WAT IS DE CHROMOSOMENENVELOP? (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2026

Het aantal chromosomen, het chromosoomcomplement of de chromosoomset bepaalt het totale aantal chromosomen dat het genoom van elke soort vertegenwoordigt. Elk levend organisme bestaat uit cellen met een karakteristiek aantal chromosomen.

Degenen die een dubbel complement van chromosomen bevatten, zouden diploïde ('2n') zijn. Degenen die een enkele chromosoomset ('n') bevatten, zouden haploïde zijn.

Chromosomen A van een vrouwelijk mens. Overgenomen van wikimedia.org

De schenking van het chromosoom vertegenwoordigt het totale aantal DNA-moleculen waarin alle genetische informatie die een soort definieert, is ingeschreven. Bij seksueel voortplantende organismen hebben somatische '2n'-cellen twee exemplaren van elk somatisch chromosoom.

Als geslacht chromosomaal is gedefinieerd, hebben ze ook een seksueel paar. Geslacht 'n' cellen, of gameten, hebben slechts één chromosoom van elk paar.

Bij mensen is het chromosomale complement van elke somatische cel bijvoorbeeld 46. Dat zijn 22 autosomale paren plus één seksueel paar. In de gameten van de soort heeft elk van hen daarom een ​​chromosoomset van 23 chromosomen.

Als we het hebben over het chromosoomvermogen van een soort, bedoelen we strikt de set chromosomen van een serie die we A noemen. Bij veel soorten is er nog een serie overtallige chromosomen die B.

Dit moet niet worden verward met ploïdie-veranderingen, die veranderingen in het aantal chromosomen uit de A-reeks met zich meebrengen.

De chromosomen die een soort definiëren

Sinds de jaren 20 van de twintigste eeuw was bekend dat het aantal chromosomen per soort niet stabiel leek te zijn. De stabiele en standaard set chromosomen van een soort werd serie A genoemd. Boventallige chromosomen, die geen kopieën waren van die van serie A, werden serie B genoemd.

Evolutionair gezien is een B-chromosoom afgeleid van een A-chromosoom, maar het is niet de kopie ervan. Ze zijn niet essentieel voor het voortbestaan ​​van de soort en stellen slechts enkele individuen van de populatie voor.

Er kunnen variaties zijn in het aantal chromosomen (aneuploïdie), of in het volledige aantal chromosomen (euploïdie). Maar het zal altijd verwijzen naar de chromosomen van serie A. Dit aantal chromosomen, van serie A, is degene die de soort chromosomaal definieert.

Een haploïde cel van een bepaalde soort bevat een chromosomaal complement. Een diploïde bevat er twee en een triploïde bevat er drie. Een chromosomaal complement bevat en vertegenwoordigt het genoom van de soort.

Daarom maken twee of drie aanvullende complementen geen andere soort: het blijft hetzelfde. Zelfs in hetzelfde organisme kunnen we haploïde, diploïde en polyploïde cellen waarnemen. In andere omstandigheden kan dit abnormaal zijn en leiden tot defecten en ziekten.

Wat een soort definieert, is zijn genoom - verdeeld over evenveel A-chromosomen als de aanwezige individuen. Dit aantal is kenmerkend voor de soort, die mogelijk identiek is aan die van een andere, maar niet de informatie ervan.

Veranderingen in chromosoomaantal

We hebben al gezien hoe sommige cellen bij individuen van bepaalde soorten slechts één of twee chromosomale eigenschappen hebben. Dat wil zeggen, het aantal chromosomale complementen varieert, maar het genoom is altijd hetzelfde.

De set chromosomen die een soort en zijn individuen definieert, wordt geanalyseerd via hun karyotypen. De karyotypische eigenschappen van organismen, vooral in aantal, zijn bijzonder stabiel in de evolutie en definitie van soorten.

Bij sommige soorten, tussen verwante soorten, en in het bijzonder individuen, kunnen er echter significante veranderingen in de chromosoomsamenstelling optreden.

We zullen hier enkele voorbeelden geven die geen verband houden met de veranderingen in ploïdie die in andere artikelen worden besproken.

-Veranderingen op het niveau van evolutionaire lijnen

De biologische regel is dat er chromosomaal conservatisme is dat levensvatbare gameten garandeert door meiose en succesvolle bevruchting tijdens bevruchting.

Organismen van dezelfde soort, soorten van hetzelfde geslacht, hebben de neiging om hun chromosoomvermogen te behouden. Dit kan zelfs in hogere taxonomische bereiken worden waargenomen.

Lepidoptera

Verschillende soorten van de orde Lepidoptera hebben de neiging om hetzelfde chromosoom te behouden. pixnio.com

Er zijn echter veel uitzonderingen. In Lepidoptera worden bijvoorbeeld extremen van beide gevallen waargenomen. Deze familie van insecten omvat organismen die we gezamenlijk vlinders noemen.

Lepidoptera vertegenwoordigen echter een van de meest diverse diergroepen. Er zijn meer dan 180.000 soorten gegroepeerd in niet minder dan 126 families.

De meeste families van de bestelling hebben een modale chromosoomset van 30 of 31 chromosomen. Met andere woorden, de volgorde is, ondanks het grote aantal soorten dat het omvat, vrij conservatief wat betreft chromosoomafgifte. In sommige gevallen geldt echter ook het tegenovergestelde.

De familie Hesperiidae van de orde Lepidoptera bevat ongeveer 4.000 soorten. Maar daarin vinden we taxa met modale nummers van bijvoorbeeld 28, 29, 30 of 31 chromosomen. In sommige van hun stammen worden echter variaties van wel 5 tot 50 chromosomen per soort aangetroffen.

Binnen dezelfde soort is het ook gebruikelijk om variaties in het aantal chromosomen tussen individuen te vinden. In sommige gevallen is het toe te schrijven aan de aanwezigheid van B-chromosomen.

Maar in andere zijn het variaties op de chromosomen A. Bij dezelfde soort kunnen individuen worden gevonden met haploïde aantallen die variëren tussen 28 en 53 chromosomen.

-Veranderingen op celniveau van dezelfde persoon

Somatische polyploïdie

In de wereld van schimmels is het vrij gebruikelijk om veranderingen in het aantal kopieën van chromosomen te vinden als gevolg van veranderingen in de omgeving. Deze veranderingen kunnen van invloed zijn op een bepaald chromosoom (aneuploïdie) of op de hele set chromosomen (euploïdie).

Bij deze veranderingen is geen meiotische celdeling betrokken. Deze overweging is belangrijk omdat het laat zien dat het fenomeen niet het product is van een of andere recombinationele vervorming.

Integendeel, de genomische plasticiteit van schimmels in het algemeen verklaart dus hun verrassende aanpassingsvermogen aan de meest uiteenlopende levensomstandigheden.

Dit heterogene mengsel van celtypen met verschillende ploïdieën bij hetzelfde individu is ook waargenomen bij andere organismen. De mens heeft niet alleen diploïde cellen (die bijna allemaal zijn), en haploïde gameten. In feite is er op een normale manier een mengsel van diploïden en polyploïden in de hepatocyten- en megakaryocytpopulaties.

Kanker

Een van de bepalende kenmerken van de ontwikkeling van kanker is chromosomale instabiliteit. Celpopulaties kunnen worden gevonden bij kanker met complexe heterogene karyotypische patronen.

Dat wil zeggen, een individu heeft tijdens zijn leven een normaal karyotype in zijn somatische cellen. Maar de ontwikkeling van een bepaalde kanker hangt samen met een verandering in het aantal en / of de morfologie van de chromosomen.

De numerieke veranderingen leiden tot de aneuploïde toestand van cellen die wat chromosoom hebben verloren. In dezelfde tumor kunnen er aneuploïde cellen zijn voor verschillende chromosomen.

Andere veranderingen in aantal kunnen leiden tot duplicaties van een homoloog chromosoom, maar niet tot het andere lid van het paar.

Deze veranderingen dragen niet alleen bij aan de progressie van kanker, maar bemoeilijken therapieën die gericht zijn op het aanvallen van de ziekte. Cellen zijn niet langer, zelfs niet genomisch gezien, hetzelfde.

De informatie-inhoud en de organisatie is anders, en de expressiepatronen van genen zijn ook veranderd. Bovendien kan er in elke tumor een mix van expressiepatronen zijn, verschillend in identiteit en grootte.

Referenties

1. Lukhtanov, VA (2014) Chromosoomgetalevolutie bij schippers (Lepidoptera, Hesperiidae). Comparative Cytogenetics, 8: 275-291.
2. Rubtsov, NB, Borisov, YM (2018) Sequentiesamenstelling en evolutie van zoogdier-B-chromosomen. Genen 9, doi: 10.3390 / genes9100490.
3. Todd, RT, Forche, A., Selmecki, A. (2017) Ploïdie-variatie in schimmels - polyploïdie, aneuploïdie en genoomevolutie. Microbiology Spectrum 5, doi: 10.1128 / microbiolspec.FUNK-0051-2016.
4. Vargas-Rondón, N., Villegas, VE, Rondón-Lagos, M. (2018) De rol van chromosomale instabiliteit bij kanker en therapeutische reacties. Kankers, doi: 10.3390 / kankers10010004.
5. Vijay, A., Garg, I., Ashraf, MZ (2018) Perspectief: variaties in het aantal DNA-kopieën bij hart- en vaatziekten. Epigenetica nsights, 11: 1-9.