Các hoán vị nhiễm sắc thể là một quá trình phân phối ngẫu nhiên của nhiễm sắc thể trong quá trình quan hệ tình dục phân chia tế bào (giảm phân), trong đó góp phần vào việc tạo ra sự kết hợp nhiễm sắc thể mới.
Đó là một cơ chế tạo ra sự gia tăng sự biến đổi cho các tế bào con do sự kết hợp của các nhiễm sắc thể của mẹ và của mẹ.
Tế bào sinh sản (giao tử) được tạo ra bởi nguyên phân, là kiểu phân bào tương tự như nguyên phân. Một trong những điểm khác biệt giữa hai kiểu phân chia tế bào này là các sự kiện xảy ra trong meiosis làm tăng sự biến đổi di truyền của thế hệ con cái.
Sự gia tăng tính đa dạng này được phản ánh trong các đặc điểm khác biệt của các cá thể được tạo ra trong quá trình thụ tinh. Vì lý do này, con cái trông không giống hệt cha mẹ của chúng, và anh chị em cùng cha mẹ cũng không giống nhau, trừ khi chúng là những cặp song sinh giống hệt nhau.
Điều này rất quan trọng vì việc tạo ra các tổ hợp gen mới làm tăng tính đa dạng di truyền của quần thể và do đó, có nhiều khả năng hơn để nó có thể thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau.
Hoán vị nhiễm sắc thể xảy ra trong hoán vị I
Mỗi loài có một số lượng nhiễm sắc thể xác định, ở người là 46 và tương ứng với hai bộ nhiễm sắc thể.
Do đó, tải trọng di truyền ở người được cho là "2n", vì một bộ nhiễm sắc thể đến từ (n) trứng của mẹ và bộ kia từ tinh trùng của bố (n).
Sinh sản hữu tính liên quan đến sự hợp nhất của giao tử cái và giao tử đực, khi điều này xảy ra, tải trọng di truyền được nhân đôi, tạo ra cá thể mới với tải trọng (2n).
Giao tử của con người, cả nữ và nam, đều chứa một bộ gen đơn được tạo thành từ 23 nhiễm sắc thể, đó là lý do tại sao chúng có tải trọng di truyền “n”.
Hai lần phân chia tế bào liên tiếp xảy ra trong meiosis. Sự hoán vị nhiễm sắc thể xảy ra ở một trong những giai đoạn của lần phân chia đầu tiên, được gọi là hoán vị I. Tại đây, các nhiễm sắc thể tương đồng của người mẹ và người mẹ sắp xếp thành hàng và sau đó được phân chia ngẫu nhiên giữa các tế bào tạo thành. Chính sự ngẫu nhiên này tạo ra sự biến thiên.
Số tổ hợp có thể có là 2 được nâng lên n, là số nhiễm sắc thể. Trong trường hợp của con người n = 23, thì 2²³ sẽ vẫn còn, dẫn đến hơn 8 triệu sự kết hợp có thể có giữa nhiễm sắc thể của mẹ và của cha.
Tầm quan trọng sinh học
Meiosis là một quá trình quan trọng để giữ cho số lượng nhiễm sắc thể không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Ví dụ, noãn của người mẹ được tạo ra từ sự phân chia meiotic của các tế bào của buồng trứng, chúng là 2n (lưỡng bội) và sau khi meiosis chúng trở thành n (đơn bội).
Một quá trình tương tự tạo ra tinh trùng n (đơn bội) từ tế bào tinh hoàn, là 2n (lưỡng bội). Khi giao tử cái (n) thụ tinh với giao tử đực (n), thể lưỡng bội được phục hồi, tức là tạo ra hợp tử mang điện tích 2n mà sau này sẽ trở thành cá thể trưởng thành lặp lại chu kỳ.
Meiosis cũng có các cơ chế quan trọng khác cho phép gia tăng sự biến đổi bằng cách tạo ra các tổ hợp gen khác nhau thông qua cơ chế tái tổ hợp di truyền được gọi là lai qua (hay tiếng Anh là lai chéo). Như vậy, mỗi giao tử được tạo ra có một tổ hợp độc nhất.
Nhờ các quá trình này, sinh vật tăng tính đa dạng di truyền trong quần thể của chúng, làm tăng cơ hội thích nghi với các biến đổi của điều kiện môi trường và sự tồn tại của loài.
Người giới thiệu
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Sinh học phân tử của tế bào (xuất bản lần thứ 6). Khoa học Garland.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản lần thứ 11). WH Freeman.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
- Mundingo, I. (2012). Thủ công Chuẩn bị Sinh học 1 và 2 Trung bình: Mô đun chung bắt buộc. Phiên bản Đại học Católica de Chile.
- Mundingo, I. (2012). Sổ tay Chuẩn bị Sinh học PSU Phương tiện thứ 3 và thứ 4: Mô-đun tùy chọn. Phiên bản Đại học Católica de Chile.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Nguyên lý di truyền (xuất bản lần thứ 6). John Wiley và các con trai.