Reviserende genetica
de eigenschappen die door alle levende organismen worden uitgedrukt, worden gecontroleerd door genen. Deze genen worden geërfd van de ouder (s) van het organisme en controleren alles van soort tot morfologie. De genen worden gevestigd op chromosomen, die de structurele organisatie van DNA in kernen in eukaryotes en kernen in prokaryotes worden gevonden. De studie van deze chromosomen, de genen die ze bevatten, en hun erfelijkheid, is wat samen bekend staat als genetica.,Gregor Mendel staat bekend als de vader van de genetica. In de jaren 1860 besteedde een Augustijner monnik bekend als Mendel tien jaar aan het bestuderen van eigenschappen van erwtenplanten. Door planten met verschillende hoogtes en bloemkleuren te kruisen, was hij in staat om te bepalen dat dergelijke eigenschappen worden doorgegeven van ouder op nageslacht. Niet alleen dit, maar de resulterende tentoongestelde eigenschap is een combinatie van die tentoongesteld door de ouderplanten. Als zodanig, was hij in staat om te verklaren dat eigenschappen worden geërfd door twee versies van een gen, die interageren om een fenotype in nakomelingen te produceren. Dit wordt weergegeven in de onderstaande tabel., Bepaalde genversies zijn dominant over andere: bijvoorbeeld, de lange versie is dominant over de korte versie van het gen, wat betekent dat als het nageslacht een lange versie en een korte versie van een gen bevat, het nageslacht groot zal zijn. Nageslacht zal alleen kort zijn als beide versies geërfd kort zijn. Deze versies zijn wat we allelen noemen.
Tabel 1: de nakomelingen geproduceerd door verschillende combinaties van Mendel ‘ s erwtenplanten.
na Mendels werk over erwtenplanten en genetische overerving stelden andere onderzoekers vast dat chromosoomaantallen in elke soort worden vastgesteld., In de meeste eukaryotes, is het tentoongestelde Aantal bekend als het diploïde aantal (2n), of twee volledige reeksen chromosomen: één geërfd van elke ouder. Alle leden van een soort hebben meestal hetzelfde chromosoomgetal. De onderstaande tabel toont het diploïde chromosoomaantal van verscheidene bekende species.
Tabel 2: het diploïde chromosoomaantal van verschillende bekende planten-en diersoorten.,
| Species | Diploid chromosome number (2n) |
| Human | 46 |
| Cat (domestic?,=”96f2fe26fa”>48 | |
| Tomaat | 24 |
| Tarwe | 42 |
| Dieren | 48 |
Dit onderzoek gaf later aanleiding tot het chromosomale theorie van successierechten, dat stelt dat kenmerken weergegeven bij de kinderen overgenomen van de ouders, en worden gecontroleerd door de genen te vinden op de chromosomen, doorgegeven aan de nakomelingen van de ouders via gameten.,
genetische variatie treedt op wanneer het gen dat een eigenschap controleert muteert om een nieuwe variant te produceren of recombineert om een nieuwe variant te produceren. Een voorbeeld hiervan zijn witte ogen in fruitvliegen.
organismen erven twee kopieën van een gen, één van elke ouder. Deze kopieën staan bekend als allelen. Er zijn verschillende niveaus van interactie tussen deze allelen, die bepalen welke kopie van het gen zal worden uitgedrukt. Dominante eigenschappen worden uitgedrukt over recessieve eigenschappen (zoals het voorbeeld van Mendel ‘ s erwtenplanten hierboven)., De wet van het onafhankelijke assortiment bepaalt hoe twee contrasterende eigenschappen, elk met hun verzameling allelen, worden uitgedrukt. Af en toe beïnvloeden twee of meer genen één enkele eigenschap, die tot graad van uitdrukking van die eigenschap, zoals vachtkleur in Labradors leidt. Dit wordt aangeduid als onvolledige of gedeeltelijke dominantie. De genen die op het X-chromosoom worden gevestigd worden verschillend uitgedrukt in mannelijke en vrouwelijke nakomelingen, aangezien de mannelijke nakomelingen slechts één allel voor deze eigenschap heeft. Codominant allelen worden gelijktijdig uitgedrukt, zoals MN bloedgroepen in mensen., De ABO bloedgroepen in mensen worden gecontroleerd door veelvoudige allelen in de bevolking, tot vier van die aan de nakomelingen door de ouders kunnen worden overgebracht. Sommige allelen zijn dodelijk. Dit kunnen dodelijke recessieve mutaties zijn, waarbij een dubbele kopie van dit allel het organisme zal doden, maar een recessieve dodelijke kopie zal worden gemaskeerd door de andere “gezonde” kopie. Eén allel met een dominante dodelijke mutatie is genoeg om een organisme te doden. De temperatuur en de milieuvariabelen kunnen genuitdrukking ook beà nvloeden.,
wisselende levenscycli
sommige organismen zoals schimmels hebben wisselende levenscycli waarbij zowel haploïde als diploïde vormen van nature voorkomen in de natuur, de zogenaamde generatiewisseling. De vruchtstructuur (teleomorf) van de schimmel produceert sporen (eenheid van aseksuele voortplanting aangepast voor verspreiding). Deze eenheid kan hyphae maken en vrije levende haploïde individuen door voortdurende celdeling vormen. Deze Hyphen kunnen aseksuele haploïde kolonies creëren., Aan de andere kant, deze eenheden kunnen fuseren door een proces van karyogamie (nucleair huwelijk) en vormen seksueel diploïde vrij levende individuen. Sommige schimmels zijn heterothallisch, kunnen seksuele voortplanting zonder dat een andere partner. Terwijl sommige andere schimmels homothallisch zijn, vereist een ander individu met een ander paringstype om zich seksueel voort te planten. Dit is afgebeeld in de figuur hieronder.,
Figuur 1: De afwisselende levenscyclus van schimmels
Chromosoom Sets
Diploïde verwijst naar het aantal volledige chromosoom sets aanwezig in elke cel van een organisme: diploïde cellen bevat twee complete sets. Haploïde organismen, anderzijds, bevatten slechts één volledige chromosoomreeks.
Chromosoomsets kunnen veranderen in meiose, en af en toe in mitose. In meiosis, wordt het chromosoomaantal verminderd., De chromosoomreeksen worden aanvankelijk verdubbeld om tetraploid cellen (4n) tot stand te brengen. Het proces van meiosis, dat geslachtscellen produceert, splitst de 4N oudercel in vier haploïde (n) dochtercellen, die dan in seksuele reproductie kunnen worden gecombineerd om een diploïde nakomelingen te vormen. In mitose, wordt het chromosomale aantal behouden. De chromosoomreeksen worden aanvankelijk verdubbeld om een 4N cel tot stand te brengen. De mitose splitst dan de oudercel in twee dochtercellen met gelijke chromosoomsets van 2n., In mitose, bevatten de dochtercellen dezelfde genetische informatie als de oudercel, terwijl in meiosis elke dochtercel slechts de helft van de genetische informatie van de oudercel bevat, die voor genetische recombinatie in de nakomelingen toestaan.
wat zou er gebeuren als deze Chromosoomverdubbeling en-reductie niet zou optreden?
in meiosis zou, indien vóór de celdeling geen chromosoomverdubbeling plaatsvond, elk van de vier dochtercellen slechts een kwart van de chromosomen van hun oudercel bevatten – zodat een diploïde oudercel vier cellen zou produceren met slechts een halve chromosoomreeks., Wanneer deze geslachtscellen zich combineerden om nakomelingen te vormen, zouden de nakomelingen slechts haploïde zijn, en zo zou een andere soort aan de ouder zijn en zo niet in staat om zich voort te planten. In mitose, als chromosoom verdubbeling niet vóór celdeling voorkwam, zou elk van de twee dochtercellen slechts één chromosoomreeks van hun oudercel bevatten. Dit zou resulteren in een individu met cellen van verschillende chromosoomaantallen, wat in genetische veranderingen zou resulteren., Als de chromosoomreductie niet in meiosis voorkwam, zou de combinatie twee cellen om nakomelingen te vormen resulteren in nakomelingen met dubbel het aantal chromosomen van een van zijn ouders of een 4N chromosomale reeks. Dit nageslacht zou dan een andere soort zijn. Als de chromosoomreductie in mitose niet voorkwam, zouden de resulterende dochtercellen elk een 4N chromosomale reeks bevatten, en zo onverenigbaar met de rest van het organisme zijn.
Wat gebeurt er als het Chromosoomgetal niet wordt gehandhaafd?,
de processen van mitose en meiose zijn zo gestructureerd dat het aantal chromosomen van de nakomelingen dat van de ouder weerspiegelt. Soms gaat het echter mis, en dat is niet het geval. Nondisjunction komt voor wanneer karyokinesis niet goed voorkomt: chromosomen niet om in hun zusterchromatiden te scheiden, resulterend in dochtercellen met ongelijke aantallen chromosomen. Monosomie treedt op na nondisjunctie, in de dochtercel met minder chromosomen-deze cel zal een minder chromosoom of een chromosoom bevatten waar het twee zou moeten bevatten., De andere dochtercel zal trisomie vertonen – het zal één extra chromosoom of drie chromosomen bevatten waar het twee zou moeten bevatten. Polyploïdie komt voor wanneer een cel meer dan twee haploïde chromosoomsets (zoals triploïde of tetraploïde cellen) bevat. Autopolyploïdie betekent dat er meer dan twee haploïde chromosoomsets van dezelfde soort aanwezig zijn; dit kan optreden als gevolg van onvolledige segregatie in meiose, of als twee zaadcellen dezelfde eicel bevruchten., Allopolyploïdie resulteert wanneer de oudercellen niet van dezelfde soort zijn, resulterend in een dochtercel die een volledige diploïde chromosoomreeks van elke oudercel bevat. Een voorbeeld hiervan is een muilezel, een kruising tussen een paard en een ezel. Dergelijke organismen zijn meestal steriel. Het resultaat van deze gebeurtenissen is aneuploïdie of een cel die geen diploïde chromosoomaantal bevat. Dit is de basis van vele genetische ziekten, zoals het syndroom van Down (als gevolg van trisomie), of het syndroom van Edwards (ook als gevolg van trisomie).
Figuur 2: de volledige chromosoomreeks van een vrouw met het syndroom van Down., Trisomie komt voor op het 21e chromosoom.
andere afwijkingen in chromosoomverzamelingen omvatten een verandering in de rangschikking van de chromosomale verzameling. Een deletie van een deel van een chromosoom, bij mensen, kan leiden tot ziekten zoals cri du chat syndroom; een herhaling van een deel van een chromosoom als gevolg van ongelijke kruising van genetisch materiaal tijdens meiose., Inversies van genopeenvolgingen, translocaties van chromosoomsegmenten, kunnen in familiaal syndroom van Down in mensen resulteren; en fragiele plaatsen in chromosomen, zoals het syndroom van Martin-Bell in mensen, een gemeenschappelijke oorzaak van geestelijke vertraging.
Wat is het verschil tussen haploïde en diploïde? Wat betekent het?
een haploïde chromosoomreeks komt voor in eukaryotes wanneer een geslachtscel of gamete wordt geproduceerd. Deze cel bevat de helft van het genetische materiaal, of chromosomen, van zijn oudercel.
een diploïde chromosoomreeks komt voor in de meeste eukaryoten in somatische cellen – dat wil zeggen niet-geslachtscellen., Deze cellen bevatten de volledige reeks genetisch materiaal, of chromosomen, van het organisme, of het dubbele van de haploïde chromosoomreeks. De hele genenset van een organisme bevindt zich dus in elke cel van dat organisme.
de afbeelding van de diploïde chromosoomreeks van een organisme staat bekend als een karyotype. Het karyotype wordt georganiseerd door de volgorde van de grootte van de chromosomen en de plaats van de centromeer.
Figuur 3: Karyotype van een menselijk mannetje met een diploïde chromosoomgetal van 46.,
het verpakken van haploïde vs.diploïde
diploïde en haploïde cellen en organismen komen voor in de natuur. De verschillen tussen haploïde en diploïde chromosoomreeksen zijn in het aantal aanwezige chromosomen, en in de types van cellen waarin zij voorkomen. Haploïde cellen bevatten de helft van de chromosoomtelling van diploïde cellen, en zijn meestal kiemcellen, terwijl diploïde cellen somatische cellen zijn. Sommige organismen hebben een haploïde en een diploïde levenscyclus, zoals algen., Diploïde cellen reproduceren via mitose die dochtercellen creëren die identiek zijn aan de oudercellen en elkaar. Haploïde, anderzijds, reproduceren via meiosis producerend nakomelingen of cellen verschillend van andere ouder maar die een klein beetje van elke ouder en elke cel verschillend van de andere bevatten.
Featured Image Source
laten we alles in de praktijk brengen. Probeer deze Biologiepraktijk vraag:
op zoek naar meer Biologiepraktijk?
Bekijk onze andere artikelen over biologie.
u kunt ook duizenden oefenvragen vinden op Albert.io Albert.,met io kunt u uw leerervaring aanpassen aan de praktijk waar u de meeste hulp nodig hebt. We geven je uitdagende oefenvragen om je te helpen meesterschap in de biologie te bereiken.
begin hier met oefenen.
bent u een docent of administrateur die geïnteresseerd is in het stimuleren van de resultaten van biologiestudenten?
leer hier meer over onze schoollicenties.