Podziały i genetyka
Zmienność rekombinacyjna i jej źródła
Zmienność rekombinacyjna i jej źródła
Zmienność rekombinacyjna polega na powstawaniu nowych zestawień alleli już obecnych w puli genowej. Nie tworzy nowych alleli, lecz zmienia ich układ w chromosomach i kombinacje występujące u potomstwa.
W profazie I mejozy chromosomy homologiczne łączą się w biwalenty. Niesiostrzane chromatydy homologów mogą wymieniać odpowiadające sobie odcinki podczas crossing-over, dlatego chromatydy rekombinowane zawierają nowe zestawienia alleli genów sprzężonych.
W metafazie I każda para chromosomów homologicznych ustawia się niezależnie od pozostałych par. Ich losowy rozdział do komórek potomnych, a następnie losowe łączenie gamet podczas zapłodnienia, wielokrotnie zwiększają liczbę możliwych genotypów potomstwa.
- Crossing-over zachodzi między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych i dotyczy odpowiadających sobie odcinków DNA.
- Niezależna segregacja chromosomów wynika z losowej orientacji biwalentów w metafazie I mejozy.
- Losowe łączenie gamet podczas zapłodnienia łączy dwa niezależnie wytworzone zestawy alleli.
- Rekombinacja zwiększa różnorodność genetyczną potomstwa, ale sama nie jest źródłem nowych alleli — nowe allele powstają w wyniku mutacji.
Schemat: Zmienność rekombinacyjna i jej źródła
Kolejne etapy procesu wraz z kierunkiem zmian.
Podstawa programowa: XIV.2.1
Najczęstsze błędy
„Crossing-over zachodzi między chromatydami siostrzanymi”
Poprawnie: Wymiana odcinków zachodzi między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych w profazie I mejozy.
„Rekombinacja tworzy nowe allele”
Poprawnie: Rekombinacja tworzy nowe zestawienia istniejących alleli; źródłem nowych alleli są mutacje.
Zadania z odpowiedziami
1. Źródła różnorodności gamet
Wyjaśnij, dlaczego gamety jednego osobnika mogą różnić się zestawem alleli mimo pochodzenia z tej samej komórki macierzystej.
- 1.Wskaż crossing-over w profazie I.
- 2.Uwzględnij losową orientację biwalentów w metafazie I.
- 3.Połącz oba procesy z różnym składem chromatyd i chromosomów w gametach.
Odpowiedź
Crossing-over tworzy chromatydy z nowymi zestawieniami alleli genów sprzężonych, a niezależna orientacja biwalentów powoduje losowy rozdział chromosomów matczynych i ojcowskich. W rezultacie powstają gamety o różnych kombinacjach alleli.
2. Zadanie: Zmienność rekombinacyjna i jej źródła
Wyjaśnij mechanizm lub zależność opisaną w części „Zmienność rekombinacyjna i jej źródła”.
- 1.Nazwij konkretny element lub czynnik.
- 2.Opisz bezpośrednią zmianę procesu.
- 3.Połącz zmianę z funkcją lub skutkiem.
Odpowiedź
Zmienność rekombinacyjna polega na powstawaniu nowych zestawień alleli już obecnych w puli genowej. Nie tworzy nowych alleli, lecz zmienia ich układ w chromosomach i kombinacje występujące u potomstwa. W profazie I mejozy chromosomy homologiczne łączą się w biwalenty. Niesiostrzane chromatydy homologów mogą wymieniać odpowiadające sobie odcinki podczas crossing-over, dlatego chromatydy rekombinowane zawierają nowe zestawienia alleli genów sprzężonych. Crossing-over zachodzi między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych i dotyczy odpowiadających sobie odcinków DNA. Niezależna segregacja chromosomów wynika z losowej orientacji biwalentów w metafazie I mejozy.
Podsumowanie
- Crossing-over zachodzi między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych i dotyczy odpowiadających sobie odcinków DNA.
- Niezależna segregacja chromosomów wynika z losowej orientacji biwalentów w metafazie I mejozy.
- Zmienność rekombinacyjna polega na powstawaniu nowych zestawień alleli już obecnych w puli genowej. Nie tworzy nowych alleli, lecz zmienia ich układ w chromosomach i kombinacje występujące u potomstwa.
Słownik pojęć
- Zmienność rekombinacyjna
- Różnorodność wynikająca z powstawania nowych zestawień istniejących alleli.
- Crossing-over
- Wymiana odpowiadających sobie odcinków między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych w profazie I mejozy.
- Niezależna segregacja
- Losowy rozdział chromosomów homologicznych różnych par do komórek potomnych podczas pierwszego podziału mejotycznego.