ما هو إعادة الترتيب في الانقسام الاختزالي؟

إعادة ترتيب الحمض النووي هي عملية روتينية تحدث داخل الخلايا. يمكن استخدامه لإصلاح الأجزاء التالفة من الحمض النووي وإدخال التباين الجيني في مجموعة سكانية. يعد إعادة ترتيب الحمض النووي أثناء الانقسام الاختزالي مهمًا ليس فقط للتنوع الجيني ولكن أيضًا لضمان وجود الحيوانات المنوية والبيض لديه العدد الصحيح من الكروموسومات ، مما يمنع حدوث تشوهات وراثية خطيرة في الناتج طفل.

الانقسام الاختزالي يتعلق بالانقسام في الخلايا التناسلية. ينتج عن هذا النوع من انقسام الخلايا تكوين الحيوانات المنوية والبويضات. هناك العديد من الخطوات المتضمنة في الانقسام الاختزالي ، والتي يمكن تصنيفها إلى مرحلتين رئيسيتين: Meiosis I و Meiosis II. خلال Meiosis I ، تصطف الكروموسومات في الخلية ويتم إقرانها مع شريكها المقابل. ثم تنفصل الكروموسومات عندما تبدأ الخلية في الانقسام ، وينتهي كروموسوم واحد من كل زوج في الخلايا الناتجة. ثم تدخل هذه الخلايا الانقسام الاختزالي الثاني وتنقسم مرة أخرى ، هذه المرة مع كل كروموسوم ينقسم إلى نصفين والخلايا الناتجة تحتوي كل منها على نصف كل كروموسوم.

يحدث إعادة ترتيب الكروموسومات ، والمعروف أيضًا باسم تقاطع الحمض النووي ، أثناء الانقسام الاختزالي الأول. خلال المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي ، تصطف الكروموسومات في أزواج ، حيث توجد نسختان من كل كروموسوم في الخلايا. قبل أن تنفصل الكروموسومات ، يمكن للأقسام المقابلة من الكروموسومات التبديل أو العبور بين الزوجين. تحدث هذه العملية بمساعدة إنزيمات تسمى recombinases. تؤدي إعادة ترتيب المادة الجينية في الخلايا التناسلية إلى التنوع الجيني ، لأن الطفل لن يرث نسخة طبق الأصل من المادة الوراثية للوالد.

تؤدي إعادة ترتيب الحمض النووي إلى زيادة التنوع الجيني داخل السكان عن طريق نقل المعلومات الجينية إلى الجيل التالي ، والتي لا تتطابق تمامًا مع الأبوين. وظيفة أخرى مهمة لإعادة ترتيب الحمض النووي هي المساعدة في محاذاة أزواج الكروموسوم أثناء الانقسام الاختزالي. غالبًا ما توجد اختلافات بين الكروموسومات المزدوجة تمنعهم من الاصطفاف بشكل مناسب أثناء الانقسام الاختزالي. تسهل إعادة ترتيب هذه الأجزاء المنحرفة من الكروموسومات الاقتران الصحيح.

لا تحدث إعادة ترتيب الحمض النووي في الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي دائمًا بشكل لا تشوبه شائبة ويمكن أن يؤدي إلى تشوهات وراثية. يمكن أن يؤدي عدم اكتمال حدث التقاطع أو حدوثه على الإطلاق إلى اختلال الكروموسومات وفشلها في الانعزال في الخلايا الناتجة. يؤدي هذا إلى خلية واحدة تحتوي على نسختين من الكروموسوم ، في حين أن الخلية الأخرى لا تحتوي على أي منها ، وهي عملية تسمى عدم الانفصال. يمكن أن يتسبب عدم الارتباط في احتواء الحيوانات المنوية أو البويضة الناتجة على عدد قليل جدًا من الكروموسومات أو وجود عدد كبير جدًا منها. مثال على ذلك في متلازمة داون ، حيث لا تنفصل نسختان من الكروموسوم 21 خلال الانقسام الاختزالي الأول ، مما ينتج عنه طفل لديه نسخة ثالثة من الكروموسوم 21.