Una definizione genetica di cromosomi omologhi

Una coppia di cromosomi omologhi contiene cromosomi di lunghezza, posizione genica e posizione centromerica simili. I cromosomi sono molecole importanti perché contengono DNA e istruzioni genetiche per la direzione di tutta l'attività cellulare. Portano anche geni che determinano tratti individuali che possono essere ereditati attraverso la riproduzione.

Cariotipo Umano

UNil cariotipo umano mostra l'insieme completo di cromosomi umani. Ogni cellula umana contiene 23 coppie di cromosomi o 46 totali. Ogni coppia di cromosomi rappresenta un insieme di cromosomi omologhi. Durante la riproduzione sessuale, un cromosoma in ciascuna coppia omologa viene donato dalla madre e l'altro dal padre. In un cariotipo, ci sono 22 coppie di autosomi o cromosomi non sessuali e una coppia di cromosomi sessuali. I cromosomi sessuali nei maschi (X e Y) e nelle femmine (X e X) sono omologhi.

Riproduzione cellulare

Esistono due modi in cui una cellula può dividersi e riprodursi e queste sono mitosi e meiosi. La mitosi copia esattamente una cellula e la meiosi crea cellule uniche. Entrambi questi metodi di riproduzione cellulare sono necessari per sostenere la vita umana. La mitosi consente a uno zigote di replicarsi fino alla formazione di un essere umano e la meiosi produce i gameti che rendono possibile la fecondazione, e quindi gli zigoti.

Mitosi

La divisione cellulare per mitosi replica le cellule per la riparazione e la crescita. Prima dell'inizio della mitosi, i cromosomi vengono copiati in modo tale che ogni cellula prodotta mantenga il numero originale di cromosomi dopo la divisione (questo numero viene raddoppiato e quindi dimezzato). I cromosomi omologhi si replicano formando copie identiche di cromosomi chiamati cromatidi fratelli.

Dopo la replicazione, il DNA a singolo filamento diventa a doppio filamento e ricorda la familiare forma a "X". Man mano che una cellula avanza ulteriormente attraverso la mitosi, i cromatidi fratelli vengono infine separati dalle fibre del fuso e distribuiti tra due cellule figlie. Ogni cromatide separato è considerato un cromosoma a singolo filamento completo. Le fasi della mitosi sono elencate e spiegate in maggior dettaglio di seguito.

• Interphase: I cromosomi omologhi si replicano per formare i cromatidi fratelli.
• Prophase: I cromatidi sorelle migrano verso il centro di una cellula.
• metafase: I cromatidi sorelle si allineano con la piastra metafase al centro di una cellula.
• anafase: I cromatidi sorelle vengono separati e tirati verso poli cellulari opposti.
• telofase: I cromosomi sono separati in nuclei distinti.

Dopo che il citoplasma è stato diviso durante la citocinesi, lo stadio finale della mitosi, si formano due cellule figlie con lo stesso numero di cromosomi in ciascuna cellula. La mitosi conserva il numero omologo di cromosomi.

Meiosi

La meiosi è il meccanismo di formazione del gamete che prevede un processo di divisione in due fasi. Prima della meiosi, i cromosomi omologhi si replicano per formare i cromatidi fratelli. Nella prima fase, il primo stadio della meiosi, i cromatidi fratelli si accoppiano per formare una tetrada. Mentre nelle immediate vicinanze, i cromosomi omologhi si scambiano casualmente sezioni di DNA in un processo chiamato incrocio.

I cromosomi omologhi si separano durante la prima divisione meiotica e la sorella risultantei cromatidi si separano durante la seconda divisione. Alla fine della meiosi, vengono prodotte quattro cellule figlie distinte. Ognuno di questi è aploide e contiene solo la metà dei cromosomi della cellula originale. I cromosomi risultanti hanno il numero corretto di geni ma diversi alleli genetici.

La meiosi garantisce la variazione genetica attraverso la ricombinazione genetica tramite crossover di prophase e fusione casuale di gameti in zigoti diploidi durante la fecondazione.

Non-congiunzione e mutazioni

Occasionalmente sorgono problemi nella divisione cellulare che portano a una divisione cellulare impropria. Questi di solito influenzano in modo significativo l'esito della riproduzione sessuale sia che i problemi siano presenti nei gameti stessi o nelle cellule che li producono.

nondisjunction

Viene chiamato il fallimento dei cromosomi durante la mitosi o la meiosi nondisjunction. Quando la non-giunzione si verifica nella prima divisione meiotica, i cromosomi omologhi rimangono accoppiati. Ciò si traduce in due cellule figlie con un set aggiuntivo di cromosomi e due cellule figlie senza cromosomi. La nongiunzione può verificarsi anche nella meiosi II quando i cromatidi fratelli non riescono a separarsi prima della divisione cellulare. La fecondazione di questi gameti produce individui con un numero eccessivo o insufficiente di cromosomi.