. eidos — вид) — структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате удвоения хромосомы.

Источник

Гомологичные хромосомы: состав и функции

Пара гомологичных хромосом, или гомологий, представляет собой набор из одной материнской и одной отцовской хромосом, которые спариваются друг с другом внутри клетки во время мейоза. Гомологии имеют одинаковые гены в тех же локусах, где они дают точки вдоль каждой хромосомы, которые позволяют паре хромосом правильно совмещаться друг с другом перед разделением во время мейоза. Это основа менделеевского наследования, которое характеризует закономерности наследования генетического материала от организма к его родительской клетке.

Что из себя представляют

Гомологичные участки хромосом представляют собой линейные расположения конденсированных дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) и гистоновых белков, которые образуют комплекс, называемый хроматином. Они состоят из пар хромосом примерно одинаковой длины, положения центромер и рисунка окрашивания для генов с одинаковыми соответствующими локусами. Одна гомологичная хромосома наследуется от матери организма, другая – от отца.

После того как митоз произойдет в дочерних клетках, у них есть правильное количество генов, которые являются смесью ДНК двух родителей. У диплоидных (2n) организмов состоит из одного набора каждой гомологичной пары, в отличие от тетраплоидных организмов, которые могут иметь два набора из каждой гомологичной пары. Аллели на гомологичных хромосомах могут быть разными, что приводит к различным фенотипам одних и тех же генов. Это смешение материнских и отцовских признаков усиливается путем скрещивания во время мейоза, при котором длины хромосомных плеч и ДНК, которые они содержат в хромосомной паре, обмениваются друг с другом.

История открытия

В начале двадцатого века Уильям Бейтсон и Реджинальд Паннетт изучали генетическое наследование, и они отметили, что некоторые комбинации аллелей появлялись чаще, чем другие. Эти данные и информация были дополнительно исследованы Томасом Морганом. Используя эксперименты по перекрестному тестированию, он выявил, что для одного родителя аллели, расположенные рядом друг с другом по всей длине хромосомы, движутся вместе.

Используя эту логику, он заключил, что два гена, которые он изучал, были расположены на гомологичных хромосомах. Позже, в 30-х годах прошлого века, Гарриет Крейтон и Барбара МакКлинток изучали мейоз в клетках кукурузы и локусы на ее хромосомах. Эти ученые обнаружили, что новые комбинации аллелей, присутствующие в потомстве, и случай кроссинговера были напрямую связаны. Это доказало межхромосомную генетическую рекомбинацию.

Состав

Фактическая длина руки, в соответствии с расположением, является критически важной для правильной конъюгации гомологичных хромосом. Центромерное размещение может быть охарактеризовано четырьмя основными способами: метацентрическим, субметацентрическим, телоцентрическим и акроцентрическим. Эти свойства являются основными факторами для создания структурной гомологии между хромосомами. Следовательно, когда две хромосомы с точной структурой существуют, они способны спариваться, образуя гомологичные хромосомы.

Поскольку гомологии не идентичны и не происходят из одного и того же организма, они отличаются от сестринских хроматид. Родственные хроматиды появляются после того, как произошла репликация ДНК, и, таким образом, являются идентичными параллельными дубликатами друг друга.

В людях

Функции

Гомологичные хромосомы важны в процессах мейоза и митоза. Они позволяют рекомбинировать и случайно разделять генетический материал от матери и отца в новые клетки.

Мейоз представляет собой раунд из двух клеточных делений, который приводит к четырем дочерним гаплоидным клеткам, каждая из которых содержит половину количества хромосом в качестве родительской клетки. Он уменьшает количество хромосом в половых клетках вдвое, сначала разделяя гомологии в мейозе I, а затем сестринские хроматиды в мейозе II. Процесс мейоза I обычно дольше, чем мейоза II, потому что требуется больше времени для репликации хроматина и для правильной ориентации и разделения гомологичных хромосом с помощью процессов спаривания и синапса в мейозе I.

Во время мейоза генетическая рекомбинация (случайная сегрегация) и кроссинговер производят дочерние клетки, каждая из которых содержит различные комбинации, закодированные материнским и отцовским путем. Эта рекомбинация позволяет вводить новые пары аллелей и генетическую вариацию. Генетическая изменчивость организмов помогает сделать популяцию более стабильной, предоставляя более широкий спектр генетических признаков для естественного отбора.

Источник

Роль гомологичных хромосом при делении клеток через митоз и мейоз

Гомологичные хромосомы представляют собой пары хромосом (по одной от каждого родителя), которые одинаковы по длине, положению генов и местоположению центромера. Положение генов на каждой гомологичной хромосоме одинаково, однако гены могут содержать разные аллели. Хромосомы являются важными молекулами, поскольку содержат ДНК и генетические инструкции для направления всей работы клеток. Они также несут гены, которые определяют индивидуальные черты организма.

Гомологичные хромосомы: кариотип

Человеческий кариотип показывает полный набор хромосом человека. Клетки людей содержат 23 пары, или в общей сложности 46 хромосом. Каждая пара хромосом представляет собой набор гомологичных хромосом. Есть 22 пары аутосом (неполовые хромосомы) и одна пара гоносом (половые хромосомы). У самцов (мужчин) гомологами являются половые хромосомы X и Y, а у самок (женщин) две Х-хромосомы.

Гомологичные хромосомы: митоз

При делении клеток хромосомы должны реплицироваться, чтобы гарантировать, что каждая клетка имеет правильное количество хромосом. В митозе гомологичные хромосомы реплицируют образование сестринских хроматид (объеденные идентичные копии реплицированной хромосомы). Каждая сестринская хроматида отделяется к концу митоза при помощи веретена деления и разделяется между двумя дочерними клетками.

Гомологичные хромосомы: мейоз

Во время мейоза, гомологичные хромосомы реплицируются с образованием сестринских хроматид. Сестринские хроматиды соединяются, образуя так называемую тетраду. Хромосомы, расположенные в непосредственной близости иногда обмениваются срезами ДНК. Это явление известно как генетическая рекомбинация. Гомологичные хромосомы отделяются во время первого мейотического деления (мейоз I), а сестринские хроматиды во время второго этапа деления (мейоз II).

В конце мейоза образуются четыре дочерние клетки. Каждая клетка гаплоидна и содержит половину числа хромосом от родительской клетки. Каждая хромосома имеет соответствующее количество генов, однако аллели для генов различны. Обмен генов во время гомологичной рекомбинации хромосом вызывает генетическую вариацию в организмах, которые размножаются половым путем. После оплодотворения гаплоидные гаметы образуют диплоидную клетку.

Гомологичные хромосомы: нерасхождение

Иногда в клеточном делении возникают проблемы, которые приводят к неправильному делению клетки. Отказ хромосом от правильного разделение в митозе или мейозе называется нерасхождением. Если на первом этапе мейотического деления происходит нерасхождение, то гомологичные хромосомы остаются парными, что приводит к двум дочерним клеткам с дополнительным набором хромосом и двум дочерним клеткам без хромосом. Нерасхождение также может происходить в мейозе II, когда сестринские хроматиды не могут отделиться до деления клеток.

Нерасхождение часто является фатальным или может вызвать хромосомные аномалии, приводящие к врожденным дефектам. Трисомические клетки содержат дополнительную хромосому.

У людей это приводит к образованию 47 хромосом вместо 46. Трисомия наблюдается в синдроме Дауна, где хромосома 21 имеет дополнительную или частичную хромосому. Также нарушения могут наблюдаться в половых хромосомах. Моносомия – отклонение, при котором присутствует только одна хромосома из пары. У женщин с синдромом Тернера есть только одна Х-хромосома. У мужчин с синдромом XYY есть дополнительная Y-хромосома. Нерасхождение в половых хромосомах обычно имеет менее серьезные последствия, чем в аутосомных хромосомах.

Источник

ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ

Смотреть что такое «ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ» в других словарях:

гомологичные хромосомы — Хромосомы, конъюгирующие в мейозе, включают идентичные наборы генов, одинаково расположенные друг относительно друга, являются дупликциями пар родительских хромосом; в диплоидном наборе каждый генетический элемент представлен парой Г.х. [Арефьев… … Справочник технического переводчика

гомологичные хромосомы — ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ – хромосомы, идентичные по форме, величине и структуре составляющих их локусов, содержит аллели. Происходят от разных родителей, конъюгируют и могут обмениваться участками в процессе кроссинговера в… … Общая эмбриология: Терминологический словарь

гомологичные хромосомы — homologous chromosomes гомологичные хромосомы. Xромосомы, конъюгирующие в мейозе, включают идентичные наборы генов, одинаково расположенные друг относительно друга, являются дупликциями пар родительских хромосом; в диплоидном наборe каждый… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

гомологичные хромосомы — homologinės chromosomos statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Genetiškai tapačios skirtingos kilmės (tėvinė ir motininė) chromosomos, gautos apvaisinimo metu. atitikmenys: angl. homologous chromosomes rus. гомологичные хромосомы ryšiai:… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ — Хромосомы, идентичные по структуре составляющих их локусов. В эволюционном смысле хромосомы, сходные в различных организмах благодаря происхождению от общего предка … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Гомологичные хромосомы — парные хромосомы, которые содержат один и тот же набор генов, сходны по морфологическому строению, конъюгируют в мейозе и могут обмениваться участками в процессе кроссинговера. Г.х. могут нести различные аллельные формы одного и того же гена … Словарь по психогенетике

ХРОМОСОМЫ — (от хромо. и сома), органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследств, свойства клеток и организмов. Способны к самовоспроизведению, обладают структурной и функциональной индивидуальностью и сохраняют её в ряду… … Биологический энциклопедический словарь

Хромосомы — (от Хромо. и Сома органоиды клеточного ядра, совокупность которых определяет основные наследственные свойства клеток и организмов. Полный набор Х. в клетке, характерный для данного организма, называется Кариотипом. В любой клетке тела… … Большая советская энциклопедия

Хромосомы гомологичные — * храмасомы гамалагічныя * homologous chromosomes парные хромосомы, нормально конъюгирующие между собой в пахитене мейоза (), у которых одинаковые локусы расположены в одной и той же линейной последовательности. Соответствующие локусы могут нести … Генетика. Энциклопедический словарь

Источник

гомологичные хромосомы

Смотреть что такое «гомологичные хромосомы» в других словарях:

гомологичные хромосомы — Хромосомы, конъюгирующие в мейозе, включают идентичные наборы генов, одинаково расположенные друг относительно друга, являются дупликциями пар родительских хромосом; в диплоидном наборе каждый генетический элемент представлен парой Г.х. [Арефьев… … Справочник технического переводчика

ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ — содержат одинаковый набор генов, сходны по морфологич. признакам, конъюгируют в профазе мейоза. В диплоидном наборе хромосом каждая пара хромосом представлена двумя Г. х., к рые могут различаться аллелями содержащихся в них генов и обмениваться… … Биологический энциклопедический словарь

гомологичные хромосомы — ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ – хромосомы, идентичные по форме, величине и структуре составляющих их локусов, содержит аллели. Происходят от разных родителей, конъюгируют и могут обмениваться участками в процессе кроссинговера в… … Общая эмбриология: Терминологический словарь

гомологичные хромосомы — homologinės chromosomos statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Genetiškai tapačios skirtingos kilmės (tėvinė ir motininė) chromosomos, gautos apvaisinimo metu. atitikmenys: angl. homologous chromosomes rus. гомологичные хромосомы ryšiai:… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

ГОМОЛОГИЧНЫЕ ХРОМОСОМЫ — Хромосомы, идентичные по структуре составляющих их локусов. В эволюционном смысле хромосомы, сходные в различных организмах благодаря происхождению от общего предка … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Гомологичные хромосомы — парные хромосомы, которые содержат один и тот же набор генов, сходны по морфологическому строению, конъюгируют в мейозе и могут обмениваться участками в процессе кроссинговера. Г.х. могут нести различные аллельные формы одного и того же гена … Словарь по психогенетике

ХРОМОСОМЫ — (от хромо. и сома), органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследств, свойства клеток и организмов. Способны к самовоспроизведению, обладают структурной и функциональной индивидуальностью и сохраняют её в ряду… … Биологический энциклопедический словарь

Хромосомы — (от Хромо. и Сома органоиды клеточного ядра, совокупность которых определяет основные наследственные свойства клеток и организмов. Полный набор Х. в клетке, характерный для данного организма, называется Кариотипом. В любой клетке тела… … Большая советская энциклопедия

Хромосомы гомологичные — * храмасомы гамалагічныя * homologous chromosomes парные хромосомы, нормально конъюгирующие между собой в пахитене мейоза (), у которых одинаковые локусы расположены в одной и той же линейной последовательности. Соответствующие локусы могут нести … Генетика. Энциклопедический словарь

Источник