De chromosomale permutatie is een proces van willekeurige verdeling van chromosomen tijdens celdelingsseks (meiose), dat bijdraagt aan het genereren van nieuwe chromosomale combinaties.
Het is een mechanisme dat een toename in variabiliteit aan dochtercellen geeft door de combinatie van maternale en vaderlijke chromosomen.
Reproductieve cellen (gameten) worden geproduceerd door meiose, een soort celdeling die lijkt op mitose. Een van de verschillen tussen deze twee soorten celdeling is dat er in de meiose gebeurtenissen plaatsvinden die de genetische variabiliteit van het nageslacht vergroten.
Deze toename in diversiteit wordt weerspiegeld in de onderscheidende kenmerken van de individuen die bij de bevruchting worden gegenereerd. Om deze reden zien kinderen er niet precies hetzelfde uit als hun ouders, noch zien broers en zussen van dezelfde ouders er hetzelfde uit, tenzij ze een eeneiige tweeling zijn.
Dit is belangrijk omdat het genereren van nieuwe combinaties van genen de genetische diversiteit van de populatie vergroot en er bijgevolg meer mogelijkheden zijn om zich aan te passen aan verschillende omgevingsomstandigheden.
Chromosoompermutatie vindt plaats in metafase I
Elke soort heeft een bepaald aantal chromosomen, bij mensen zijn er 46 en komt overeen met twee sets chromosomen.
Daarom wordt gezegd dat de genetische belasting bij mensen "2n" is, aangezien de ene set chromosomen afkomstig is van de eitjes van de moeder (n) en de andere van het sperma van de vader (n).
Seksuele voortplanting omvat de versmelting van de vrouwelijke en mannelijke gameten, wanneer dit gebeurt, wordt de genetische belasting verdubbeld, waardoor een nieuw individu met een belasting (2n) ontstaat.
Menselijke gameten, zowel vrouwelijk als mannelijk, bevatten een enkele set genen die bestaat uit 23 chromosomen, en daarom hebben ze "n" genetische lading.
Twee opeenvolgende celdelingen komen voor in meiose. Chromosoompermutatie vindt plaats in een van de stadia van de eerste deling, metafase I genaamd. Hier komen de homologe vaderlijke en moederlijke chromosomen op een rij en worden ze vervolgens willekeurig verdeeld over de resulterende cellen. Het is deze willekeur genereert variabiliteit.
Het aantal mogelijke combinaties wordt 2 verhoogd tot n, het aantal chromosomen. In het geval van mensen n = 23, dan zou er 2²³ overblijven, wat resulteert in meer dan 8 miljoen mogelijke combinaties tussen de chromosomen van moeder en vader.
Biologisch belang
Meiose is een belangrijk proces om het aantal chromosomen van generatie op generatie constant te houden.
De eitjes van de moeder worden bijvoorbeeld gegenereerd door meiotische delingen van de cellen van de eierstokken, die 2n (diploïde) waren en na meiose n (haploïde) werden.
Een soortgelijk proces genereert n (haploïde) sperma uit testiculaire cellen, die 2n (diploïde) zijn. Wanneer de vrouwelijke gameet (n) wordt bevrucht met de mannelijke gameet (n), wordt de diploïdie hersteld, dat wil zeggen dat er een 2n geladen zygote wordt gegenereerd die later een volwassen persoon wordt om de cyclus te herhalen.
Meiose heeft ook andere belangrijke mechanismen die het mogelijk maken de variabiliteit verder te vergroten door verschillende combinaties van genen te creëren door middel van een mechanisme van genetische recombinatie dat 'cross-over' (of 'cross-over', in het Engels) wordt genoemd. Elke game die wordt geproduceerd, heeft dus een unieke combinatie.
Dankzij deze processen vergroten organismen de genetische diversiteit binnen hun populaties, wat de kans vergroot om zich aan te passen aan variaties in omgevingsomstandigheden en het voortbestaan van de soort.
Referenties
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Moleculaire biologie van de cel (6e ed.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Inleiding tot genetische analyse (11e ed.). WH Freeman.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleculaire celbiologie (8e ed.). WH Freeman and Company.
- Mundingo, I. (2012). Handleiding Voorbereiding Biologie 1e en 2e Middel: verplichte gemeenschappelijke module. Editions Universidad Católica de Chile.
- Mundingo, I. (2012). PSU Biology Preparation Manual 3e en 4e medium: optionele module. Editions Universidad Católica de Chile.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6e ed.). John Wiley and Sons.