إعادة التركيب والعبور
إعادة التركيب هي إنتاج تراكيب جديدة من الأليلات، والعبور هو التبادل الفيزيائي للقطع بين الكروموسومات المتماثلة المزدوجة أثناء الانقسام الاختزالي الذي يؤدي إلى ذلك. من خلال كسر تراكيب الأليلات الأبوية، فإن إعادة التركيب هي ما يفصل الجينات المرتبطة بخلاف ذلك ويوفر التباين الذي يعتمد عليه رسم الخرائط الجينية.
Definition
العبور هو التبادل المتبادل لقطع الكروموسومات المتماثلة بين الكروماتيدات غير الشقيقة عند التصالبات أثناء الطور التمهيدي للانقسام الاختزالي، وإعادة التركيب هي الظهور الناتج لتراكيب الأليلات في النسل التي تختلف عن تلك الموجودة في الوالدين.
Scope
يغطي المدخل الحدث الخلوي للعبور، والأمشاج المعاد تركيبها التي ينتجها، والدليل الوراثي الخلوي على أن التبادل فيزيائي، والطريقة التي ترتبط بها وتيرة إعادة التركيب بالمسافة بين المواقع. إنه موضوع مرجعي حول عملية الانقسام الاختزالي، وليس إجراءً سريريًا.
Core questions
- ماذا يحدث للكروموسومات فيزيائيًا أثناء العبور؟
- كيف يؤدي العبور إلى تكوين أمشاج معاد تركيبها؟
- لماذا تزداد وتيرة إعادة التركيب مع المسافة بين المواقع؟
Key concepts
- العبور والتصالبات
- الكروموسومات المتماثلة والكروماتيدات غير الشقيقة
- الأمشاج المعاد تركيبها مقابل الأمشاج الأبوية
- وتيرة إعادة التركيب
- العبور المزدوج والتداخل
- التوزيع المستقل كمصدر ذي صلة لإعادة التركيب
Mechanisms
خلال الطور التمهيدي الأول من الانقسام الاختزالي، تتزاوج الكروموسومات المتماثلة وتشكل مركبًا متشابكًا؛ عند نقاط تسمى التصالبات، تنكسر الكروماتيدات غير الشقيقة وتتحد مرة أخرى بحيث يتم تبادل القطع بشكل متبادل. المشيج الذي يحمل كروموسومًا بتوليفة جديدة من الأليلات الأبوية هو مشيج معاد التركيب. نظرًا لأن العبور أكثر احتمالًا أن يحدث بين موقعين متباعدين، فإن وتيرة الأمشاج المعاد تركيبها تزداد مع المسافة الفاصلة بين المواقع، وهو الأساس لتحويل وتيرة إعادة التركيب إلى مسافة خريطية. على مدى فترة واحدة، تكون العلاقة خطية تقريبًا عند المسافات القصيرة، ولكن العبور المزدوج (الذي يمكن أن يعيد الترتيب الأبوي) وتداخل العبور يجعلها غير خطية على فترات أطول. استخدم ستورتيفانت (1913) وتيرة إعادة التركيب كبديل للمسافة لبناء أول خريطة جينية، وأظهر كرايتون وماكلينتوك (1931) خلويًا أن إعادة التركيب الجيني مصحوبة بتبادل فيزيائي للمادة الكروموسومية.
Clinical relevance
تكمن إعادة التركيب وراء فصل الأليلات الواسمة والمرضية التي تتعقبها دراسات رسم خرائط الجينات، كما تولد العبورات الانقسامية الاختزالية تنوع النمط الفرداني (haplotype) الذي تتم دراسته في المجموعات البشرية. هذا المدخل هو خلفية مرجعية حول العملية البيولوجية وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.
History
اقترحت مجموعة مورغان في عشرينيات القرن الماضي أن تبادل قطع الكروموسومات يمكن أن يفسر سبب عدم اكتمال الارتباط، واستخدم ستورتيفانت (1913) وتيرة هذه التبادلات لترتيب الجينات على الكروموسوم. تم إثبات الواقع الفيزيائي للعبور بواسطة كرايتون وماكلينتوك (1931) في الذرة، اللذين ربطا تبادلًا خلويًا مرئيًا بإعادة التركيب الجيني للواسمات المرتبطة، مما أثبت أن إعادة التركيب الجيني تعكس تبادلًا كروموسوميًا فعليًا.
Key figures
- Thomas Hunt Morgan
- Alfred Sturtevant
- Harriet Creighton
- Barbara McClintock
Related topics
Seminal works
- sturtevant-1913
- creighton-mcclintock-1931
Frequently asked questions
- هل العبور هو المصدر الوحيد لإعادة التركيب الجيني؟
- لا. التوزيع المستقل لأزواج الكروموسومات المختلفة يعيد أيضًا تركيب الأليلات في المواقع غير المرتبطة؛ العبور هو على وجه التحديد الآلية التي تعيد تركيب الأليلات في المواقع المرتبطة على نفس الكروموسوم.
- لماذا لا يمكن أن تتجاوز وتيرة إعادة التركيب 50 بالمائة؟
- حتى مع وجود عبور متعدد بين موقعين، فإن نصف الأمشاج الناتجة على الأكثر تكون معاد تركيبها، لذا فإن وتيرة إعادة التركيب المرصودة تبلغ ذروتها بالقرب من 0.5، وهي أيضًا القيمة للمواقع غير المرتبطة.