notas de corte sisu

Cruzando

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Cruzando a definição

Atravessar está a troca de material genético entre cromátides não irmãs de cromossomos homólogos durante a meiose, o que resulta em novas combinações alélicas nas células filhas.

Cada célula diplóide contém duas cópias de todos os cromossomos, um derivado do gameta materno e o outro do gameta paterno. Esses pares de cromossomos, cada um derivado de um dos pais, são chamados de cromossomos homólogos. Quando os organismos diplóides sofrem reprodução sexual, eles primeiro produzem gametas haplóides através da meiose. Durante a prófase I da meiose, o cromossomo homólogo se alinha e troca material genético, de modo que alguns dos cromossomos resultantes são recombinantes – contendo uma mistura de genes derivados dos cromossomos maternos e paternos.

Cromossomos homólogos

A maioria dos organismos que sofrem reprodução sexual contém dois tipos de células em seu corpo – células haplóides e diplóides. As células diplóides são vistas na maioria das partes do corpo e contêm duas cópias de cada cromossomo. Portanto, eles contêm dois genes para determinar a sequência de quase todos os RNA ou proteína. As células haplóides são geralmente gametas masculinos ou femininos formados como resultado da meiose e são vistos em órgãos sexuais. Eles contêm apenas um conjunto completo de cromossomos e são projetados para se fundir com outro gameta haplóide para produzir um zigoto diplóide – com um conjunto paterno e um dos cromossomos paternos e um materno. Embora codificam os mesmos genes, suas seqüências de DNA podem variar um pouco um do outro. Por exemplo, o cromossomo paterno pode conter as informações genéticas para resultar no fato de o antígeno estar presente nos glóbulos vermelhos, enquanto o cromossomo materno pode codificar para o antígeno B. Esses dois antígenos são semelhantes em função, mas diferem entre si marginalmente em seu amino Sequência ácida.

Todas as células de um organismo adulto são derivadas do zigoto inicial e, portanto, são geneticamente idênticas entre si. Quando este adulto se prepara para a reprodução, algumas células especializadas sofrem meiose, produzindo quatro células filhas haplóides. Essas células filhas podem então sofrer maturação para formar gametas masculinos ou femininos.

Durante a meiose, os cromossomos derivados do gameta materno e paterno podem se destacar independentemente um do outro. Em outras palavras, os cromossomos da mãe ou do pai podem ser escolhidos aleatoriamente para cada gameta. Um esperma humano pode conter cromossomos 1, 3, 5, 7, 9, 21 e 23 de sua mãe, e o restante pode surgir do pai masculino. Da mesma forma, um ovo pode ter apenas dois cromossomos da mãe feminina e o restante do pai masculino.

Além disso, cada um desses cromossomos pode ser uma mistura recombinante de genes decorrentes dos dois pais. Uma das quatro células filhas haplóides decorrentes da meiose pode ter um cromossomo com 80% de sua sequência do pai masculino e os 20% restantes da mãe feminina. Da mesma forma, haverá outra célula filha com a proporção reversa. Isso ocorre através do cruzamento, quando os cromossomos homólogos replicados são colocados próximos um do outro e trocam segmentos entre si.

A imagem é uma representação de um conjunto de cromossomos homólogos, com genes sendo representados por diferentes letras do alfabeto. Os genes em um cromossomo são mostrados usando letras maiúsculas e isso no par homólogo usando letras pequenas. Duas das quatro células filhas se formaram após esse evento de cruzamento têm um cromossomo recombinante que não é completamente derivado da mãe nem do pai. A imagem também demonstra que os genes que estão próximos da proximidade física entre si no cromossomo provavelmente são herdados juntos, enquanto aqueles que estão mais distantes podem ser de forma independente durante a meiose.

Mapas de ligação

Os mapas de ligação são estimativas da distância entre dois locos genéticos, com base na frequência de recombinação. Locos de genes que estão longe um do outro no mesmo cromossomo, ou os colocados em diferentes cromossomos têm 50% de chance de serem herdados juntos e uma probabilidade de 50% de serem variados independentemente. Com base na frequência com que são herdados juntos, os mapas de ligação podem ser formados, onde a posição desses genes é mostrada em relação aos marcadores genéticos conhecidos. Por exemplo, se um marcador genético no cromossomo X for frequentemente herdado junto com um alelo específico para a calvície masculina, diz -se que eles fazem parte do mesmo grupo de ligação. Antes do sequenciamento de DNA de alto rendimento, os mapas de ligação eram as principais ferramentas para entender quais genes estavam presentes em um cromossomo específico.

Profase i

A meiose ocorre em dois estágios – meiose I e II. A meiose I, também conhecida como divisão de redução, é a série de eventos que resulta na formação de duas células filhas haplóides. No final da divisão de redução, o número de cromossomos é reduzido pela metade e cada uma das células filhas possui apenas um conjunto completo de cromossomos duplicados.

Durante a meiose I, particularmente a Profase I, ocorrem vários eventos, tornando -a uma das fases mais longas da meiose. Ele marca o início da condensação do cromossomo, onde os cromossomos duplicados com cromátides irmãos anexados são vistos inicialmente como fios finos longos. À medida que a condensação prossegue, os cromossomos homólogos são reunidos devido à semelhança na estrutura e na posição do centrômero. Uma estrutura proteica chamada complexo sinaptonemal também desempenha um papel importante. Nesse ponto, os cromossomos estão ancorados no envelope nuclear. Agora, a recombinação ocorre entre cromatídeos não irmãos de cromossomos homólogos. Isso é observado microscopicamente como um evento cruzado entre cromossomos bivalentes (um par de dois cromossomos) com uma estrutura de tetrad (seus cromatídeos irmãos duplicados também são visíveis). No final da prófase I, os cromossomos homólogos agora parecem “repelir” um ao outro. O envelope nuclear não é mais claramente visível e a célula segue para a metafase e a anáfase para completar o primeiro estágio da meiose.

Mecanismo de cruzar

Em um nível molecular, o cruzamento começa com uma quebra de fita dupla em uma das moléculas de DNA. Essa quebra de fita dupla pode ocorrer naturalmente através de agentes como radiação ou agentes cancerígenos, ou através da ação de proteínas específicas. Posteriormente, exonucleases, enzimas que removem os nucleotídeos da extremidade 5 ‘do DNA, agem nessa quebra e trechos curtos de nucleotídeos na orientação 5’ -> 3 ‘de ambos os fios. Isso leva a duas regiões de fita simples penduradas que são revestidas com proteínas que catalisam a recombinação, também conhecidas como recombinoses. Essas enzimas catalisam a invasão de regiões de fita única em sequências adequadas para o emparelhamento de bases. A proximidade de cromatídeos não irmãs durante a prófase I permite que essa região de fita única use a sequência no cromossomo homólogo. A primeira fita invasora se comporta como um primer e sintetiza uma região de fita dupla, usando uma fita de sua cromatídea não-irmã como modelo. Isso leva à sua fita complementar a ser deslocada e o emparelhamento de bases com a segunda região de fita única que foi gerada inicialmente pela exonuclease. Por fim, isso resulta em dois fios sendo trocados com a formação de uma estrutura cruzada chamada Junction Holliday. Isso recebeu o nome do cientista que primeiro propôs que tal junção pudesse explicar o cruzamento e outro fenômeno chamado conversão de genes, onde um locus de gene heterozigoto se torna homozigoto durante a divisão celular. As junções de Holliday também podem ser vistas microscopicamente como ‘quiasma’ no final da prófase I, que continuam sendo visíveis até o final da anáfase I. As junções de Holliday são estabilizadas e resolvidas através de proteínas que modulam a manipulação genômica conhecidas como MSH4 e MSH5.

Na imagem, os eventos após invasão de fios que levam a cruzar e a formação da junção de Holliday são apresentados à direita. Não cruzando os eventos, incluindo a conversão de genes, são retratados à esquerda.

Funções de cruzar

Os organismos que se dividem apenas assexuadamente sem a chance de tal recombinação sofrem de uma condição chamada Ratche de Muller. Ou seja, cada geração dessa espécie contém pelo menos tantas mutações genéticas quanto a geração anterior, se não mais. Em outras palavras, quando toda a progênie é geneticamente idêntica entre si, não há escopo para que erros genéticos sejam corrigidos ou para surgir combinações novas e benéficas.

O cruzamento aumenta a variabilidade de uma população e evita o acúmulo de combinações deletérios de alelos, além de permitir que algumas combinações dos pais sejam transmitidas para os filhos. Dessa forma, existe um equilíbrio entre manter combinações alélicas potencialmente úteis, além de oferecer a oportunidade de variação e mudança.

Termos de biologia relacionados

  • Citocinese – Divisão do conteúdo do citoplasma em duas células filhas no final da mitose ou meiose.
  • Karyokinesis – Divisão do conteúdo de um núcleo durante a divisão celular.
  • Ploidia – o número de conjuntos de cromossomos em uma célula. Enquanto haplóide (um conjunto) e diplóide (dois conjuntos) são mais comuns, alguns organismos podem conter células triplóides ou até tetraplóides.
  • Zygote – Uma célula diplóide formada como resultado da fusão de dois gametas haplóides.

Questionário

1. Quando ocorre o cruzamento? A. mitose B. meiose II C. Prófase I D. Metafase I

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. A passagem ocorre durante a prófase I, uma das fases mais longas da meiose. Recombinação ou cruzamento raramente foram observadas durante a mitose. Ele é concluído antes que a célula prossiga para a metafase I ou para a segunda divisão meiótica.

2. Qual dessas declarações sobre cruzamento não é verdadeira? A. é necessário para a formação de gametas diplóides B. quebras de fita dupla ocorrem através da ação de ribonucleases C. folhas Organismo vulnerável à catraca de Muller D. Todas as opções acima

Resposta à pergunta nº 2

D está correto. A passagem ocorre durante a meiose, o que é necessário para a formação de gametas. No entanto, os gametas não são diplóides. As enzimas que agem no DNA durante a cruzamento não são ribonucleases, mas exonucleases. Recombinação genética e cruzamento sobre proteger as espécies da catraca de Muller, em vez de torná -la vulnerável à síndrome.

3. Qual desses números representa o número do cromossomo em células e gametas somáticos? R. As células somáticas são haplóides, os gametas são diplóides B. As células somáticas são diplóides, os gametas são haplóides C. Todas as células são derivadas de um zigoto diplóide e, portanto, também são diplóides D. Todas as células são haplóides

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Na maioria dos organismos, as células somáticas são diplóides e os gametas são haplóides.

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