การรวมตัวทางพันธุกรรม: ความหมายและประเภท

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 Gregor Mendel นักธรรมชาติวิทยาชาวออสเตรียได้บุกเบิกการผสมข้ามพันธุ์ของเมล็ดพันธุ์ดอกไม้และวางรากฐานสำหรับการศึกษาลักษณะทางพันธุกรรมและศาสตร์แห่งพันธุศาสตร์ ผู้บุกเบิกอีกคนหนึ่งในการศึกษาการผสมข้ามพันธุ์ทางพันธุกรรมคือชาร์ลส์ ดาร์วิน นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ ผู้ซึ่งศึกษาความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมระหว่างสปีชีส์เพื่อพัฒนาทฤษฎีวิวัฒนาการของเขา

ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าองค์ประกอบต่าง ๆ มีส่วนร่วมในการรวมตัวกันอีกครั้งของยีน เพื่อทำความเข้าใจว่ามันคืออะไรและผลิตอย่างไร จำเป็นต้องรู้แนวคิดที่เกี่ยวข้องบางประการ และสำหรับสิ่งนี้ เราจะใช้มนุษย์เป็นตัวอย่าง ซึ่งเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีจีโนม (ในกรณีนี้คือ “จีโนมมนุษย์”) หรือชุดของยีนเฉพาะ .

จีโนมเป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตกล่าวคือยีน ของมัน ประกอบด้วยโมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)ซึ่งจับกลุ่มกันเพื่อสร้างโครงสร้างเซลล์ที่เรียกว่าโครโมโซมเมื่อเซลล์กำลังจะแบ่งตัว ยีนทำให้สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะ

ภายในเซลล์ยูคาริโอ ตของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในนิวเคลียสของมันคือโครมาติน โครมาตินมีลักษณะของการมัดเป็นเกลียวและจัดกลุ่มเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครโมโซมที่เป็นระเบียบ โครโมโซมเป็นคำที่มาจากภาษากรีกโครมา สี และโสมร่างกายเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเกิดจากสายโซ่ดีเอ็นเอจำนวนมหาศาลที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต และถูกสร้างขึ้น (“บรรจุ”) เมื่อเซลล์เหล่านั้นอยู่กำลังจะแตกแยกกัน รูปร่างคล้ายกับตัวอักษร “X” ชิ้นส่วนหรือแขนที่สร้าง “x” ของโครโมโซมเรียกว่าโครมาทิดและแต่ละอันมีหลายอัลลีลซึ่งเป็นช่องว่างเฉพาะที่มีข้อมูลของลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ อัลลีลเป็นตัวแปรหรือรูปแบบทางเลือกที่แต่ละยีนนำเสนอ

เมื่อคำนึงถึงคำจำกัดความเหล่านี้แล้ว ให้เรามาดูกันว่าการรวมตัวกันอีกครั้งทางพันธุกรรมคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร เพื่อให้การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตประสบความสำเร็จ การแบ่งเซลล์หรือไมโอซิส จะเกิดขึ้น และในระหว่างกระบวนการนี้ การรวมตัวกันของพันธุกรรมเกิดขึ้นการแลกเปลี่ยนยีน นั่นคือโครโมโซมของแม่และพ่อจับกลุ่มกัน สับเปลี่ยนบางส่วนของโครโมโซมและสร้างชุดค่าผสมใหม่ ส่งผลให้เกิดบุคคลใหม่ที่มีลักษณะใหม่และแตกต่างกัน แต่มีความเกี่ยวข้องและคล้ายคลึงกับลักษณะของพ่อแม่ เพียงแต่ว่าสิ่งเหล่านี้ถูกจัดกลุ่มในลักษณะที่แตกต่างกันและไม่ซ้ำกันสำหรับบุคคลใหม่ (ยกเว้นในกรณีของแฝด monozygotic)

การผสมพันธุ์ทางพันธุกรรม

ระหว่างการรวม ตัว กัน ของ พันธุกรรมมีระยะที่เรียกว่า โครโมโซมมารวมกันและไขว้กัน และส่วนหนึ่งของ DNA จากแต่ละอันจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของอีกส่วนหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ โครโมโซมของบุคคลใหม่จะถูกคัดลอก ส่ง และสร้างขึ้น

การรวมตัวทางพันธุกรรมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิวัฒนาการของสายพันธุ์ ความหลากหลายทางพันธุกรรมที่มากขึ้นส่งเสริมความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น ดังนั้นยิ่งการรวมตัวกันทางพันธุกรรมของบุคคลในประชากรมากเท่าใด ก็ยิ่งมีความเป็นไปได้มากขึ้นเท่านั้นที่พวกเขาต้องปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม

ประเภทของการผสมทางพันธุกรรม

การรวมตัวกันซ้ำทางพันธุกรรมมีหลายประเภท: โฮโมโลกัส ที่ไม่ใช่โฮโมโลกัส เฉพาะไซต์ และการโยกย้าย ต่อไปเราจะวิเคราะห์แต่ละรายการ

การรวมกันอีกครั้งที่คล้ายคลึงกัน

การรวมตัวกันทางพันธุกรรมประเภทนี้พบได้บ่อยที่สุด Homologous recombination คือการรวม กันของลำดับโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อไข่และสเปิร์มรวมกันและไมโอซิสหรือการสืบพันธุ์ของเซลล์เริ่มต้นขึ้น ในเวลานี้โครโมโซมของผู้ปกครองเรียงกันเพื่อให้ส่วน DNA ที่คล้ายกันหรือคล้ายคลึงกันเผชิญหน้ากัน จากนั้นพวกมันก็ผสมพันธุ์กัน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม ทำให้เกิดการผสมผสานของยีนใหม่ ในการรวมตัวกันอีกครั้งที่คล้ายคลึงกัน ลำดับของยีนจะไม่ถูกเปลี่ยนแปลง

การรวมตัวกันอีกครั้งในเซลล์ B

การรวมตัวกันอีกครั้งทางพันธุกรรมคือการเกิดขึ้นในเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งที่เรียกว่าB ลิมโฟไซต์ซึ่งเกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันของร่างกาย ในกรณีนี้ เซลล์เหล่านี้ทำการแลกเปลี่ยนที่เรียกว่าการสลับคลาสอิมมูโนโกลบูลิน ดังนั้นพวกมันจึงสนับสนุนการรับรู้ของแอนติเจนและเซลล์มะเร็งเพื่อกำจัดพวกมันออกจากร่างกาย

การรวมกันใหม่ที่ไม่คล้ายคลึงกัน

นี่คือการรวมตัวกันอีกครั้งของส่วนต่างๆ ของโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกันหรือคล้ายคลึงกัน เป็นที่รู้จักกันว่า ในเซลล์ยูคาริโอต การรวมตัวกันใหม่ที่ไม่ใช่โฮโมโลกัสเป็นเรื่องปกติเมื่อกลไกการดึงยีนทำงานอยู่ กระบวนการนี้พยายามซ่อมแซมส่วนที่ได้รับผลกระทบของโครโมโซม โดยเชื่อมต่อกับส่วนอื่นๆ ที่ไม่ได้อยู่ในลำดับเดียวกัน

โดยทั่วไปแล้วการรวมตัวกันใหม่ที่ไม่ใช่โฮโมโลกัสจะส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์เนื่องจากทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีน ตัวอย่างเช่น เชื่อกันว่าเนื้องอกอาจเป็นผลมาจากการรวมตัวกันใหม่อย่างผิดกฎหมาย การรวมกันใหม่ที่ไม่คล้ายคลึงกันเป็นเครื่องมือวิจัยที่ทรงพลังและใช้กันอย่างแพร่หลาย

การรวมกันใหม่เฉพาะไซต์

ตามชื่อที่ระบุ ในการรวมกันใหม่ประเภทนี้ การแลกเปลี่ยนเซ็กเมนต์สั้นจะดำเนินการที่ไซต์เฉพาะ ในการรวมตัวกันใหม่เฉพาะไซต์ ลำดับของยีนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ และเพิ่มข้อมูลใหม่ให้กับพวกมันได้

การขนย้าย

ในกรณีนี้ มีการเคลื่อนที่ของส่วนสั้นของโครโมโซมจากตำแหน่งหนึ่งในจีโนมไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง และอาจทิ้งสำเนาไว้ในตำแหน่งก่อนหน้าหรือไม่ก็ได้ ในการศึกษาที่ดำเนินการโดย Department of Evolutionary Biology of the Autonomous University of Barcelona มันเป็นไปได้ที่จะแสดงให้เห็นว่าการผสมข้ามพันธุกรรมบางประเภทสนับสนุนการขนย้ายของลำดับโครโมโซมบางอย่างในยีนของแมลงวันผลไม้ (Drosophila melanogaster ) .

ความแตกต่างระหว่างการผสมทางพันธุกรรมและการผสมข้ามเทียม

การผสมข้ามพันธุ์หรือการผสมข้ามพันธุกรรมเทียม ซึ่งแตกต่างจากการรวมตัวกันของพันธุกรรม คือการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมที่ไม่สามารถถ่ายทอดระหว่างการสืบพันธุ์ตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต

ในปัจจุบัน กรณีที่พบได้บ่อยที่สุดของการผสมข้ามพันธุกรรมเทียมสามารถสังเกตได้ในสัตว์และพืช เป็นเรื่องปกติมากที่จะผสมข้ามสายพันธุ์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปเพื่อให้ได้ “การปรับปรุง” หรือการปรับเปลี่ยนลักษณะทางพันธุกรรมของพวกมัน ตัวอย่างเช่น มีการทำไม้กางเขนในสุนัขเพื่อสร้างสายพันธุ์ใหม่หรือเปลี่ยนขนาดหรือลักษณะอื่นๆ เช่น สีหรือประเภทของขน ในทำนองเดียวกัน บ่อยครั้งที่จะผสมข้ามพันธุ์พืชต่างชนิดกันเพื่อให้พวกมันมีความทนทานมากขึ้นหรือมีความสวยงามเป็นพิเศษ ทำเช่นเดียวกันกับผลไม้

บรรณานุกรม

• Pierce, BA Genetics, แนวทางเชิงแนวคิด (2563). มาดริด. แพนอเมริกัน.
• García Guerreiro, MP อะไรทำให้องค์ประกอบ transposable เคลื่อนไหวในจีโนมของ Drosophila (2555). กรรมพันธุ์ 108(5): 461-468.
• วัตสัน เจ.ดี.; Berry, A. DNA: ความลับของชีวิต . (2547). สหรัฐอเมริกา. ลูกศร