NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐỒNG LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2026

Các nhiễm sắc thể tương đồng của một cá nhân là những nhiễm sắc thể là một phần của các cặp cùng trong một sinh vật lưỡng bội. Trong sinh học, tương đồng đề cập đến quan hệ họ hàng, sự giống nhau và / hoặc chức năng theo nguồn gốc chung.

Mỗi thành viên của cặp tương đồng có một nguồn gốc chung, và chúng được tìm thấy trong cùng một loài sinh vật bằng cách hợp nhất các giao tử. Tất cả các nhiễm sắc thể ở một loài sinh vật đều là nhiễm sắc thể xôma, trừ nhiễm sắc thể của cặp sinh dục.

Nhiễm sắc thể giới tính, theo quan điểm của tương đồng, là một ngoại lệ. Cả hai có thể có nguồn gốc khác nhau, nhưng có các vùng tương đồng khiến chúng hoạt động giống như nhiễm sắc thể xôma trong các chu kỳ phân chia tế bào.

Những phần tương đồng này cho phép cả hai giao phối trong quá trình nguyên phân và giảm phân, và tái tổ hợp trong lần thứ hai của chúng.

Rõ ràng, các cặp nhiễm sắc thể cụ thể từ các loài có quan hệ gần gũi khác nhau cũng tương đồng về mặt phát sinh loài. Tuy nhiên, chúng đã tái tổ hợp và thay đổi rất nhiều nên rất khó để các nhiễm sắc thể giống nhau từ các loài khác nhau trở thành tương đồng hoàn toàn.

Rất có thể, khi so sánh các nhiễm sắc thể của hai loài, tương đồng là thể khảm. Tức là, một nhiễm sắc thể của một loài sẽ chia sẻ các vùng tương đồng lớn hoặc nhỏ với các nhiễm sắc thể khác nhau của loài kia.

Nguồn biến đổi nhiễm sắc thể

Các đột biến ở cấp độ nhiễm sắc thể có thể xảy ra ở hai cấp độ chính: thay đổi số lượng và thay đổi cấu trúc.

Những thay đổi ở cấp độ trình tự được phân tích ở cấp độ gen (và bộ gen) và cho chúng ta ý tưởng về sự giống nhau trong nội dung thông tin giữa gen, bộ gen và loài.

Những thay đổi về số lượng và cấu trúc cho phép chúng ta chỉ ra những điểm tương đồng và khác biệt ở cấp độ tổ chức, bằng cách phân tích các nhiễm sắc thể riêng lẻ hoặc toàn bộ chúng.

Thay đổi dị bội

Những thay đổi về số lượng nhiễm sắc thể của một cá thể ảnh hưởng đến một hoặc một vài nhiễm sắc thể được gọi là thể dị bội. Ví dụ, một cá thể có 3 nhiễm sắc thể 21 thay vì hai được cho là có thể tam nhiễm.

Thể tam nhiễm trên nhiễm sắc thể 21 là nguyên nhân phổ biến nhất của hội chứng Down. Mặt khác, một cá thể cái của loài người có nhiễm sắc thể X đơn bội cũng là thể dị bội về nhiễm sắc thể đó. Phụ nữ XO mắc hội chứng Turner.

Những thay đổi ảnh hưởng đến số lượng nhiễm sắc thể cơ bản trong một loài được gọi là dị bội. Tức là có sự lặp lại bộ nhiễm sắc thể đơn bội của loài.

Nếu có hai, sinh vật là lưỡng bội - như trường hợp của hầu hết các loài sinh sản hữu tính. Nếu chúng xuất hiện bộ ba, sinh vật là tam bội; nếu bốn, tứ bội, và như vậy.

Điều này rất phổ biến ở thực vật và là một nguồn quan trọng của những thay đổi tiến hóa trong nhóm sinh vật này.

Sự sắp xếp lại nhiễm sắc thể

Các nhiễm sắc thể riêng lẻ cũng có thể biểu hiện một số kiểu sắp xếp lại có thể gây ra những hậu quả lớn cho cả cá thể và loài. Những thay đổi này bao gồm xóa, chèn, chuyển vị trí, hợp nhất và đảo ngược.

Khi bị mất đoạn, các phần của nhiễm sắc thể bị mất hoàn toàn, do đó làm phát sinh các thay đổi trong các chu kỳ phân chia meiotic với kết quả là tạo ra các giao tử có thể không sống được.

Việc thiếu các vùng tương đồng là nguyên nhân của các sự kiện tái tổ hợp bất thường. Điều tương tự cũng xảy ra trong trường hợp bổ sung, vì sự xuất hiện của các vùng trong một nhiễm sắc thể này chứ không phải nhiễm sắc thể khác có cùng tác động trong việc tạo ra các vùng không hoàn toàn tương đồng.

Một trường hợp bổ sung cụ thể là sự trùng lặp. Trong trường hợp này, một phần DNA được tạo ra trong nhiễm sắc thể được thêm vào một vùng của nhiễm sắc thể. Tức là nó được sao chép và dán bên cạnh nguồn của bản sao.

Trong lịch sử tiến hóa của nhiễm sắc thể, nhân đôi hàng loạt đã đóng một vai trò cơ bản trong việc xác định vùng tâm động.

Một cách khác để thay đổi một phần sự tương đồng giữa hai nhiễm sắc thể là sự xuất hiện của các vùng đảo ngược. Thông tin của vùng đảo ngược là giống nhau, nhưng hướng của nó ngược với thông tin của thành viên khác trong cặp.

Điều này buộc các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp bất thường, làm phát sinh các kiểu sắp xếp bổ sung khác trong giao tử. Các sản phẩm meiotic của những meioses này có thể không tồn tại được .

Toàn bộ vùng nhiễm sắc thể có thể di chuyển từ nhiễm sắc thể này sang nhiễm sắc thể khác trong một trường hợp được gọi là chuyển vị. Điều thú vị là sự chuyển vị có thể được thúc đẩy bởi các vùng được bảo tồn cao giữa các nhiễm sắc thể không nhất thiết phải tương đồng. Cuối cùng, cũng có khả năng quan sát sự hợp nhất giữa các nhiễm sắc thể.

Sythenia

Syntenia đề cập đến mức độ bảo tồn trật tự của các gen khi hai hoặc nhiều nhiễm sắc thể hoặc các vùng gen hoặc di truyền khác nhau được so sánh.

Synthenia không liên quan đến việc nghiên cứu hoặc đo lường mức độ giống nhau về trình tự giữa các vùng tương đồng. Thay vào đó, lập danh mục nội dung thông tin của các vùng này và phân tích xem chúng có được tổ chức theo cùng một cách trong không gian mà chúng chiếm giữ hay không.

Tất cả sự sắp xếp lại mà chúng ta đã đề cập ở trên, rõ ràng, làm giảm tổng hợp giữa nhiễm sắc thể bị thay đổi và bản sao của nó. Chúng vẫn tương đồng vì có chung nguồn gốc, nhưng mức độ tổng hợp thấp hơn nhiều.

Tổng hợp rất hữu ích để phân tích mối quan hệ phát sinh loài giữa các loài. Nó cũng được sử dụng để theo dõi quỹ đạo tiến hóa, và ước tính trọng lượng mà sự sắp xếp lại nhiễm sắc thể đã đóng trong sự xuất hiện của các loài. Vì nó sử dụng những vùng rộng lớn, đây là những nghiên cứu về macrosyntenia.

Mặt khác, microsyntenia đề cập đến việc thực hiện cùng một loại phân tích, nhưng ở các vùng nhỏ hơn, thường ở cấp gen hoặc gen. Các gen, cũng như nhiễm sắc thể, cũng có thể xảy ra đảo đoạn, mất đoạn, hợp nhất và bổ sung.

Homology và sự giống nhau về trình tự

Nếu chúng là tương đồng, hai vùng của DNA phải có độ tương đồng cao ở cấp độ trình tự. Trong mọi trường hợp, ở đây chúng tôi quan tâm đến việc chỉ ra rằng tương đồng là một thuật ngữ tuyệt đối: một là tương đồng hay không. Mặt khác, sự tương đồng có thể đo lường được.

Đó là lý do tại sao, ở cấp độ trình tự, hai gen mã hóa cùng một thứ ở hai loài khác nhau có thể thể hiện mức độ giống nhau, ví dụ, 92%.

Nhưng để nói rằng cả hai gen tương đồng 92% là một trong những sai sót về khái niệm tồi tệ nhất có thể tồn tại ở cấp độ sinh học.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Sinh học phân tử của tế bào ( Ấn bản ^{lần thứ} 6 ). WW Norton & Company, New York, NY, Hoa Kỳ.
2. Brooker, RJ (2017). Di truyền học: Phân tích và Nguyên tắc. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Di truyền học. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Hoa Kỳ.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản ^{lần thứ} 11 ). New York: WH Freeman, New York, NY, Hoa Kỳ.
5. Philipsen, S., Hardison, RC (2018) Sự tiến hóa của các locus hemoglobin và các yếu tố điều chỉnh của chúng. Tế bào máu, Phân tử & Bệnh tật, 70: 2-12.
6. Wright, WD, Shah, SS, Heyer, WD (2018) Tái tổ hợp đồng loại và sửa chữa đứt gãy chuỗi kép DNA. Tạp chí Hóa học Sinh học, 293: 10524-10535