Hayat, istikrar ve değişim arasında mükemmel bir denge kurar. Genetik mesaj güvenilir bir şekilde korunurken, özellikle rekabet, yırtıcılık, yaşam alanı ve iklimdeki beklenmedik değişiklikler karşısında, doğal seçilimin uygun genleri ortaya çıkarması için gerekli değişkenliği de sağlar. Cinsel organizmalar, çiftleşme (cinsel rekombinasyon) için kullandıkları haploid gametleri oluşturmak için çok çaba harcarlar. Diploid yavruların eşeysiz üremesi metabolik olarak daha az israflıdır ve gamet üreten hücreler geçiş için çok fazla çaba harcar. Pek çok araştırmacı, bu iki mekanizmanın dengeleyici veya değiştirici bir işlev gördüğüne inanıyor, ancak hangisinin gerekli olduğu konusunda hemfikir değiller. Rekombinasyon ve çaprazlamanın mekanizmaları ve sonuçları, varyasyon üretme ve azaltma yeteneğini belirler.
İçindekiler
eşitsizlik
Eşeyli üremenin en önemli sonucu, yeni karakter kombinasyonlarına sahip yavruların üretilmesidir. Bir homolog kromozom çiftinin her üyesi farklı bir ebeveynden gelir ve aynı tip RNA’yı, proteinleri kodlayan genleri ve yapısal enzimleri içermelerine rağmen, iki homolog gendeki temel dizilimler aynı değildir. Aslında, organizmanın babasından kalıtılan genin kopyası, anneden kalıtılan genin kopyasından en azından biraz farklıdır.
Aynı genin farklı biçimleri alel olarak adlandırılır ve bunları üreten yapısal proteinler veya enzimler birbirinden biraz farklı aktiviteye sahiptir. Örneğin, gözleri kusurlu, renksiz tarayıcı pigmentlerini kodlayan göz pigmenti genlerinin her iki kopyasına da sahip olan kişilerde mavi gözler gelişir; Kahverengi gözlü bireyler, işlevsel bir pigmenti kodlayan bir genin en az bir kopyasına sahiptir. Bir organizma iki farklı ebeveynden gelen alellerin bir karışımı olduğundan, kromozomları neredeyse kesin olarak her bir ebeveyninkinden farklı aleller içerecektir ve morfolojik, fizyolojik ve davranışsal özelliklerinin çoğu buna göre farklı olacaktır. Farklılığın neden cinsel birleşmede meydana geldiğini anlamak için, altı kromozomlu varsayımsal bir organizmayı ele alalım. Üç kromozom erkek ebeveynin gametinden (mayozun bir sonucu olarak) gelir ve üç kromozom dişi ebeveynin gametinden gelir ve bu diploid organizmada üç homolog çift oluşturur. Üreme için gamet üreten bir bireyde meydana gelen her bölünmede, o organizmanın tüm maternal kromozomları bir gamete ve tüm baba kromozomları diğerine aktarılabilir, ancak diğer tüm kombinasyonlar eşit olasılıktadır. Bir organizmanın üç çift kromozomu varsa, gametlerde sekiz farklı set bulunabilir. İki gametin bir zigot oluşturduğu bu tür türlerde, 64 (8 x 8) farklı kromozom kombinasyonu olacaktır. Alışılmadık derecede yüksek kromozom sayımız göz önüne alındığında, insanlar için, aynı ebeveynlerden gelen yavrulardaki olası kromozom kombinasyonlarının n sayısı 7 x 1013’tür.
Çaprazlama olmadan bile, basit cinsel rekombinasyon, mayozun karmaşık iki fazlı süreci daha basit bir süreçle değiştirilse bile yüksek değişkenliğe neden olur: tek bir kromatide sahip homolog kromozomlar, mitozun telofazı sonlandırdığını gösterir, teorik olarak iki monoploid. Cezaevi hücresi. Böylece DNA replikasyonu ve mayoz bölünmeden önceki profaz II’nin tamamı gereksiz hale gelir. Ancak bu kestirme yol, ekonomik olsa da, organizmayı yeni kombinasyonlar üretmenin ikinci bir yolu olan çaprazlamanın faydalarından mahrum bırakırdı.
Oldukça düzenli bir süreç olan kroslama, astronomik olarak değişken bir yapıya sahip olası gamet sayısını artırır. Bunun nedeni, çaprazlamanın tamamen rasgele noktalarda meydana gelmesi ve istisnasız olarak her bir hibrit kromozomun, diğerlerinden farklı noktalardaki kırılmalarla üretilmesidir. Sadece iki kromozomlu ve genleri binlerce ifade edilen bir örneğe odaklanırsak, mayozdan sonra genetik bilginin başlangıcında neler olduğu hakkında bir fikir edinebiliriz. Bu durumda, kromozomun bir ucundaki bir genin hayvanın kürk rengini kontrol ettiğini ve aynı kromozomun diğer ucundaki genin vücut büyüklüğünü kontrol ettiğini varsayalım.
Babanın siyah ceketi kodlayan bir gen (F diyebiliriz) ve büyük gövdeyi kodlayan geni (S) verdiğini ve anneden gelen alellerin farklı olduğunu, gri ceket (f) ve küçük gövde (S). babadan F ve S; Annedeki f ve s gibi, mayoz sırasında geçiş, hücre bölünürken bir arada (veya bağlı) kalsa da yeniden düzenlemelere neden olur. Aslında, bir atadan kalma kromozomun mayoz bölünmeden bozulmamış olarak çıkma olasılığı yüzde 50’den çok daha azdır, çünkü çaprazlama genellikle birkaç yerde meydana gelir ve herhangi iki homolog kromozomla ilişkilidir. Üstelik, bir gen içinde bile geçiş olabilir; Genin kopyalarından farklıysa yeni aleller bile yapılabilir.
istikrar
Şimdiye kadar, rekombinasyon ve çaprazlamanın genetik yeniliği nasıl ürettiği hakkında çok konuştuk. Diğer alternatif ne anlama geliyor, sürekli istikrar? Değişken bir argüman, onarılmamış mutasyonların, bazı genlerin her iki kopyası da zarar görene veya artık çalışmayana kadar genomda kademeli olarak biriktiğini iddia eder. Sonuç olarak, nesiller geçtikçe, bir organizmanın yavruları zayıflar, ancak daha fazla mutasyona maruz kalırlar. Bu tür genlerin fonksiyonel kopyalarını elde etmenin iyi bir yolu rekombinasyondur. Döllenmiş bir yumurta muhtemelen her genin en az bir iyi kopyasını içerecektir. Çünkü akraba olmayan bireylerden gelen iki gamet aynı mutasyonlara sahip olamaz. Seks, istikrarı korumak için var olabilir.
Geçişi koruyucu olarak gören argüman da kabaca aynı yolu izliyor. Bir kromozomun DNA’sının her iki sarmalı da hasar gördüğünde, ki bu bazen olur, onarım enzimleri sorunu çözemez çünkü şablon olarak kullanılacak iyi bir sarmal yoktur. Bununla birlikte, homolog kromozomda genin tam bir kopyası vardır. Bazı araştırmacılar, krossing-over’ın çift sarmal hasarı olan bölgelerin yakınında meydana geldiğine inanıyor, bu nedenle onarım enzimleri, homolog kromozom üzerinde aynı bölgenin kopyalarını yaparak hasarlı kromozomu onarıyor.
Son olarak, rekombinasyon ve çaprazlamanın zıt amaçlara hizmet edecek şekilde değiştirilmiş olması veya aynı anda her iki amaca da hizmet etmesi tamamen mümkündür. Bunun nedeni, şiddetli mutasyonların sabitlenmesi ve telafi edilmesinin yanı sıra büyük miktarlarda çeşitlilik yaratılmasıdır. Moleküler ve evrimsel biyologları bir araya getiren pek çok sorundan biri olan bu önemli sorun çözüm beklemektedir.
kaynak:
Khan Akademisi
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]