Anong mga pagpapaandar ang mayroon ang mga chromosome?
Ang chromosome, bilang yunit ng pang-organisasyon ng aming materyal na genetiko, ay pangunahing nagsisilbi upang matiyak ang pantay na pamamahagi ng duplicated na materyal na genetiko sa mga cell ng anak na babae habang naghahati ang cell. Para sa hangaring ito, sulit na suriin nang mabuti ang mga mekanismo ng paghati ng cell o pag-ikot ng cell: Ginugugol ng cell ang karamihan ng siklo ng cell sa interphase, ibig sabihin, ang buong panahon kung saan ang cell ay wala sa proseso ng paghati. . Ito naman ay nahahati sa yugto ng G1, S at G2.
Ang yugto ng G1 (G tulad ng puwang) ay sumusunod kaagad pagkatapos ng paghahati ng cell. Dito tumataas muli ang sukat ng cell at nagsasagawa ng pangkalahatang mga pagpapaandar na metabolic. Mula dito maaari rin itong baguhin sa yugto ng G0.
Nangangahulugan ito na nagbabago ito sa isang yugto na hindi na may kakayahang paghati-hati at normal na sumasailalim din ng mga pangunahing pagbabago upang matupad ang isang napaka-tiyak na pag-andar (pagkakaiba-iba ng cell). Upang matupad ang mga gawaing ito, ang ilang mga gene ay binabasa nang masinsinang, habang ang iba ay binabasa nang kaunti o hindi man. Kung ang isang seksyon ng DNA ay hindi kinakailangan ng mahabang panahon, madalas itong matatagpuan sa mga bahagi ng chromosomes na matagal nang naka-pack na (tignan kromatin).
Sa isang banda, nakakatipid ito ng puwang, ngunit din ay isang karagdagang proteksyon laban sa hindi sinasadyang pagbabasa, bilang karagdagan sa iba pang mga mekanismo ng regulasyon ng gen. Gayunpaman, napansin din na sa ilalim ng tiyak na mga kundisyon na naiiba ang mga cell mula sa yugto ng G0 ay maaaring muling makapasok sa siklo. Ang yugto ng G1 ay sinusundan ng yugto ng S, ang yugto kung saan na-synthesize ang bagong DNA (pagtitiklop ng DNA).
Dito, ang lahat ng DNA ay dapat na naroroon sa pinakaluwag na anyo, ie lahat chromosomes ay ganap na unspiraled (tingnan ang istraktura). Sa pagtatapos ng yugto ng pagbubuo, ang buong materyal na genetiko ay naroroon nang dalawang beses sa selyula. Gayunpaman, dahil ang kopya ay nakakabit pa rin sa orihinal na chromosome sa pamamagitan ng centromere (tingnan ang istraktura), ang isa ay hindi nagsasalita ng isang pagdoble ng chromosomes.
Ang bawat chromosome ay binubuo ngayon ng dalawang chromatids sa halip na isa, upang sa paglaon ay makuha ang katangiang X-hugis sa mitosis (ang X-hugis ay naglalapat ng mahigpit na pagsasalita lamang sa metacentric chromosome). Sa kasunod na yugto ng G2, nagaganap ang agarang paghahanda para sa paghahati ng cell. Kasama rin dito ang isang detalyadong tseke para sa mga pagkakamali sa pagtiklop at mga strand break, na maaaring ayusin kung kinakailangan.
Karaniwan mayroong dalawang uri ng paghahati ng cell: mitosis at meyosis. Ang lahat ng mga cell ng isang organismo, maliban sa mga cell ng mikrobyo, ay nilikha ng mitosis, na ang nag-iisang layunin ay ang pagbuo ng dalawang genetically identical na mga cell ng anak na babae. Meiosis, sa kabilang banda, ay may mismong layunin ng paggawa ng iba't ibang mga genetiko na selula: Sa isang unang hakbang, ang mga chromosome na tumutugma sa bawat isa (homologous) ngunit hindi magkapareho ay nahahati.
Sa susunod na hakbang lamang ang mga chromosome, na binubuo ng dalawang magkaparehong chromatids, na pinaghihiwalay at ipinamamahagi sa dalawang mga cell ng anak na babae bawat isa, upang sa huli ang apat na mga cell ng mikrobyo, ang bawat isa ay may magkakaibang genetikong materyal, ay nilikha mula sa isang paunang selula. Ang hugis at istraktura ng mga chromosome ay mahalaga para sa parehong mekanismo: Ang mga espesyal na "thread ng protina", ang tinaguriang spindle apparatus, ay nakakabit sa mataas na condensadong mga chromosome at hinila ang mga chromosome sa isang maayos na naayos na proseso mula sa gitnang eroplano (eroplano ng ekwador) hanggang sa ang kabaligtaran na mga poste ng cell upang masiguro ang pantay na pamamahagi. Kahit na maliit na pagbabago sa microstructure ng chromosome ay maaaring magkaroon ng mga seryosong kahihinatnan dito.
Sa lahat ng mga mamal, ang ratio ng mga sex chromosome na X at Y ay tumutukoy din sa kasarian ng supling. Talaga, nakasalalay lamang ito sa kung ang tamud, na nag-iisa sa egg cell, nagdadala ng X o isang Y chromosome. Dahil ang parehong anyo ng tamud ay laging nabuo sa eksaktong parehong sukat, ang posibilidad ay palaging pantay para sa parehong kasarian.
Ang sistemang random na ito samakatuwid ay ginagarantiyahan ang isang mas pantay na pamamahagi ng kasarian kaysa sa magiging kaso, halimbawa, na may mga kadahilanan sa kapaligiran tulad ng temperatura. Alam na ngayon na ang mana ng mga katangian ay nangyayari sa pamamagitan ng mga gen, na nakaimbak sa anyo ng DNA sa loob ng mga cell. Ang mga ito naman ay nahahati sa 46 chromosome, kung saan ipinamamahagi ang 25000-30000 na mga gen ng tao.
Bukod sa ugali mismo, na kung tawagin ay phenotype, mayroon ding katumbas na genetiko, na tinatawag na genotype. Ang lugar kung saan matatagpuan ang isang gene sa isang chromosome ay tinatawag na locus. Dahil ang mga tao ay may bawat chromosome dalawang beses, ang bawat gene ay nangyayari din nang dalawang beses.
Ang tanging pagbubukod dito ay ang mga X chromosomal genes sa mga kalalakihan, dahil ang Y chromosome ay nagdadala lamang ng isang maliit na bahagi ng impormasyong genetiko na matatagpuan sa X chromosome. Ang iba't ibang mga gen na matatagpuan sa parehong lokasyon ay tinatawag na mga alleles. Kadalasan mayroong higit sa dalawang magkakaibang mga allel sa isang lokasyon.
Tinawag itong polymorphism. Ang nasabing isang allele ay maaaring maging isang hindi nakakapinsalang variant (karaniwang variant), ngunit pati na rin ang mga pathological mutation na maaaring maging sanhi ng isang namamana na sakit. Kung ang pag-mutate ng isang solong gene ay sapat upang baguhin ang phenotype, ito ay tinatawag na monogenik o mana ng Mendelian.
Gayunpaman, maraming mga namamana na ugali ay minana sa pamamagitan ng maraming mga gen na nakikipag-ugnay at samakatuwid ay mas mahirap pag-aralan. Dahil sa isang mana ng Mendelian, ang ina at ama bawat isa ay ipinapasa ang isa sa kanilang dalawang mga gen sa anak, palaging may apat na posibleng mga pagsasama sa susunod na henerasyon, kahit na ang mga ito ay maaari ring pareho na may kaugnayan sa isang ugali. Kung ang parehong mga alleles ng isang indibidwal ay may parehong epekto sa phenotype, ang indibidwal ay homozygous na may paggalang sa ugali na ito at ang ugali sa gayon ay ganap na binuo.
Ang Heterozygotes ay mayroong dalawang magkakaibang mga alelyo na maaaring makipag-ugnay sa bawat isa sa iba't ibang paraan: Kung ang isang allele ay nangingibabaw sa isa pa, ganap nitong pinipigilan ang pagpapahayag ng huli at ang nangingibabaw na ugali ay nakikita sa phenotype. Ang pinigilan na allele ay tinatawag na recessive. Sa isang nakamamanghang mana, ang parehong mga alleles ay maaaring ipahayag ang kanilang mga sarili na hindi naiimpluwensyahan ng bawat isa, samantalang sa isang intermediate na pamana isang halo ng parehong mga katangian ay naroroon. Ang isang magandang halimbawa nito ay ang AB0 dugo pangkat ng system, kung saan ang A at B ay magkakagulo sa isa't isa ngunit ang 0 ay nangingibabaw sa bawat isa.
