WAT ZIJN HETEROCHROMOSOMEN - BIOLOGIE - 2026

De heterocromosomen zijn een chromosomenpaar dat wordt gevormd door zogenaamde geslachtschromosomen, die van elkaar verschillen, en autosomen. Ze staan ​​ook bekend als allosomen, idiochromosomen of heterotypische chromosomen. Ze bepalen het geslacht bij dieren, maar ook bij planten met chromosomale geslachtsbepalingssystemen.

Wanneer de chromosomen die de organismen van een soort definiëren, gerangschikt zijn in termen van vorm, grootte en andere morfologische kenmerken, verkrijgen we hun karyotype.

In diploïde organismen heeft elk chromosoom, in het bijzonder somatische of autosomale chromosomen, een paar identieke kenmerken (homochromosoom) - hoewel niet noodzakelijk identiek in volgorde.

Het individu dat de twee verschillende soorten geslachtschromosomen draagt, wordt het heterogametische geslacht van de soort genoemd: in het geval van mensen is het heterogametische geslacht de man (XY; de vrouwen zijn XX), maar bij vogels zijn het de vrouwtjes (ZW ; mannetjes zijn ZZ).

In andere gevallen, zoals bij sommige insecten, zijn de vrouwtjes XX en de mannetjes X (of XO). In het laatste geval, zoals te zien is bij Hymenoptera, zijn mannetjes alleen mannetjes omdat ze haploïde individuen zijn.

Om deze reden zou het een extreem geval van hemizygositeit zijn voor X, wat ons dwingt om dit X-chromosoom als vreemd aan de concepten van homo- of heterochromosoom te beschouwen. Bij andere dieren bepalen omgevingscondities het geslacht van het individu.

Verschillen tussen geslachtschromosomen

Geslachtschromosomen zijn de heterochromosomen bij uitstek.

In het geval van mensen, net als bij de rest van zoogdieren, zijn de chromosomen die aanwezig zijn in mannelijke individuen erg verschillend van elkaar. Het Y-chromosoom is veel kleiner dan het X-chromosoom - in feite is het Y-chromosoom slechts een derde van de grootte van het X-chromosoom.

Bijgevolg is het gehalte aan genen op het Y-chromosoom duidelijk veel lager dan op het X-"paar": het X-chromosoom draagt ​​naar schatting niet minder dan 1000 verschillende genen, terwijl het Y-chromosoom het vermogen om te coderen voor niet meer dan 200 verschillende genen.

Verschillen tussen mannen en vrouwen

Deze weinige informatie stelt echter grote verschillen tussen mannen en vrouwen vast: in feite is het Y-chromosoom wat een man zo maakt. Het X-chromosoom daarentegen maakt ons allemaal levensvatbare mensen.

In het bevruchtingsproces zal de zygote, na ontvangst van een Y-chromosoom, een foetus voortbrengen die testikels zal ontwikkelen, en daarom zal het individu alle geslachtskenmerken hebben die het mannetje van de soort bepalen.

Naast het coderen voor deze testiculaire ontwikkelingsfactor, codeert het Y-chromosoom, onder de weinige genen die het bezit, voor factoren die de mannelijke vruchtbaarheid bepalen, evenals andere die een belangrijke rol kunnen spelen in de levensduur van het individu.

Met andere woorden, om mannelijk of vrouwelijk te zijn (of gewoon te bestaan) hebben we ten minste één X-chromosoom nodig; Maar om een ​​man te zijn, hebben we ook een Y-chromosoom nodig waarmee we onder andere sperma kunnen produceren.

Naast de aangegeven verschillen zijn de homologieregio's tussen beide geslachtschromosomen, in tegenstelling tot wat er gebeurt met een van de autosomale paren, zeer beperkt - wat erop wijst dat ze strikt genomen niet homoloog zijn.

Zozeer zelfs dat we op het X-chromosoom nog steeds overblijfselen kunnen vinden van onze vroegere broederschap met Neanderthalers, terwijl op het Y-chromosoom zuiverende selectiegebeurtenissen alle sporen ervan hebben verwijderd.

De gebieden van "homologie" die de contacten bepalen die nodig zijn om een ​​efficiënt chromosomaal segregatieproces uit te voeren tussen de X- en Y-crosmomen tijdens meiose, zijn beperkt tot zeer kleine subtelomere delen.

Ten slotte ondergaan bij vrouwen de X-chromosomen actief recombinatie; bij mannen bepalen de weinige complementariteitsgebieden tussen de leden van het heterochromatische paar dat er in wezen geen recombinatie is - tenminste zoals we die kennen in homologe somatische chromosoomparen, of een XX-paar.

Bijgevolg zijn de DNA-reparatiesystemen op het Y-chromosoom veel minder efficiënt dan op het X-chromosoom.

XX / XY geslachtsbepalingssysteem

Bij personen met het XX / XY-geslachtsbepalingssysteem is het de vader die chromosomaal het geslacht van de nakomelingen bepaalt. De moeder produceert alleen gameten met X-chromosomen, naast de haploïde set van somatische chromosomen, en wordt het homogametische geslacht van de soort genoemd.

De vader (heterogametisch geslacht) kan gameten produceren met X-chromosomen of gameten met Y-chromosomen: de kans om individuen van het ene of het andere geslacht voort te brengen is daarom hetzelfde en hangt af van het geslachtschromosoom dat door het sperma wordt gedragen. Elke te bevruchte eicel draagt ​​slechts één X-chromosoom.

Het is daarom gemakkelijk af te leiden dat het Y-chromosoom patrilineair wordt geërfd: dat wil zeggen dat het alleen van ouders op kinderen overgaat. Net zoals we mitochondriën, mannen en vrouwen, matrilineair erven van een enkele voorouderlijke vrouw, kunnen alle mannen hun Y-chromosoom herleiden naar een enkele mannelijke voorouder - maar veel recenter dan de eerste.

Andere toepassingen van de term

Ook binnen het bereik van dezelfde genetica worden die chromosomen die rijk zijn aan heterochromatische gebieden heterochromosomen genoemd. Heterochromatine (DNA, naast de bijbehorende eiwitten) is dat deel van het erfelijke materiaal (alleen DNA) dat sterk verdicht is en daarom niet tot expressie komt.

Het meest opvallende en merkwaardige geval van een sterk heterochromatisch chromosoom is het zogenaamde Barr-lichaam. Dit is slechts een van de geïnactiveerde X-chromosomen van vrouwelijke zoogdieren.

Om de gendosering te compenseren die is afgeleid van de aanwezigheid van twee X-chromosomen in plaats van één, zoals in het geval van mannetjes van de soort, wordt bij vrouwtjes in vroege ontwikkelingsstadia een van de X-chromosomen tot zwijgen gebracht, gehypermethyleerd en sterk verdicht.

Met andere woorden, het Barr-lichaam is niet alleen een heterochromosoom omdat het volledig heterochromatisch is, maar ook omdat het morfologisch gezien volledig verschilt van zijn niet-tot zwijgen gebrachte tegenhanger (tenminste zolang de cel niet deelt).

Referenties

1. Brooker, RJ (2017). Genetica: analyse en principes. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, VS.
2. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, VS.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, VS.
4. Pertea M., Salzberg, SL (2010) Tussen een kip en een druif: het aantal menselijke genen schatten. Genoombiologie 11: 206.
5. Strachan, T., lezen, A. (2010). Menselijke moleculaire genetica. Garland Science. p. 45. ISBN 978-1-136-84407-2.