Διαφορά μεταξύ αυτοσωμάτων και φυλετικών χρωμοσωμάτων

Κύρια διαφορά – Αυτοσώματα έναντι φυλετικών χρωμοσωμάτων

Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, η χρωματίνη στον πυρήνα συρρικνώνεται σε ένα νήμα που μοιάζει με δομές που ονομάζονται χρωμοσώματα. Δύο κύριοι τύποι χρωμοσωμάτων μπορούν να βρεθούν στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Είναι αυτοσώματα και φυλετικά χρωμοσώματα. Οι άνθρωποι έχουν 22 ομόλογα ζεύγη αυτοσωμάτων και ένα ζευγάρι φυλετικών χρωμοσωμάτων. Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτοσωμάτων και φυλετικών χρωμοσωμάτων είναι ότι τα αυτοσώματα εμπλέκονται στον προσδιορισμό των σωματικών χαρακτήρων ενός ατόμου και τα φυλετικά χρωμοσώματα εμπλέκονται στον προσδιορισμό του φύλου και των ορμονικών χαρακτηριστικών που σχετίζονται με το φύλο .

Αυτό το άρθρο εξηγεί,

1.Τι είναι τα Autosomes;
     – Ορισμός, Λειτουργία, Αυτοσωματικές γενετικές διαταραχές
2.Τι είναι τα φυλετικά χρωμοσώματα;
     – Ορισμός, Λειτουργία, γενετικές διαταραχές που συνδέονται με το φύλο
3.Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των Αυτόσωμων και των Σεξουαλικών Χρωμοσωμάτων;

Τι είναι τα Autosomes

Τα χρωμοσώματα χωρίς φύλο που καθορίζουν το χαρακτηριστικό ενός οργανισμού προσδιορίζονται ως αυτοσώματα. Είναι επίσης γνωστά ως σωματικά χρωμοσώματα αφού καθορίζουν τους σωματικούς χαρακτήρες ενός ατόμου. Ένα γονιδίωμα αποτελείται κυρίως από αυτοσώματα. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο σώμα περιέχει 46 χρωμοσώματα στο γονιδίωμά του και 44 χρωμοσώματα από αυτά είναι αυτοσώματα. Τα αυτοσώματα υπάρχουν ως ομόλογα ζεύγη και 22 ζεύγη αυτοσωμάτων μπορούν να αναγνωριστούν στο ανθρώπινο γονιδίωμα.

Και τα δύο αυτοσωματικά χρωμοσώματα περιέχουν τα ίδια γονίδια, τα οποία είναι διατεταγμένα με την ίδια σειρά. Αλλά ένα αυτοσωμικό ζεύγος χρωμοσωμάτων διαφέρει από άλλα ζεύγη αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων εντός του ίδιου γονιδιώματος. Αυτά τα ζεύγη επισημαίνονται από το 1 έως το 22, σύμφωνα με τα μεγέθη του ζεύγους βάσεων που περιέχονται σε κάθε χρωμόσωμα.

Τα αυτοσώματα συμμετέχουν επίσης στον προσδιορισμό του φύλου. Το γονίδιο SOX9 είναι ένα αυτοσωμικό γονίδιο στο χρωμόσωμα 17. Ενεργοποιεί τη λειτουργία του παράγοντα TDF που κωδικοποιείται από το χρωμόσωμα Υ. Συντελεστής TDF είναι κρίσιμο για τον προσδιορισμό του ανδρικού φύλου. Ως εκ τούτου, μια μετάλλαξη του SOX9 προκαλεί την ανάπτυξη του χρωμοσώματος Υ, με αποτέλεσμα ένα θηλυκό.

Οι αυτοσωματικές γενετικές διαταραχές συμβαίνουν είτε λόγω της μη διασύνδεσης στα γονικά χρωμοσώματα (Ανευπλοειδία) κατά τη γαμετογένεση είτε λόγω της κληρονομικότητας των επιβλαβών αλληλόμορφων από τη Μενδέλη. Ένα παράδειγμα ανευπλοειδίας είναι το σύνδρομο Dawn, το οποίο διαθέτει τρία αντίγραφα του χρωμοσώματος 21 ανά κύτταρο. Οι διαταραχές με μεντελική κληρονομικότητα μπορεί να είναι είτε κυρίαρχες είτε υπολειπόμενες (π.χ. δρεπανοκυτταρική αναιμία).

Εικόνα 1:Ανθρώπινος αρσενικός καρυότυπος

Τι είναι τα φυλετικά χρωμοσώματα

Τα φυλετικά χρωμοσώματα αναφέρονται ως αλοσώματα . Καθορίζουν το φύλο ενός ατόμου. Ο προσδιορισμός του φύλου συμβαίνει επίσης στα περισσότερα ζώα και σε πολλά φυτά. Οι άνθρωποι έχουν μόνο 2 φυλετικά χρωμοσώματα στο γονιδίωμά τους, τα οποία επισημαίνονται ως χρωμόσωμα Χ και χρωμόσωμα Υ. Ένα θηλυκό άτομο προσδιορίζεται από το XX και ένα αρσενικό άτομο προσδιορίζεται από το XY. Ένα θηλυκό περιέχει τα ίδια δύο αντίγραφα γονιδίων που καθορίζουν το φύλο διατεταγμένα με την ίδια σειρά και στα δύο χρωμοσώματα Χ (ομόμορφα). Επομένως τα φυλετικά χρωμοσώματα σε ένα θηλυκό είναι ομόλογα μεταξύ τους. Στα αρσενικά, τα δύο φυλετικά χρωμοσώματα περιέχουν διαφορετικά γονίδια (ετερόμορφα).

Κατά τη διάρκεια της μείωσης, οι θηλυκοί γαμέτες αποτελούνται από ένα μόνο χρωμόσωμα Χ συν 22 αυτοσωμικά χρωμοσώματα. Οι αρσενικοί γαμέτες αποτελούνται από ένα χρωμόσωμα Χ ή Υ συν 22 αυτοσωμικά χρωμοσώματα. Η ένωση δύο γαμετών που περιέχουν και τα δύο χρωμοσώματα Χ παράγει έναν θηλυκό απόγονο. Αντίθετα, η ένωση δύο γαμετών, που περιέχουν είτε ένα Χ είτε ένα χρωμόσωμα Υ, παράγει έναν αρσενικό απόγονο. Η γονιμοποίηση δύο γαμετών, ο καθένας από τους οποίους περιέχει ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων καθιστά το ανθρώπινο γονιδίωμα διπλοειδές. Μερικά μη γονιμοποιημένα αυγά μυρμηγκιών και μελισσών εξελίσσονται σε απλοειδή αρσενικά ενώ η γονιμοποίηση κάνει θηλυκά.

Γενετικές διαταραχές που συνδέονται με το φύλο, όπως η αιμορροφιλία και η μυϊκή δυστροφία Duchenne, εμφανίζονται λόγω του ελαττωματικού δεύτερου αντιγράφου του ίδιου γονιδίου. Η κόκκινη/πράσινη τύφλωση εμφανίζεται λόγω της γονιδιακής ατέλειας στο χρωμόσωμα Χ. Εάν ένας άνδρας κληρονομήσει το ελαττωματικό αντίγραφο του γονιδίου που ευθύνεται για την ερυθρά/πράσινη τύφλωση, μπορεί να προκαλέσει την τύφλωση αφού περιέχει ένα μόνο χρωμόσωμα Χ. Οι αναπτυξιακές ανωμαλίες στα βρέφη προκαλούνται από ασυνήθιστους συνδυασμούς φυλετικών χρωμοσωμάτων (π.χ.:XXX, XXY).

Εικόνα 2:Χ-συνδεδεμένη υπολειπόμενη κληρονομικότητα

Διαφορά μεταξύ αυτόσωμων και φυλετικών χρωμοσωμάτων

Ορισμός

Αυτόματα: Τα αυτοσώματα καθορίζουν το χαρακτηριστικό. Τα αρσενικά και τα θηλυκά περιέχουν το ίδιο αντίγραφο αυτοσωμάτων.

Χρωματοσώματα φύλου: Τα φυλετικά χρωμοσώματα καθορίζουν το φύλο. Διαφέρουν σε αρσενικά και θηλυκά από το μέγεθος, τη μορφή και τη συμπεριφορά τους.

Ετικέτα

Αυτόματα: Τα αυτοσώματα επισημαίνονται με αριθμούς, από το 1 έως το 22.

Χρωμοσώματα φύλου: Τα φυλετικά χρωμοσώματα επισημαίνονται με γράμματα ως XY, ZW, XO και ZO.

Διαθεσιμότητα

Αυτόματα: Τα περισσότερα από τα χρωμοσώματα ενός γονιδιώματος είναι αυτοσώματα.

Χρωμοσώματα φύλου: Μερικά από τα χρωμοσώματα ενός γονιδιώματος είναι φυλετικά χρωμοσώματα.

Ομοιογένεια

Αυτόματα: Τα 22 ζεύγη αυτοσωμάτων είναι ομόλογα στον άνθρωπο.

Χρωμοσώματα φύλου: Τα χρωμοσώματα του θηλυκού φύλου (XX) είναι ομόλογα (ομόμορφα) ενώ τα χρωμοσώματα του ανδρικού φύλου (XY) είναι μη ομόλογα (ετερόμορφα).

Θέση του κεντρομερούς

Αυτόματα: Δεδομένου ότι τα αυτοσώματα είναι ομομορφικά, η θέση του κεντρομερούς είναι πανομοιότυπη.

Χρωματοσώματα φύλου: Δεδομένου ότι τα χρωμοσώματα του ανδρικού φύλου είναι ετερόμορφα, η θέση του κεντρομερούς δεν είναι πανομοιότυπη. Η θέση του κεντρομερούς στα γυναικεία φυλετικά χρωμοσώματα είναι πανομοιότυπη.

Αριθμός γονιδίων

Αυτόματα:  Τα αυτοσώματα περιέχουν τον αριθμό των γονιδίων που κυμαίνεται από 200 έως 2000. Το χρωμόσωμα 1 που είναι το μεγαλύτερο, φέρει περίπου 2800 γονίδια στον άνθρωπο.

Χρωματοσώματα φύλου: Το χρωμόσωμα Χ περιέχει περισσότερα από 300 γονίδια ενώ το χρωμόσωμα Υ περιέχει μόνο λίγα γονίδια, καθώς είναι μικρό σε μέγεθος.

Γενετικές διαταραχές

Αυτόματα: Οι αυτοσωματικές διαταραχές δείχνουν μεντελική κληρονομικότητα.

Χρωματοσώματα φύλου: Οι διαταραχές που συνδέονται με το φύλο δείχνουν μη Μεντελική κληρονομικότητα.

Συμπέρασμα

Τα ετερόμορφα φυλετικά χρωμοσώματα κληρονομούν άνισους χρόνους μέσω των απογόνων. Έτσι, δεν έχουν πολλές επιπτώσεις σε εξελικτικές διαδικασίες όπως η μετάλλαξη, η επιλογή και η γενετική μετατόπιση. Όμως τα ομομορφικά χρωμοσώματα υφίστανται εξελικτικές διεργασίες με ομόλογο ανασυνδυασμό και μετάλλαξη. Επομένως, τα φυλετικά χρωμοσώματα θεωρούνται δυσανάλογα στον κανόνα του Haldane.

Αναφορά:

Griffiths, Α. J. F., Miller, J. Η., Suzuki, D. Τ., et al. Εισαγωγή στη Γενετική Ανάλυση. 7η έκδοση. Νέα Υόρκη:W. H. Freeman; 2000.

Johnson, N. A., and Lachance, J., Η γενετική των φυλετικών χρωμοσωμάτων:εξέλιξη και συνέπεια για την υβριδική ασυμβατότητα. Ann N Y Acad Sci. Μάιος 2012; 1256:Ε1–22. doi:10.1111/j.1749-6632.2012.06748.x.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

"Υποχωρητικό με σύνδεσμο X" Από XlinkRecessive.jpg:Εργασία με Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας:Drsrisenthil – XlinkRecessive.jpg (Δημόσιος Τομέας) μέσω Wikimedia Commons

"Ανθρώπινος αρσενικός καρυότυπος" Από το  Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος – Από w:en:Image:Human male karyotpe.gif, Ανέβηκε από Χρήστης:Duncharris. (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia