Die DNA-Umlagerung ist ein Routineprozess, der innerhalb von Zellen abläuft. Es kann verwendet werden, um beschädigte DNA-Abschnitte zu reparieren und genetische Variationen in eine Population einzuführen. Die DNA-Umlagerung während der Meiose ist nicht nur für die genetische Vielfalt wichtig, sondern auch dafür, dass Spermien und Eier haben die richtige Anzahl von Chromosomen, wodurch schwerwiegende genetische Anomalien in der resultierenden verhindert werden Kind.
Meiose
Meiose bezieht sich auf die Teilung in Fortpflanzungszellen. Diese Art der Zellteilung führt zur Bildung von Spermien und Eizellen. An der Meiose sind viele Schritte beteiligt, die in zwei Hauptstadien unterteilt werden können: Meiose I und Meiose II. Während der Meiose I bilden sich die Chromosomen in der Zelllinie zusammen und werden mit ihrem entsprechenden Partner gepaart. Die Chromosomen teilen sich dann auf, wenn sich die Zelle zu teilen beginnt, wobei ein Chromosom von jedem Paar in den resultierenden Zellen endet. Diese Zellen treten dann in Meiose II ein und teilen sich erneut, wobei sich jedes Chromosom diesmal in zwei Hälften teilt und die resultierenden Zellen jeweils die Hälfte jedes Chromosoms enthalten.
Umlagerung bei Meiose
Eine Chromosomenumlagerung, auch bekannt als DNA-Crossover, tritt während der Meiose I auf. Während der ersten Phase der Meiose reihen sich die Chromosomen paarweise aneinander, da in den Zellen zwei Kopien jedes Chromosoms vorhanden sind. Bevor sich die Chromosomen trennen, können entsprechende Abschnitte der Chromosomen zwischen dem Paar wechseln oder überkreuzen. Dieser Prozess erfolgt mit Hilfe von Enzymen, die als Rekombinasen bezeichnet werden. Die Neuordnung des Erbguts in den Fortpflanzungszellen führt zu genetischer Vielfalt, da das Kind keine exakte Kopie des Erbguts der Eltern erbt.
Funktion der Umlagerung
Die DNA-Umlagerung erhöht die genetische Vielfalt innerhalb einer Population, indem genetische Informationen an die nächste Generation weitergegeben werden, die nicht vollständig mit den Eltern identisch ist. Eine weitere wichtige Funktion der DNA-Umlagerung besteht darin, die Ausrichtung von Chromosomenpaaren während der Meiose zu unterstützen. Es gibt oft Unterschiede zwischen den paarigen Chromosomen, die verhindern, dass sie sich während der Meiose richtig aneinanderreihen. Die Neuanordnung dieser falsch ausgerichteten Abschnitte der Chromosomen erleichtert ihre richtige Paarung.
Krankheiten im Zusammenhang mit der Umlagerung
Die Neuordnung der DNA in den Chromosomen während der Meiose verläuft nicht immer fehlerfrei und kann zu genetischen Anomalien führen. Wenn das Crossover-Ereignis nicht abgeschlossen oder überhaupt auftritt, kann dies dazu führen, dass die Chromosomen falsch ausgerichtet sind und sich nicht in die resultierenden Zellen segregieren. Dies führt dazu, dass eine Zelle zwei Kopien des Chromosoms enthält, während die andere Zelle keine hat, ein Prozess, der als Nicht-Disjunktion bezeichnet wird. Nondisjunction kann dazu führen, dass das resultierende Sperma oder die Eizelle entweder zu wenige oder zu viele Chromosomen hat. Ein Beispiel dafür ist das Down-Syndrom, bei dem sich die beiden Kopien von Chromosom 21 während der Meiose I nicht trennen, was zu einem Kind mit einer dritten Kopie von Chromosom 21 führt.
