相同染色体は、長さ、セントロメアの位置、および遺伝子組成が似ている染色体のペアです。これらの染色体上の対立遺伝子は異なる可能性があり、その結果、子孫に遺伝的変異が生じ、両方とも生物の表現型に影響を与えます.
細胞複製が起こるためには、母親と父親の両方からの染色体が複製され、両方の遺伝物質のセットを誇る理論的に同一の新しい細胞が生成される必要があります.
相同染色体とは、長さ、セントロメアの位置、および遺伝子構成が似ている染色体のペアです。これらの染色体上の対立遺伝子は異なる可能性があり、その結果、子孫に遺伝的変異が生じ、両方とも生物の表現型に影響を与えます.
ご存知の方も多いと思いますが、ヒトの染色体は 23 本あり、各細胞にはこれらが 1 組あり、合計 46 本の染色体になります。これらの染色体のうち 22 本は常染色体で、そのうちの 1 本は性染色体です。これらのペアは相同染色体と呼ばれます。
減数分裂における相同染色体
減数分裂では、相同染色体の存在と相互作用が子孫に見られる遺伝的多様性を可能にするため、相同染色体が非常に重要な役割を果たします。言い換えれば、相同染色体の相互作用が、もちろん双子でない限り、2人の兄弟がまったく同じに見えない理由です.これを正しく理解するには、減数分裂のプロセスとこれらの染色体ペアの行動/動きを簡単に見ていく必要があります.
減数分裂の第 1 段階である前期 I までに、すべての DNA が細胞内ですでに複製されています。つまり、潜在的な相同体がすべて存在し、それぞれがセントロメアに結合した同一の姉妹染色分体で構成されています。
前期 I では、相同染色体 (1 つは父親から、もう 1 つは母親から) が互いに対になります。この時点で、ペアを一緒に保持するために形成されるタンパク質インフラストラクチャで構成されるシナプスが開始されます。相同染色体の異なる部分が「交差」し、遺伝物質の特定の塊を交換します。
これらの交換はキアズマと呼ばれる部位で行われ、この部位ですべての組換えイベントが終了するまで染色体が結合します。
(写真提供:Rdbikel/ウィキメディア・コモンズ)
染色体の相同部分の交換が完了すると、2 つの相同染色体を一緒に保持しているタンパク質ネットワークが消失し、それらが再び分離できるようになります。
この時点で、細胞が中期に入ると、相同染色体が中期プレートに沿ってペアで並び始め、セントロメアから出現する紡錘体によって誘導および制御されます。
減数分裂 I の最終段階である後期では、相同染色体がそれぞれの娘細胞に引き離されます。減数分裂 II では、組換え多様性が導入された 2 つの姉妹染色分体で構成される個々の相同体は、後期 II で引き離されます。減数分裂の最終結果は、配偶子として機能する 4 つの固有の一倍体細胞になります。
有糸分裂における相同染色体
相同染色体の一般的な目的は体細胞と性細胞で同じですが、有糸分裂におけるそれらの役割と活動は減数分裂とはわずかに異なります。さらに、これらの染色体ペアに影響を与える可能性のあるエラーも、これら 2 つの形態の細胞分裂の間で異なる影響を及ぼします。
有糸分裂では、すべての染色体が自己複製しますが、相同染色体は必ずしも整列して、減数分裂で見られる交差としても知られる遺伝子組換えを受けるわけではありません。これは、複数の染色体または同じ染色体の異なるセグメント間で発生する可能性があります.
(写真提供:Lordjuppiter/Wikimedia Commons)
この組換えステップではなく、有糸分裂中のすべての姉妹染色分体 (ホモログと対になっていない) が中期板に沿って整列し、セントロメアがセントロメアでそれらを引き離すことができます。後続の各娘細胞には、染色体の完全なセットが 1 つ含まれます。
相同染色体に関する問題
明らかに、これらの相同体のペアは生物の遺伝的多様性にとって重要ですが、これらの染色体に何か問題が発生すると、負の副作用も生じる可能性があります.たとえば、これらの相同染色体が減数分裂 I の間に適切に分離されない場合、得られる娘細胞は異常な数の染色体を持ちます。この種の「分離の失敗」は不分離と呼ばれ、こちらで詳しく学ぶことができます .
同様に、個々の同族体が減数分裂 II 中にそれぞれの姉妹染色分体に分離しない場合、結果として得られる娘細胞も染色体が多すぎるか少なすぎます。トリソミー (3 本の染色体) およびモノソミー (1 本の染色体) と呼ばれる状態です。ほとんどの場合、相同染色体の作用と動きは細胞の内部メカニズムによって厳密に制御されていますが、エラーが発生する可能性があり、ダウン症候群などの多くの遺伝病を引き起こします。他の場合では、これらの相同染色体の交換と複製に関連するエラーが死亡または流産につながる可能性があります.
最後の言葉
人間として、私たちの周りの世界だけでなく、私たちの中にある無限の世界を見ることが重要です.私たちの細胞とその自己維持複製プロセスは、私たちの存在の最も注目すべき部分の 1 つです。したがって、これらのプロセスとそれに関連する主要な構成要素を理解することで、私たちに影響を与える病気から世界を見るために使用する目の色まで、あらゆることへの洞察が得られます!
