Nezávislý sortiment v meióze: co, proč, jak, příčiny, typy a fakta

V tomto článku se seznámíme s nezávislým sortimentem v meióze.

Geny na stejném chromozomu, které jsou vzájemně propojeny, mají větší tendenci se během meiózy pohybovat společně. V důsledku toho se spojené geny netřídí odděleně. Pokud jsou geny umístěny na různých chromozomech, budou se třídit nezávisle. Proces meiózy poskytuje základ pro nezávislý sortiment.

Abyste porozuměli nezávislému sortimentu v meióze, musíte nejprve pochopit druhý Mendelův zákon, ve kterém popsal nezávislý sortiment při experimentování na svém zahradním zeleném hrášku. Podle druhého Mendelova zákona se během meiózy alely ze dvou (nebo více) samostatných genových párů třídí nezávisle, což vede k náhodné kombinaci genů z každého páru končícího v gametách. Jednoduše řečeno, protože geny, které představují různé kvality, se v buňkách segregují, nebudou se řídit stabilním vzorem. Všechny dominantní alely nemusí být v buňkách řazeny dohromady.

To je důvod, proč nakonec máme gamety s různými možnými kombinacemi. V závislosti na tom, jak se chromozomy uspořádají na metafázové desce, mohou existovat možnosti získání alternativních kombinací.

Druhý Mendelův zákon se však nevztahuje na všechny geny.

Protože je třeba zkoumat více znaků najednou, je pro vysvětlení tohoto zákona vhodný dihybridní kříž. Proto dihybridní kříženec nebo vyšší kříženec zahrnuje více znaků než monohybridní kříženec.

An příklad, který definuje nezávislý sortiment v meióze: 

Představte si fiktivní populaci psů s pouze dvěma rozlišovacími vlastnostmi: barvou srsti (černá nebo bílá) a barvou očí (jantarová nebo oříšková). Alela jantarového oka (A) je dominantní nad oříškovou (a), zatímco alela černé srsti (B) je dominantní nad bílou (b).

Mísí se zde dvouhybridní psi, což znamená, že oba psi vypadají jako černí s jantarovýma očima, přesto mají heterozygotní genotyp. Genotyp BbAa mají oba psi společný. Všichni psi v této populaci dvou mají stejnou směs vlastností. Jinak řečeno, jsou úplně černé a mají jantarové oči.

Každý pes bude muset před odchovem uvolnit gamety. Během této fáze jsou alely odděleny podle Mendelova zákona o segregaci, ale každá kopie každého chromozomu je náhodně přidělena jiné gametě. Znamená to, že štěňata mohou zdědit různé kombinace těchto vlastností nezávisle na rodičovském fenotypu (černé s jantarovýma očima). Jedno štěně by se například mohlo narodit s genotypem bbAa, což má za následek bílou srst a hnědé oči. Psí mládě nebo štěně se také mohlo narodit s genotypem Bbaa, jehož výsledkem je černá srst a hnědé oči. Takový je nezávislý sortimentní zákon, který je vynucován procesem meiózy.

Co se děje v nezávislém sortimentu v meióze?

Na buněčném rovníku se homologní chromozomy seřadí proti sobě v meióze I. Paternální a mateřské chromozomy každého homologního páru náhodně padnou na opačné strany rovníku. Jeden z každého homologního páru má tendenci skončit v dceřiné buňce poté, co jsou tyto páry odděleny.

Kdy vzniká nezávislý sortiment?

V metafázi I meiotického dělení podléhají eukaryotické organismy nezávislému třídění v meióze. Výsledkem je gameta se smíšenými chromozomy. Gamety v diploidní somatické buňce mají poloviční počet normálních chromozomů než normální chromozomy.

We vědět, že chromozomy vyrovnat se na rovníkové rovině během buněčného dělení, což je metafáze; jinými slovy, je na metafázové desce. Podobně se jeden chromozom zarovná na jedné straně nebo se zarovná náhodně nebo střídavě. Existuje několik způsobů, jak k tomu dojít. Tak tohle je čistě náhoda. Když se chromozomy zarovnají, neexistuje žádný stanovený vzor nebo sekvence, kterou musí následovat. Nyní, pokud chromozomy jsou náhodně rozděleny během metafáze meiózy, je zřejmé, že geny na nich budou rovněž náhodně odděleny.

Výsledkem je, že gamety jsou haploidní buňky, které se mohou sexuálně rozmnožovat spojením dvou haploidních gamet a vytvořit tak diploidní zygotu se všemi chromozomy. Náhodné rozdělení chromozomy tvoří strukturální základ během metafáze týkající se jiných chromozomů.

Nezávislý sortiment v genetických variacích meiózy

Meióza zavádí genetické variace prostřednictvím dvou mechanismů:

Stejný pár chromozomů je náhodně přiřazen v anafázi I, když se buňky během meiózy dělí, štěpí a segregují nezávisle. Označuje se jako samosortiment. Výsledkem jsou gamety s unikátní chromozomální konfigurací.

V produkované dceřiné buňce vytváří mnoho možných chromozomálních kombinací. 2ⁿ K určení toho lze použít techniku, kde 'n' se rovná počtu homologních párování. Pojďme si projít tento výpočet u lidí (tj. 2²³). Existuje asi 8,388,608 XNUMX XNUMX různých kombinací chromozomy homologních párů by měl v gametách, což je ohromné ​​množství variant.

Existuje další forma variace, která se zavádí přechodem. Když se homologní páry seřadí proti sobě na rovníku, kusy chromatid se mohou kolem sebe zkroutit, což se děje současně, jako v meióze I. To způsobí, že se chromatidy napnou, což způsobí rozštěpení párů chromatid.

Ve fázi známé jako synapse se rozštěpené kusy jedné chromatidy znovu spojí s kousky jiné chromatidy. Vyměněná část chromatid však vede k jedinečné směsi alely na této chromatidě a celém chromozomu. V důsledku toho máme nové varianty alel v gametách.

Meióza vytváří ještě větší variace v tom, že výsledné gamety se spojí v procesu oplodnění: spojí spermie a vajíčka. Výsledkem je větší rozmanitost.

Nezávislý sortiment ve fázi meiózy

Během generace F2 dochází k nezávislému sortimentu, což znamená, že vznikají jedinečné nerodičovské páry. Během anafáze I meiózy je nejnápadnější, když jsou nehomologní chromozomy náhodně distribuovány, protože sesterské chromatidy jsou spojeny. Meiosis I zajišťuje jedinečné gamety separací geny, které jsou přítomny na jiných chromozomech nebo jinými slovy geny, které nesou jiné rysy. Proto, Metafáze I je třetí fází meiózní fáze, ve které byl zapojen do náhodného nezávislého sortimentu. 

Jaký je účinek nezávislého sortimentu v meióze?

Účinky nezávislého sortimentu v meióze vedou k vytvoření značného množství variací ve srovnání s dříve neznámými kombinacemi genů. Stává se to pouze tehdy, když jsou spojeny dva geny nebo když jsou dva geny na stejném chromozomu. Také distribuce mateřských a otcovských homologních chromozomů do gamet je nepředvídatelná.

V některých případech, a zvláště u lidí, k tomu dochází v důsledku evolučních vlastností. Koncept Independent Assortment popisuje, jak se jednotlivé geny od sebe nezávisle oddělují, když dozrávají reprodukční buňky, bez ohledu na jakékoli hranice.

Existují 2ⁿ možné chromozomální kombinace u gamet, zatímco u lidí jsou 2²³. Když však uvažujeme o náhodném oplodnění, máme (2ⁿ)² potenciální kombinace chromozomů, když obdržíme náhodné vajíčko a náhodnou spermii na konci splynutí.

U lidí například (2²³)² = 7.04 × 10¹³, což naznačuje, že ve výsledném organismu existuje obrovské množství variací nebo různých kombinací chromozomů. Kvůli tomuto efektu proměnlivosti u lidí se liší odstín pleti, vzhled obličeje (včetně nosu, rtů a tvaru očí), barva a tvar vlasů, barva očí, výška, nanismus a mnoho dalších rysů. To je důvod, proč jsou lidé geneticky identičtí, pokud nejde o jednovaječná dvojčata. V důsledku meiózy dochází ke genetickým variacím. Pomáhá tedy eukaryotům udržovat genetickou rozmanitost.

Příčiny nezávislého sortimentu v meióze

Meióza I vede k an nezávislý sortiment genů v důsledku náhodného umístění párů homologních chromozomů. V důsledku nezávislého sortimentu, proces meiózy způsobuje genetické variace. V důsledku toho existují čtyři primární formy meiózy, které vedou ke genetickým variacím. Během meiózy zahrnuje 1) mutaci, 2) náhodné oplodnění, 3) náhodné páření mezi organismy a 4) křížení mezi homologními chromozomy s chromatidami. Nesesterské chromatidy se mohou rozdělit a znovu se spojit se svým homologním partnerem během přechodu, když jsou v synapsi během procesu meiózy. Výměna materiálu DNA mezi nesesterskými homologními chromatidami je známá jako crossing over.

Křížení vede k jedinečným kombinacím alel na chromozomech haploidních buněk. V těchto swapových bodech, označovaných jako chiasmata, zůstávají nesesterské chromatidy fyzicky připojeny. Vývoj chiasmat mezi nesesterskými chromatidami však může vést k výměně alel.

Až do anafáze I vážou chiasmata homologní chromozomy dohromady jako bivalentní.

Genetická rozmanitost je způsobena změnami v počtu nebo poloze genů, rychlou reprodukcí, generováním nových alel a sexuální reprodukcí.

Typy nezávislého sortimentu v meióze

Jeden pár fenotypů se segreguje od jiného páru fenotypů nezávisle, stejně jako při produkci gamet. Umožňuje každé dvojici postav samostatně se reprezentovat bez překážek.

Mendel takovému dihybridnímu kříženci přidělil kulaté žluté semeno a vrásčité zelené semeno. Z generace F1 vyrostla pouze kulatá žlutá semena. Generace F2 produkovala čtyři unikátní kombinace semen jako součást samoopylení potomstva F1. Kulatá žlutá, svraštělá žlutá, kulatá zelená a svraštělá zelená semena byla získána v fenotypový poměr tj. 9:3:3:1. Fenotypové poměry žlutá:zelená barva a kulatý:vrásčitý tvar semen u monohybridního křížení byly také přítomny u dihybridního křížení. V důsledku toho dospěl k závěru, že vlastnosti se přenášejí a dědí odděleně.

Na základě tohoto zjištění vyvinul svůj třetí zákon, zákon o Nezávislý sortiment. dihybridní křížení otcovského genotypu RRYY jako kulatá žlutá semena a rryy jako zeleně vrásčitá semena, respektive představují zákon jako příklad. Pravděpodobnost, že se gamety vytvoří s genem R a genem r, jsou v tomto případě rovnoměrně rozděleny. Kromě toho mají geny Y a y ekvimolární šanci na tvorbu gamet. Na závěr, každá gameta by měla obsahovat R nebo r a Y nebo y by měly být přítomny v každé.

Oddělení R a r je nezávislé na oddělení Y a y, které je založeno na tomto zákonu. Proto existují čtyři jedinečné typy gamet: RY, Ry, rY a ry.

Výsledné kombinace alel jsou jedinečné od jejich rodičů (RR, YY, rr a yy).

Fakta o nezávislém sortimentu v meióze

Shrneme-li výše uvedené, všechny mateřské chromozomy nebudou rozděleny do jedné buňky, ale všechny otcovské chromozomy budou odděleny do samostatné buňky. Pokud by dva geny v krajním případě nesledovaly oddělený sortiment, mohly být charakterové geny, včetně barvy a tvaru, vždy přenášeny jako pár. Například v důsledku toho mohla být barva a tvar alel vždy pohromadě a rysy alel mohly být vždy stejné.

Také čtení:

• Fotosyntézní reakce
• Charakteristiky typů boxových medúz
• Jsou enzymy kyselé
• Charakteristika stříbrné rybky
• Jsou bílkoviny rozpustné
• Anatomie květin
• Lysozomy a Golgiho aparát
• Rozdíl mezi chromozomy živočišných a rostlinných buněk
• Příklad vodního ekosystému 2
• Vlastnosti humra