Uafhængigt sortiment i Meiosis: Hvad, hvorfor, hvordan, årsager, typer og fakta

I denne artikel vil vi lære om det uafhængige sortiment i meiose.

Gener på det samme kromosom knyttet til hinanden er mere tilbøjelige til at bevæge sig sammen under meiose. Som et resultat sorterer forbundne gener ikke separat. Hvis generne er placeret på forskellige kromosomer, vil de sortere uafhængigt. Processen med meiose danner grundlaget for et uafhængigt sortiment.

For at forstå uafhængigt sortiment i meiose skal du først forstå Mendels anden lov, hvor han beskrev uafhængigt sortiment, mens han eksperimenterede med sine grønne ærter i haven. Ifølge Mendels anden lov, under meiose, sorterer alleler fra to (eller flere) separate genpar uafhængigt, hvilket fører til en tilfældig kombination af gener fra hvert par ender i kønscellerne. Med enkle ord, da gener, der repræsenterer forskellige kvaliteter, adskiller sig i celler, vil de ikke følge et stabilt mønster. Alle dominante alleler behøver ikke at være sammensat i cellerne.

Det er derfor, vi i sidste ende har gameter med en række mulige kombinationer. Afhængigt af hvordan kromosomerne placerer sig på metafasepladen, kan der være muligheder for at få alternative kombinationer.

Men Mendels anden lov omfatter ikke alle gener.

Uafhængigt sortiment i meiose
Uafhængigt sortiment i meiose fra- Wikipedia

Da flere tegn skal undersøges på én gang, er et dihybridkryds passende til at forklare denne lov. Derfor involverer et dihybrid kryds eller et højere kryds flere træk end mono-hybrid kryds.

An eksempel, der definerer det uafhængige sortiment i meiose: 

Forestil dig en fiktiv population af hunde med kun to karakteristiske kendetegn: pelsfarve (sort eller hvid) og øjenfarve (rav eller nøddebrun). Den ravfarvede øjenallel (A) er dominerende over hassel (a), mens den sorte pelsallel (B) er dominerende over hvid (b).

To-hybride hunde er blandet her, hvilket betyder, at begge hunde ser ud til at være sorte med ravfarvede øjne, men alligevel har de en heterozygot genotype. Genotypen BbAa deles af begge hunde. Alle hunde i denne population af to bidrager med den samme blanding af egenskaber til hinanden. For at sige det på en anden måde, de er helt sorte og har ravfarvede øjne.

Hver hund skal frigive kønsceller før avl. I denne fase adskilles alleler i henhold til Mendels lov om adskillelse, men hver kopi af hvert kromosom allokeres tilfældigt til en anden gamet. Det indikerer, at hvalpene kan arve forskellige kombinationer af disse træk uafhængigt af forældrenes fænotype (sort med ravfarvede øjne). Én hvalp kunne for eksempel være født med genotypen bbAa, hvilket resulterer i hvid pels og brune øjne. En babyhund eller hvalp kan også blive født med genotypen Bbaa, hvilket resulterer i sort pels og brune øjne. Sådan er den uafhængige sortimentslov, som håndhæves af meioseprocessen.

Hvad sker der i uafhængigt sortiment ved meiose?

Ved celleækvator stiller homologe kromosomer op over for hinanden i meiose I. Hvert homologt pars faderlige og maternelle kromosomer falder tilfældigt på modsatte sider af ækvator. Et af hvert homologe par har tendens til at ende i dattercellen, efter at disse par er adskilt.

Hvornår opstår selvstændigt sortiment?

I metafase I af meiotisk deling gennemgår eukaryote organismer uafhængigt sortiment i meiose. En kønscelle med blandede kromosomer er konsekvensen. Gameter i en diploid somatisk celle har halvdelen af ​​antallet af normale kromosomer som normale kromosomer.

We ved, at kromosomerne justere sig på ækvatorialplanet under celledeling, som er metafase; det er med andre ord på metafasepladen. På samme måde vil ét kromosom justere på den ene side eller justere tilfældigt eller skiftevis. Der er flere metoder til at dette kan ske. Så dette er rent tilfældigt. Når kromosomerne justeres, er der ikke noget fast mønster eller sekvens, som de skal følge. Hvis nu kromosomer er tilfældigt opdelt under metafasen af ​​meiosen, er det tydeligt, at generne på dem ligeledes vil være tilfældigt adskilt.

Som et resultat er kønsceller haploide celler, der kan reproducere seksuelt ved at kombinere to haploide kønsceller for at lave en diploid zygote med alle kromosomer. Den tilfældige fordeling af kromosomer danner det strukturelle basis under metafase vedrørende andre kromosomer.

Uafhængigt sortiment i meiose genetiske variationer

Meiose introducerer genetisk variation gennem to mekanismer:

Det samme par kromosomer tildeles tilfældigt i anafase I, da celler deler sig under meiose, splitter og adskiller sig uafhængigt. Det kaldes selvsortiment. Det resulterer i gameter med unikke kromosomkonfigurationer.

Det skaber mange mulige kromosomale kombinationer i den producerede dattercelle. Den 2n teknik kan bruges til at bestemme dette, hvor 'n' er lig med antallet af homologe parringer. Lad os gennemgå denne beregning hos mennesker (dvs. 223). Der er omkring 8,388,608 forskellige kombinationer af disse kromosomer af de homologe par ville have i kønscellerne, hvilket er et enormt antal varianter.

Der er en anden form for variation, der introduceres ved at krydse over. Når homologe par stiller sig op mod hinanden ved ækvator, kan stykker af kromatider blive snoet rundt om hinanden, hvilket sker samtidigt, som i meiose I. Det får kromatiderne til at blive spændte, hvilket får kromatidpar til at splitte.

Krydsning mellem homologe kromosomer
Krydsning mellem homologe kromosomer fra – wikipedia

På et stadie kendt som synapsis genforenes de splittede stykker af en kromatid med dem af en anden kromatid. Den ombyttede del af kromatiderne fører dog til en unik blanding af alleler på dette kromatid og hele kromosomet. Som et resultat har vi nye allelvariationer i kønscellerne.

Meiose genererer endnu mere variation, idet de resulterende kønsceller vil smelte sammen i befrugtningsprocessen: sammensmeltning af sæd og æg. Som et resultat er der mere variation.

Uafhængigt sortiment i meiosefasen

Under F2-generering opstår der selvstændigt sortiment, hvilket betyder, at unikke ikke-forældreparringer opstår. Under Anafase I af meiose er det mest bemærkelsesværdigt, når ikke-homologe kromosomer er tilfældigt fordelt, da søsterkromatider er forbundet. Meiosis I sikrer unikke kønsceller ved at adskille gener, der er til stede på andre kromosomer eller med andre ord gener, der bærer andre egenskaber. Derfor, Metafase I er den tredje fase af meiosefasen, hvor den var involveret i det tilfældige uafhængige sortiment. 

Hvad er effekten af ​​et uafhængigt sortiment ved meiose?

Virkningerne af uafhængigt sortiment i meiose resulterer i at skabe en betydelig mængde variation sammenlignet med hidtil ukendte kombinationer af gener. Det sker kun, når to gener er forbundet, eller når to gener er på det samme kromosom. Også fordelingen af ​​maternelle og faderlige homologe kromosomer til gameter er uforudsigelig.

I nogle tilfælde, og især hos mennesker, sker dette på grund af evolutionære træk. Konceptet uafhængigt sortiment beskriver, hvordan individuelle gener adskilles fra hinanden uafhængigt, når reproduktive celler modnes, uanset eventuelle grænser.

Der er 2n mulige kromosomkombinationer i gameter, hvorimod der hos mennesker er 223. Men når vi overvejer tilfældig befrugtning, har vi (2n)2 potentielle kromosomkombinationer, når vi modtager et tilfældigt æg og en tilfældig sædcelle ved slutningen af ​​sammensmeltningen.

Hos mennesker, for eksempel (223)2 = 7.04 × 1013, hvilket antyder, at der er en stor mængde variation eller forskellige kromosomkombinationer i den resulterende organisme. På grund af denne effekt af variation hos mennesker: hudtone, ansigtsudseende (inklusive næse, læber og øjenform), hårfarve og form, øjenfarve, højhed, dværgvækst og mange andre træk adskiller sig alle fra hinanden. Det er derfor, mennesker er genetisk identiske, medmindre de er enæggede tvillinger. Som et resultat af meiose opstår genetisk variation. Derfor hjælper det eukaryoter med at opretholde genetisk variation.

Årsager til uafhængigt sortiment i Meiosis

Meiose I resulterer i en selvstændigt sortiment af gener på grund af den tilfældige placering af par af homologe kromosomer. Som et resultat af det uafhængige sortiment er meiose proces forårsager genetiske variation. Som et resultat er der fire primære former for meiose, der resulterer i genetisk variation. Under meiose involverer det 1) mutation, 2) tilfældig befrugtning, 3) tilfældig parring blandt organismer og 4) krydsning mellem homologe kromosomer med kromatider. Ikke-søsterkromatider kan splitte og genforenes med deres homologe partner under krydsning, når de er i synapsis under meioseprocessen. Udskiftning af DNA-materiale mellem ikke-søster homologe kromatider er kendt som crossing over.

Krydsning resulterer i unikke allelkombinationer på de haploide cellers kromosomer. Ved disse swap-punkter, kaldet chiasmata, forbliver ikke-søsterkromatider fysisk knyttet. Chiasmata-udvikling mellem ikke-søsterkromatider kan dog resultere i alleludveksling.

Indtil anafase I binder chiasmata homologe kromosomer sammen som en bivalent.

Genetisk mangfoldighed er forårsaget af ændringer i gennummer eller position, hurtig reproduktion, generering af nye alleler og seksuel reproduktion.

Typer af uafhængigt sortiment i Meiosis

Et par fænotyper adskiller sig fra et andet par fænotyper uafhængigt, ligesom det gør under kønscelleproduktion. Det giver hvert par karakterer mulighed for at repræsentere sig selv uafhængigt uden forhindringer.

Mendel tildelte et rundt gult frø og et rynket grønt frø til sådan en dihybrid krydsning. Kun runde gule frø voksede fra F1-generationen. F2-generationen producerede fire unikke frøkombinationer som en del af selvbestøvningen af ​​F1-afkom. Runde-gule, rynket-gule, runde grønne og rynket grønne frø blev opnået i fænotypisk forhold dvs. 9:3:3:1. De fænotypiske forhold mellem gul:grøn farve og rund:rynket frøform i det monohybride kryds var også til stede i det dihybride kryds. Som et resultat konkluderede han, at egenskaber overføres og nedarves separat.

Baseret på denne opdagelse udviklede han sin tredje lov, Loven om Uafhængigt sortiment. dihybride krydsninger af den faderlige genotype RRYY som henholdsvis runde gule frø og rryy som grønne rynkede frø præsenterer loven som et eksempel på dette. Sandsynligheden for, at kønsceller dannes med genet R og genet r, er ligeligt fordelt i dette tilfælde. Ydermere har gener Y og y en ækvimolær chance for at danne kønsceller. Som konklusion bør hver gamet præsentere R eller r, og Y eller y bør være til stede i hver.

Fire unikke kønsceller: RY, Ry, rY og ry
Fire unikke gamettyper: RY, Ry, rY og ry fra- Wikipedia

Adskillelsen af ​​R og r er uafhængig af adskillelsen af ​​Y og y, som er baseret på denne lov. Derfor er der fire unikke gamettyper: RY, Ry, rY og ry.

Allelkombinationerne, der resulterer, er unikke fra deres forældres (RR, YY, rr og yy).

Fakta om Uafhængigt sortiment i meiose

For at opsummere ovenstående, alle moderlige kromosomer vil ikke blive adskilt i en enkelt celle, men alle faderlige kromosomer vil blive adskilt i en separat celle. Hvis to gener ikke fulgte et separat sortiment i det ekstreme tilfælde, kunne karaktergenerne, inklusive farve og form, altid være blevet overført som et par. For eksempel, som et resultat, kan farven og formen af ​​alleler altid have været sammen, og funktionerne af alleler kan altid have været de samme.

Læs også: