Кроссинговер

Кроссинговер
Кроссинговер (ағылш. crossіng-over – айқасу) – гомологтық хромосомалардың ұқсас бөліктері арасындағы ажырау және қайта бірігу нәтижесінде болатын айқасу. Кроссинговер І-ші мейоздың профазасында жүреді және әр түрлі гендердің аллельдерінің жаңа комбинацияларының түзілуіне әкеледі. Мейоз процесінде гомологты хромосомалар әр ядроға ажыраудың алдында бір-біріне қарама-қарсы орналасады. Осы уақытта екі гомологты хромосомалардың бөліктері үзіліп, олар осы хромосомалардың басқа бөліктерімен айқасып қайта жалғасады. Кроссинговер тұқым қуалайтын өзгергіштіктің бір түрі болып саналады, соның нәтижесінде ұрпақтардың генетик. әр түрлілігі артады. Кроссинговер – популяциядағы комбинативті өзгергіштікті қамтамасыз ететін және табиғи сұрыптауға материал бола алатын маңызды механизм. Сондай-ақ құрамында бір немесе бірнеше гендер орналасқан хромосоманың үлкен бөліктерінің қайта комбинациялануына немесе бір ген ішіндегі комбинацияларға әкелуі мүмкін. Гендер арасындағы кроссинговер жиілігі олардың хромосомадағы арақашықтықтарын көрсетеді. Хромосомада гендер бір-бірінен неғұрлым алшақ орналасса, олардың арасында айқасудың болу мүмкіндігі соғұрлым көбейеді. Экспериментальды (тәжірибелік) генетикада кроссинговер хромосомалардың генетик. картасын құру үшін, яғни қандайда болмасын геннің басқа генге қарағандағы орнын анықтауда қолданылады. Кроссинговердің тұрақтылығы генді локализдеуге (орнықтыруға) мүмкіндік береді. Кроссинговер мөлшері жалпы дарабастар мен кроссоверлі дарабастар санының қатынасымен процент арқылы анықталады. Хромосоманың айқасу мөлшері хромосомадағы гендердің тіркесу күшін анықтайды: неғұрлым айқасу мөлшері жоғары болса, тіркесу күші соғұрлым аз болады. Хромосоманың кез-келген бір жерінде немесе оның бірнеше жерінде бір уақытта Кроссинговердің жиілігі бірдей болуы мүмкін. Кроссинговердің бірнеше түрі: дара, қос, көптік ажыратылады. Мысалы, көптік гомологты хромосомалар жұбының айқасуының бірнеше нүктелерінде қатарынан бір мезгілде болуының нәтижесінде пайда болады. Қос немесе көптік кроссинговердің жиілігі – дара Кроссинговерге қарағанда төмен болады. Кросинговердің жиілігі кейбір физ., хим. немесе физиол. факторлардың әсерінен өзгеруі мүмкін. Жалпы кроссинговер құбылысы жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің барлығына тән. Кроссинговердің молек. механизмдері қазіргі кезге дейін толық анықталмағанымен, осы саладағы зерттеулердің жетістіктері тұқым қуалайтын өзгергіштіктің түбегейлі заңдылықтарының ішіндегі айқасу механизмдерінің орнын, оның үлесін және генетик. материалдың бағытталған өзгерісін түсінуге мүмкіндік береді.
Табиғатта толық емес тіркесу гендердің бірге тұқым қуалау сипатына байланысты кейде жиі, кейде сирек көрініл отырады. Т. Морган гомологтік хромосомалар жұбында гендер үнемі алмасып отыратындығын көрсетті. Мысалы, денесінің түсі сұр, жетілген қанатты дрозофила шыбынының аналығын, денесінің түсі қара, жетілмеген қанатты аталығымен будандастырғанда, ұрпақтарында белгілердің фенотип бойынша ажырауы мынадай қатынаста болады.
Сұр дене Сұр дене Қара дене Қара дене
Жетілген қанат Жетілмеген қанат Жетілген қанат Жетілмеген қанат
41,5% 8,5% 8,5% 41,5%
Былай болу себебі, тиісті гендері бар гомологтік хромосомалардағы сәйкес бөліктердің алмасу процесі хромосомалардың айқасуы немесе кроссинговер деп аталады. Осы кұбылыстың нәтижесінде гомологтік хромосоманың біреуінде орналасқан ген баска хромосомаға өтіп, гендердің басқа үйлесуі түзіліп, жаңа белгілер пайда болады. Тәжірибеден алынған шыбындардың 17%-ында кроссинговер жүрген. Кроссинговерге ұшыраған хромосомалары бар гаметаларды кроссоверлі деп, кроссинговерге ұшырамаған гаметаларды кроссоверлі емес гаметалар деп атайды.
Кроссинговердің жиілігі бір хромосомада орналасқан гендердің арақашықтығын және гендердің өзара орналасқан орнын көрсетеді. Хромосомада гендер бір-бірінен неғұрлым алшақ болса, кроссинговердің жиілігі артады, ал гендер хромосомада жақын орналасса, олардың арасындағы тіркесу күші мықты болғандыктан, кроссинговердің жиілігі кемиді.
Кроссинговердің мөлшері пайызбен көрсетіледі. Кроссинговердің бір пайызы гендер арақашықтығының бірлігі болып табылады. Оны сантиморган (сМ) деп атайды.
Кроссинговердің жиілігі = кроссоверлік ұрпақтың саны * 100/ұрпақтың жалпы саны
Мысалы, егер ұрпактың жалпы саны 1000, жаңа кроссоверлі ұрпактың саны 200 болса, кроссинговердің жиілігі 20 % болады. Кроссинговердің жиілігі =200 * 100/1000= 20 % немесе 10 сМ.
Генетикалық карталар
Кроссинговер кұбылысының ашылуы Т.Морган және оның шәкірттеріне хромосомалардың генетикалық картасын жасауға мүмкіндік туғызды. Картаны жасауға хромосоманың ұзына бойына гендердің тізбектеле орналасуы негіз болды. Генетикалық карталар гомологтік хромосомалардың әр жұбы үшін жасалады. Тіркесу тобын нөмірлейді. Картаны құрастыру үшін көптеген гендердің тұқым қуалауын зерттеп білу кажет. Мысалы, дрозофила шыбынының төрт тіркесулер тобына жинақталған 500- ден астам гендері, ал жүгері өсімдігінің 10 тіркесу тобына жинақталған 400-ден астам гендері зерттелген. Мысалы, бір тіркесулер тобына A және В гендер кіреді. Осы гендер арасындағы кроссинговер жиілігі 10% делік, онда осы хромосомада орналасқан А жөне В генінің бір-бірінен қашықтығы 10 сантиморганга тең. Осы тіркесу тобына С генін де жатқызайық. Оның хромосомадағы орнын анықтау үшін А жөне В гендер арасындағы айқасудың жиілігін білу кажет. Мысалы, егер С гені мен А генінің арасындағы кроссинговердің жиілігі 3% болса, онда С гені А және В гендерінің аралығында орналасканы немесе А гені С жәнө В гендерінің аралығында болғаны.
Хромосомалардың генетикалык картасының, картаға түсірілмеген белгілердің тұқым қуалауын болжап айтуда және селекциялық, генетикалық, эволюциялық зерттеулерде маңызы зор.
Пайдаланылған әдебиеттер
↑ Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: «Мектеп» баспасы, 2006. ISBN 9965—33—634—2