Tabla de Contenidos
W połowie XIX wieku austriacki przyrodnik Gregor Mendel był pionierem w krzyżowaniu nasion kwiatów i położył podwaliny pod badanie cech dziedzicznych i genetykę. Innym pionierem w badaniach krzyżowania genetycznego był angielski przyrodnik Karol Darwin, który również badał podobieństwa genetyczne między gatunkami, aby rozwinąć swoją teorię ewolucji.
Obecnie wiadomo, że różne pierwiastki biorą udział w rekombinacji genetycznej. Aby zrozumieć, czym jest i jak jest wytwarzany, niezbędna jest znajomość kilku powiązanych pojęć. I w tym celu użyjemy jako przykładu istoty ludzkiej, która podobnie jak reszta istot żywych ma genom ( w tym przypadku „genom ludzki”) lub zestaw określonych genów .
Genom jest materiałem genetycznym organizmu , czyli jego genami , składającymi się z cząsteczek kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) , które są zgrupowane razem, tworząc struktury komórkowe zwane chromosomami , gdy komórki są bliskie podziału. Geny nadają organizmowi jego szczególne cechy.
W komórkach eukariotycznych człowieka, a dokładniej w ich jądrze, znajduje się chromatyna . Chromatyna ma wygląd wiązki pasm i jest zgrupowana razem, tworząc zorganizowane chromosomy. Chromosomy , słowo pochodzące od greckiego chroma , kolor i soma , ciało, to złożone struktury utworzone przez ogromną liczbę łańcuchów DNA, które zawierają informację genetyczną istot żywych i które powstają („pakowane”), gdy komórki są zamierza się rozdzielić Swoim kształtem przypomina literę „X”. Części lub ramiona, które tworzą „x” chromosomu, są znane jako chromatydy , a każda z nich ma kilka alleli ., które są określonymi przestrzeniami zawierającymi informacje dotyczące różnych cech genetycznych. Allele to warianty lub alternatywne formy, które prezentuje każdy gen .
Biorąc pod uwagę te definicje, zobaczmy teraz, czym jest rekombinacja genetyczna i jak zachodzi. Aby reprodukcja organizmu przebiegła pomyślnie, następuje podział komórki lub mejoza . I właśnie podczas tego procesu zachodzi rekombinacja genetyczna , wymiana genów. Oznacza to, że chromosomy matki i ojca są zgrupowane, zamieniają się niektórymi częściami i tworzą nowe kombinacje. Powoduje to powstanie nowego osobnika o nowych i innych cechach, które są spokrewnione i podobne do cech rodziców, tyle że są one pogrupowane na różne sposoby i unikalne dla nowego osobnika (z wyjątkiem przypadku bliźniąt jednojajowych).
krzyżowanie genetyczne
Podczas rekombinacji genetycznej występuje faza znana jako krzyżowanie genetyczne lub w języku angielskim crossing-over . Chromosomy łączą się i krzyżują, a fragment DNA każdego z nich staje się częścią drugiego. W ten sposób chromosomy nowego osobnika są kopiowane, przekazywane i tworzone.
Rekombinacja genetyczna jest niezbędna do ewolucji gatunków. Większa różnorodność genetyczna sprzyja lepszej zdolności adaptacji do środowiska. Dlatego im większa rekombinacja genetyczna osobników w populacji, tym większe mają możliwości przystosowania się do zmian środowiskowych.
Rodzaje rekombinacji genetycznych
Istnieją różne typy rekombinacji genetycznej: homologiczna, niehomologiczna, specyficzna dla miejsca i transpozycja. Następnie analizujemy każdy z nich.
rekombinacja homologiczna
Ten rodzaj rekombinacji genetycznej jest najbardziej powszechny. Rekombinacja homologiczna to połączenie podobnych sekwencji chromosomów . Występuje głównie wtedy, gdy komórka jajowa i plemnik łączą się i rozpoczyna się mejoza lub rozmnażanie komórek. W tym czasie chromosomy rodziców ustawiają się tak, że podobne lub homologiczne segmenty DNA są naprzeciw siebie. Następnie krzyżują się, co skutkuje wymianą materiału genetycznego, tworząc nowe kombinacje genów. W rekombinacji homologicznej kolejność genów nie ulega zmianie.
Rekombinacja w komórkach B
Inną rekombinacją genetyczną jest ta, która zachodzi w rodzaju białych krwinek zwanych limfocytami B , związana z odpornością organizmu. W tym przypadku komórki te przeprowadzają wymianę zwaną przełączaniem klas immunoglobulin. W ten sposób sprzyjają rozpoznawaniu antygenów i komórkom nowotworowym w celu ich eliminacji z organizmu.
rekombinacja niehomologiczna
Jest to rekombinacja fragmentów chromosomów, które nie są homologiczne lub podobne . Jest również znany jako „nielegalna rekombinacja”. W komórkach eukariotycznych rekombinacja niehomologiczna jest powszechna, gdy działa mechanizm odzyskiwania genów. Proces ten ma na celu naprawę dotkniętych segmentów chromosomów, łącząc je z innymi, które nie były częścią tej samej sekwencji.
Rekombinacja niehomologiczna generalnie skutkuje mutacjami , ponieważ powoduje zmianę funkcji genów. Na przykład uważa się, że nowotwory mogą być konsekwencją nielegalnej rekombinacji. Rekombinacja niehomologiczna jest bardzo potężnym i szeroko stosowanym narzędziem badawczym.
Rekombinacja specyficzna dla miejsca
Jak sama nazwa wskazuje, w tego typu rekombinacji następuje wymiana krótkich segmentów w określonych miejscach. W rekombinacji specyficznej dla miejsca można zmienić kolejność genów, a nawet dodać do nich nowe informacje.
Transpozycja
W tym przypadku następuje ruch krótkich segmentów chromosomów z jednego miejsca w genomie do drugiego i może, ale nie musi, pozostawić kopię w poprzednim miejscu. W badaniu przeprowadzonym przez Wydział Biologii Ewolucyjnej Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie udało się wykazać, że niektóre rodzaje krzyżówek genetycznych sprzyjają transpozycji określonych sekwencji chromosomów w genach muszki owocowej (Drosophila melanogaster ) .
Różnice między rekombinacją genetyczną a sztucznym krzyżowaniem
Krzyżowanie lub sztuczne krzyżowanie genetyczne, w przeciwieństwie do rekombinacji genetycznej, to wymiana materiału genetycznego, który nie mógł zostać przeniesiony podczas naturalnej reprodukcji organizmu.
Obecnie najczęstsze przypadki sztucznego krzyżowania genetycznego obserwuje się u zwierząt i roślin. Bardzo często krzyżuje się dwa lub więcej gatunków w celu uzyskania „poprawy” lub modyfikacji ich cech genetycznych. Na przykład krzyżuje się psy, aby stworzyć nową rasę lub zmienić ich rozmiar lub inne cechy, takie jak kolor lub rodzaj sierści. Podobnie często krzyżuje się różne rośliny, aby były bardziej odporne lub miały określony aspekt estetyczny. To samo robimy z owocami.
Bibliografia
- Pierce, BA Genetyka, podejście koncepcyjne. (2020). Madryt. Panamerykański.
- García Guerreiro, poseł Co sprawia, że elementy transpozycyjne poruszają się w genomie Drosophila . (2012). Dziedziczność 108 (5): 461-468.
- Watson, JD; Berry, A. DNA: Sekret życia . (2004). USA. Strzałka.
