Содержание
- Репликация ДНК
- Пересекая Биологию: Аллели
- Механика пересечения
- Частота пересечения: мейоз
- Генетическое разнообразие
По данным MedicineNet.com, ген определяется как единица наследственности, которая передается из поколения в поколение. Гены содержат короткие последовательности дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК и расположены вдоль хромосом. Хромосомы - это просто длинные последовательности ДНК, состоящие из множества генов. Генетики определяют «кроссинговер» как процесс, посредством которого пара хромосом выравнивается близко друг к другу и меняет сегменты ДНК-содержащих генов во время репликации. Пересечение также известно как генетическая рекомбинация.
Репликация ДНК
Существует два разных процесса репликации ДНК, которые происходят у растений и животных. Первый, митоз, возникает, когда клетка размножается, образуя две копии себя. Второй процесс репликации называется мейозом и происходит только при создании сперматозоидов или яйцеклеток. Мейоз начинается с одной клетки, содержащей пары хромосом, и заканчивается двумя клетками, содержащими отдельные копии каждой хромосомы. Когда сперма и яйцеклетка образуют зиготу, как называют эмбрион на ранних стадиях, они образуют пары хромосом. По данным Science Gateway, кроссинговер происходит как при митозе, так и при мейозе, хотя частота при мейозе значительно выше.
Пересекая Биологию: Аллели
Количество хромосом в организме варьируется у разных видов; у человека 23 пары или 46 хромосом. Пары состоят из двух копий каждой хромосомы; однако копии могут не быть идентичными, поскольку они часто содержат разные аллели. Согласно Access Science, аллель является альтернативной формой гена. Например, сегмент ДНК на каждом участке хромосомы может кодировать цвет глаз, хотя одна хромосома может кодировать карие глаза, а другая - голубые глаза. Какой цвет глаз выражен, будет зависеть от того, какой ген является доминирующим. Чаще всего происходит кроссинговер между разными аллелями, кодирующими один и тот же ген.
Механика пересечения
Хромосомы обычно существуют в уплотненном, суперспиральном состоянии. Во время митоза и мейоза они должны быть размотаны, чтобы происходила репликация. Это происходит, когда ферменты делают разрывы в нескольких точках вдоль хромосом, позволяя им раскручиваться и копироваться. После репликации другой набор ферментов повторно присоединяет сломанные фрагменты ДНК. Пары хромосом выстраиваются в непосредственной близости друг от друга во время этих процессов. В размотанной и фрагментированной фазе сегменты ДНК одинакового размера можно поменять местами и затем повторно склеить, образуя хромосому с комбинацией аллелей, отличной от той, с которой она начиналась, согласно Science Gateway.
Частота пересечения: мейоз
Согласно «Происхождению пола», частота кроссинговера в геноме индивидуума неодинакова. Есть горячие точки, названные так, поскольку они пересекаются с большей частотой, чем в среднем, а также холодные точки, которые редко рекомбинируют. У людей также была отмечена разница между полами: средний мужчина имел случаи кроссовера примерно в 57 раз во время мейоза, в то время как у женщин, по оценкам, он происходил 75 раз в течение одной и той же фазы.
Генетическое разнообразие
Преимущество такого перехода заключается в том, что оно поддерживает генетическое разнообразие в популяции, позволяя передавать миллионы различных генетических комбинаций от родителей потомству. Генетическая изменчивость очень важна для долгосрочного выживания вида. Без перехода мейоз и митоз не могут создать генетическое разнообразие, необходимое для того, чтобы популяции выжили в неблагоприятных условиях, таких как засуха или болезни.