Homolog kromozomlar nedir, özellikleri nelerdir? Homolog kromozomlar nasıl ürer, ayrılma olayları hangi evrede nasıl gerçekleşir, hakkında bilgi.
Homolog kromozom, benzer uzunluk, gen pozisyonu ve sentromer lokasyonuna sahip kromozomlardır. Kromozomlar önemli moleküllerdir, çünkü tüm hücre aktivitelerinin yönü için DNA ve genetik talimatlar içerirler. Ayrıca üreme yoluyla miras alınabilecek bireysel özellikleri belirleyen genler taşırlar.
İnsan Karyotipi
Bir insan karyotipi, insan kromozomlarının tamamını gösterir. Her insan hücresi 23 çift kromozom veya toplam 46 adet içerir. Her kromozom çifti bir dizi homolog kromozomu temsil eder. Cinsel üreme sırasında, her homolog çiftte bir kromozom anneden diğerine babadan bağışlanır. Bir karyotipte, 22 çift otozom veya cinsiyetsiz kromozom ve bir çift cinsiyet kromozomu vardır. Hem erkeklerde (X ve Y) hem de kadınlarda (X ve X) cinsiyet kromozomları homologlardır.
Hücresel Üreme
Bir hücrenin bölünmesinin ve çoğalmasının iki yolu vardır ve bunlar mitoz ve mayozdur. Mitoz bir hücreyi tam olarak kopyalar ve mayoz benzersiz hücreler oluşturur. Bu hücresel üreme yöntemlerinin her ikisi de insan yaşamını sürdürmek için gereklidir. Mitoz, bir zigotun bir insan oluşana kadar ve mayoz bölünme, öncelikle döllenmeyi ve dolayısıyla zigotları mümkün kılan gametleri üretene kadar çoğalmasına izin verir.
Karyokinez
Mitoz ile hücresel bölünme, onarım ve büyüme için hücreleri çoğaltır. Mitoz başlamadan önce, üretilen her hücre bölünmeden sonra orijinal kromozom sayısını koruyacak şekilde kromozomlar kopyalanır (bu sayı ikiye katlanır ve sonra yarıya iner). Homolog kromozomlar, kardeş kromatitler adı verilen kromozomların aynı kopyalarını oluşturarak çoğalırlar.
Replikasyondan sonra, tek sarmallı DNA çift sarmallı hale gelir ve tanıdık “X” şekline benzer. Bir hücre mitoz yoluyla ilerledikçe, kardeş kromatidler sonunda iğ iplikleri ile ayrılır ve iki yeni hücre arasında dağıtılır. Ayrılan her kromatit, tam tek sarmallı bir kromozom olarak kabul edilir. Mitozun aşamaları aşağıda daha ayrıntılı olarak listelenmiş ve açıklanmıştır.
- Interfaz: Homolog kromozomlar kardeş kromatidler oluşturmak için çoğalır.
- Profaz: Kardeş kromatidler bir hücrenin merkezine doğru göç eder.
- Metafaz: Kardeş kromatidler bir hücrenin merkezindeki metafaz plakası ile hizalanır.
- Anafaz: Kardeş kromatidler ayrılır ve karşıt hücre kutuplarına doğru çekilir.
- Telophase: Kromozomlar farklı çekirdeklere ayrılır.
Sitoplazma, mitozun son aşaması olan sitokinez sırasında bölündükten sonra, her bir hücrede aynı sayıda kromozom ile iki yeni hücre oluşur. Mitoz homolog kromozom sayısını korur.
Mayoz
Mayoz bölünme iki aşamalı bir bölünme sürecini içeren gamet oluşum mekanizmasıdır. Mayozdan önce, homolog kromozomlar kardeş kromatidler oluşturmak için çoğalır. Mayozun ilk aşaması olan profaz I’de, kardeş kromatidler bir tetrad oluşturmak için eşleşir. Yakınlarda iken, homolog kromozomlar DNA’nın bölümlerini çaprazlama adı verilen bir işlemde rastgele değiştirir.
Homolog kromozomlar ilk mayotik bölünme sırasında ayrılır ve ortaya çıkan kardeş kromatidler ikinci bölünme sırasında ayrılır. Mayoz bölünmenin sonunda dört ayrı yavru hücre üretilir. Bunların her biri haploiddir ve orijinal hücrenin kromozomlarının sadece yarısını içerir. Sonuçta elde edilen kromozomlar doğru sayıda gen fakat farklı gen alellerine sahiptir.
Mayoz, döllenme sırasında progöz geçiş ve rastgele gamet füzyonu yoluyla genetik rekombinasyon yoluyla genetik varyasyonu garanti eder.
Ayrılma ve Mutasyonlar
Hücre bölünmesinde zaman zaman uygunsuz hücre bölünmesine yol açan sorunlar ortaya çıkar. Bunlar genellikle, sorunların gametlerde mi yoksa onları üreten hücrelerde mi var olduğu cinsel üreme sonucunu önemli ölçüde etkiler.
Mitoz veya mayoz bölünme sırasında kromozomların ayrılması başarısızlığa uğrarsa buna ayrılamama denir. İlk mayotik bölünmede ayrışma olmazsa, homolog kromozomlar eşleştirilmiş olarak kalır. Bu, fazladan bir kromozom setine sahip iki hücre ve hiç kromozomu olmayan iki hücre ile sonuçlanır. Kardeş kromatidler hücre bölünmesinden önce ayrılmadığında mayoz II’de ayrışma da görülebilir. Bu gametlerin döllenmesi, fazla veya eksik kromozomu olmayan bireyler üretir.
Ayrılmama genellikle ölümcüldür veya başka şekilde doğum kusurlarına neden olur. Trizomi ayrışmasında, her hücre fazladan bir kromozom içerir (46 yerine toplam 47). Trizomi, 21. kromozomun ek bir tam veya kısmi kromozomu olduğu Down sendromunda görülür. Monozomi, içinde sadece bir kromozom bulunan bir tür ayrışmadır
Cinsiyet Kromozomları
Cinsiyet kromozomları da ayrılmamadan muzdarip olabilir. Turner sendromu, kadınların sadece bir X kromozomuna neden olan bir monozomi türüdür. XYY sendromlu erkeklerde başka bir trizomi örneğinde fazladan bir Y cinsiyet kromozomu bulunur. Cinsiyet kromozomlarındaki ayrışmama tipik olarak otozomal kromozomlardaki ayrışmamadan daha az ciddi sonuçlara sahiptir, ancak yine de bir bireyin yaşam kalitesini etkiler.
Kromozom Mutasyonları
Kromozom mutasyonları hem homolog hem de homolog olmayan kromozomları etkileyebilir. Translokasyon mutasyonu, bir kromozomun bir parçasının parçalandığı ve başka bir kromozomla birleştirildiği bir mutasyon türüdür. Homolog olmayan kromozomlar arasındaki translokasyon mutasyonu, homolog kromozomlar veya kromozom bölgeleri arasındaki geçiş ile karıştırılmamalıdır.