Chromozomální permutace je proces náhodného rozdělení chromozomů během buněčného dělení pohlaví (meiózy), který přispívá k vytváření nových chromozomálních kombinací.
Je to mechanismus, který uděluje zvýšenou variabilitu dceřiným buňkám v důsledku kombinace mateřských a otcovských chromozomů.
Reprodukční buňky (gamety) jsou produkovány meiózou, což je druh buněčného dělení podobný mitóze. Jedním z rozdílů mezi těmito dvěma typy buněčného dělení je to, že se vyskytují události v meióze, které zvyšují genetickou variabilitu potomstva.
Tento nárůst diverzity se odráží v charakteristických rysech, které jednotlivci vytvářejí při oplodnění. Z tohoto důvodu děti nevypadají úplně stejně jako jejich rodiče, ani nevypadají sourozenci stejných rodičů stejně, pokud nejsou totožná dvojčata.
To je důležité, protože generace nových kombinací genů zvyšuje genetickou rozmanitost populace, a proto existuje širší škála možností, jak se přizpůsobit různým podmínkám prostředí.
V metafáze I dochází k permutaci chromozomů
Každý druh má definovaný počet chromozomů, u lidí jich je 46 a odpovídá dvěma sadám chromozomů.
Proto je genetická zátěž u lidí označována jako „2n“, protože jedna sada chromozomů pochází z mateřských (n) vajíček a druhá z otcových (n) spermií.
Sexuální reprodukce zahrnuje fúzi ženských a mužských gamet, když k tomu dojde, genetická zátěž se zdvojnásobí a vytvoří nového jedince se zátěží (2n).
Lidské gamety, ženské i mužské, obsahují jediný soubor genů složených z 23 chromozomů, a proto mají „n“ genetickou zátěž.
V meióze se vyskytují dvě po sobě jdoucí buněčné dělení. Permutace chromozomů se vyskytuje v jednom ze stádií prvního dělení, zvaném metafáza I. Homologní otcovské a mateřské chromozomy se zde uspořádají a poté se náhodně rozdělí mezi výsledné buňky. Právě tato náhodnost vytváří variabilitu.
Počet možných kombinací je 2 zvýšen na n, což je počet chromozomů. V případě lidí n = 23 by pak zůstalo 2 ², což by mělo za následek více než 8 milionů možných kombinací mezi mateřskými a otcovskými chromozomy.
Biologický význam
Meióza je důležitý proces k udržení konstantního počtu chromozomů z generace na generaci.
Například mateřské vajíčka jsou vytvářeny z meiotických dělení buněk vaječníků, které byly 2n (diploidní) a po meióze se staly n (haploidní).
Podobný proces vytváří n (haploidní) spermie ze semenných buněk, které jsou 2n (diploidní). Když je samičí gameta (n) oplodněna samčí gametou (n), obnoví se diploidie, to znamená, že se vytvoří 2n nabitý zygota, který se později stane dospělým jedincem pro opakování cyklu.
Meióza má také další důležité mechanismy, které umožňují další zvýšení variability vytvořením různých kombinací genů prostřednictvím mechanismu genetické rekombinace zvané křížení (nebo křížení v angličtině). Každá vyrobená gameta má tedy jedinečnou kombinaci.
Díky těmto procesům organismy zvyšují genetickou rozmanitost v rámci svých populací, což zvyšuje šance na přizpůsobení se změnám okolních podmínek a přežití druhu.
Reference
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molekulární biologie buňky (6. vydání). Věnec věnec.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). WH Freeman.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. ed.). WH Freeman and Company.
- Mundingo, I. (2012). Manuální příprava biologie 1. a 2. médium: povinný společný modul. Vydání Universidad Católica de Chile.
- Mundingo, I. (2012). Příručka pro biologii PSU, 3. a 4. médium: Volitelný modul. Vydání Universidad Católica de Chile.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principy genetiky (6. vydání). John Wiley a synové.