Apa itu kromosom homolog?

kromosom homolog dari seorang individu adalah mereka kromosom yang merupakan bagian dari pasangan yang sama dalam organisme diploid. Dalam biologi, homologi mengacu pada kekerabatan, kesamaan, dan/atau fungsi berdasarkan asal usul yang sama.

Setiap anggota pasangan homolog memiliki asal yang sama, dan mereka ditemukan dalam organisme yang sama melalui peleburan gamet. Semua kromosom dalam suatu organisme adalah kromosom somatik, kecuali kromosom pasangan seksual.

Kromosom seks, dari sudut pandang homologi, adalah pengecualian. Keduanya mungkin memiliki asal yang berbeda, tetapi memiliki wilayah homologi yang membuatnya berperilaku seperti kromosom somatik selama siklus pembelahan sel.

Bagian homolog ini memungkinkan keduanya untuk kawin selama mitosis dan meiosis, dan bergabung kembali selama yang kedua.

Jelas, pasangan kromosom tertentu dari spesies yang berkerabat dekat berbeda juga secara filogenetik homolog. Namun, mereka telah bergabung kembali dan berubah begitu banyak sehingga sangat sulit untuk kromosom yang sama dari spesies yang berbeda untuk sepenuhnya homolog.

Kemungkinan besar, ketika membandingkan kromosom dua spesies, homologinya adalah mosaik. Artinya, kromosom dari satu spesies akan berbagi daerah homolog besar atau kecil dengan kromosom yang berbeda dari yang lain.

Indeks artikel

Sumber perubahan kromosom

Mutasi tingkat kromosom dapat dialami pada dua tingkat utama: perubahan jumlah, dan perubahan struktur.

Perubahan pada tingkat urutan dianalisis pada tingkat gen (dan genom) dan memberi kita gambaran tentang kesamaan konten informasi antara gen, genom, dan spesies.

Perubahan jumlah dan struktur memungkinkan kita untuk menunjukkan persamaan dan perbedaan pada tingkat organisasi, baik dengan menganalisis kromosom individu atau semuanya secara keseluruhan.

Perubahan ploidi

Perubahan jumlah kromosom individu yang mempengaruhi satu atau beberapa kromosom disebut aneuploidi. Misalnya, seorang individu dengan 3 kromosom 21 bukannya dua dikatakan memiliki trisomi.

Trisomi pada kromosom 21 adalah penyebab paling umum dari sindrom Down. Di sisi lain, betina dari spesies manusia dengan satu kromosom X juga aneuploid untuk kromosom itu. Wanita XO memiliki apa yang dikenal sebagai Sindrom Turner.

Perubahan yang mempengaruhi jumlah dasar kromosom dalam suatu spesies disebut euploidies. Artinya, ada pengulangan set kromosom haploid spesies.

Jika ada dua, organisme tersebut diploid – seperti halnya kebanyakan spesies yang menunjukkan reproduksi seksual. Jika mereka menyajikan tiga, organisme itu triploid; jika empat, tetraploid, dan seterusnya.

Ini sangat umum pada tumbuhan dan telah menjadi sumber penting perubahan evolusioner dalam kelompok organisme ini.

Penataan ulang kromosom

Kromosom individu juga dapat menghadirkan jenis penataan ulang tertentu yang dapat memiliki konsekuensi besar bagi individu dan spesies. Perubahan tersebut meliputi penghapusan, penyisipan, translokasi, penggabungan, dan inversi.

Dalam delesi, bagian-bagian dari kromosom benar-benar hilang, sehingga menimbulkan perubahan dalam siklus pembelahan meiosis dengan konsekuensi produksi gamet yang mungkin tidak dapat hidup.

Kurangnya wilayah homologi adalah penyebab peristiwa rekombinasi abnormal. Hal yang sama terjadi dalam kasus penyisipan, karena munculnya daerah dalam satu dan bukan kromosom lain memiliki efek yang sama pada generasi daerah yang tidak sepenuhnya homolog.

Kasus khusus penambahan adalah duplikasi. Dalam hal ini, sebagian dari DNA yang dihasilkan dalam kromosom ditambahkan ke wilayah kromosom . Artinya, itu disalin dan ditempel di sebelah sumber salinan.

Dalam sejarah evolusi kromosom, duplikasi batch telah memainkan peran mendasar dalam definisi daerah sentromer.

Cara lain untuk mengubah sebagian homologi antara dua kromosom adalah dengan munculnya daerah terbalik. Informasi daerah terbalik adalah sama, tetapi orientasinya berlawanan dengan anggota pasangan yang lain.

Ini memaksa kromosom homolog untuk berpasangan secara tidak normal, sehingga menimbulkan jenis penataan ulang tambahan lainnya dalam gamet. Produk meiosis dari meiosis ini mungkin tidak dapat hidup .

Seluruh wilayah kromosom dapat bermigrasi dari satu kromosom ke kromosom lain dalam suatu peristiwa yang disebut translokasi. Menariknya, translokasi dapat dipromosikan oleh daerah yang sangat terkonservasi antara kromosom yang tidak harus homolog. Akhirnya, ada juga kemungkinan untuk mengamati fusi antar kromosom.

sythenia

Syntenia mengacu pada tingkat konservasi urutan gen ketika dua atau lebih kromosom atau daerah genomik atau genetik yang berbeda dibandingkan.

Synthenia tidak peduli dengan mempelajari atau mengukur tingkat kesamaan urutan antara daerah homolog. Sebaliknya, untuk membuat katalog konten informasi dari wilayah-wilayah ini dan menganalisis apakah mereka diatur dengan cara yang sama di ruang yang mereka tempati.

Semua penataan ulang yang telah kita sebutkan di atas, jelas, mengurangi sythenia antara kromosom yang diubah dan pasangannya. Mereka tetap homolog karena mereka memiliki asal yang sama, tetapi tingkat sintesisnya jauh lebih rendah.

Synthenia berguna untuk menganalisis hubungan filogenetik antar spesies. Ini juga digunakan untuk melacak lintasan evolusi, dan untuk memperkirakan bobot yang dimainkan oleh penataan ulang kromosom dalam penampilan spesies. Karena menggunakan wilayah yang luas, ini adalah studi makrosintenia.

Microsyntenia, di sisi lain, berurusan dengan melakukan jenis analisis yang sama, tetapi di wilayah yang lebih kecil, umumnya pada tingkat gen atau gen. Gen, serta kromosom, juga dapat mengalami inversi, penghapusan, fusi, dan penambahan.

Urutan homologi dan kesamaan

Jika mereka homolog, dua wilayah DNA harus memiliki kesamaan yang tinggi pada tingkat urutan. Bagaimanapun, di sini kita tertarik untuk menunjukkan bahwa homologi adalah istilah absolut: yang satu homolog atau tidak. Kesamaan, di sisi lain, dapat diukur.

Itulah sebabnya pada tingkat urutan dua gen yang mengkode hal yang sama pada dua spesies yang berbeda dapat menunjukkan kesamaan, misalnya 92%.

Tetapi untuk mengatakan bahwa kedua gen itu 92% homolog adalah salah satu kesalahpahaman terburuk yang bisa ada di tingkat biologis.

Referensi

  1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel ( Edisi ke- 6 ). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
  2. Brooker, RJ (2017). Genetika: Analisis dan Prinsip. Pendidikan Tinggi McGraw-Hill, New York, NY, AS.
  3. Cukup baik, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
  4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Sebuah Pengantar Analisis Genetika (11 th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
  5. Philipsen, S., Hardison, RC (2018) Evolusi lokus hemoglobin dan unsur pengaturnya. Sel Darah, Molekul & Penyakit, 70: 2-12.
  6. Wright, WD, Shah, SS, Heyer, WD (2018) Rekombinasi homolog dan perbaikan pemutusan untai ganda DNA. Jurnal Kimia Biologi, 293: 10524-10535