Независимо от того, имеете ли вы опыт работы в области молекулярной биологии или какой-либо отрасли наук о жизни, вы почти наверняка слышали термин «ДНК» в каком-то контексте, будь то полицейская драма (или реальный судебный процесс), случайная дискуссия о наследовании или ссылка на основной микроскопический «материал», который делает каждого из нас структурно уникальным. Если вы слышали о дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), названии молекулы, которая хранит генетическую информацию во всех живых существах, то вы хотя бы косвенно знакомы с идеей хромосом. Они, с некоторыми незначительными оговорками, являются результатом разделения полной копии ДНК в ядре каждой клетки вашего тела на 23 части. Полная копия генетического кода организма называется его геном, а хромосомы - это отдельные кусочки головоломки этого генома. У людей есть 23 различных хромосомы, в то время как у других видов больше или меньше; бактерии обладают только одной круговой хромосомой.

Для полного понимания клеточной генетики и, в частности, деления клеток, важно понимать разницу между гомологичными хромосомами и хроматидами. Гомологичные хромосомы - это просто две имеющиеся у вас хромосомы с одинаковым номером, по одному от каждого родителя. Ваша отцовская хромосома 11 является гомологом вашей материнской хромосомы 11 и так далее. Они не идентичны, равно как и любые два автомобиля одного и того же года, марка и модель идентичны, за исключением уровня конструкции; все они имеют разные уровни износа, общее количество пробега, историю ремонта и так далее.

Хроматиды - это две идентичные копии данной хромосомы. Таким образом, после репликации хромосомы, но до деления клетки, ядро каждой из ваших клеток имеет две идентичные хроматиды в каждой гомологичной, но не идентичной хромосоме, в общей сложности четыре хроматиды в двух идентичных наборах, связанных с каждым номером хромосомы.

Когда бактериальные клетки делятся, вся клетка делится и делает две полные копии, которые идентичны родительским бактериям и, следовательно, друг другу. Бактериальным клеткам не хватает ядер и других мембраносвязанных клеточных структур, поэтому для такого деления требуется, чтобы одиночная круговая хромосома, сидящая в цитоплазме, реплицировалась до того, как клетка аккуратно разделится пополам. Эта форма бесполого размножения называется бинарным делением, и поскольку бактерии являются одноклеточными организмами, деление эквивалентно размножению всего организма.

Мейоз включает в себя образование гамет или половых клеток. Все эукариоты размножаются половым путем и, следовательно, используют мейоз, включая растения. На примере человека гаметами являются сперматоциты (у мужчин) и ооциты (у женщин). Каждая гамета имеет только одну копию каждой из 23 хромосом. Это потому, что идеальная участь гамет от одного пола - слияние с гаметой противоположного пола, процесс, называемый оплодотворением. Получившаяся клетка, называемая зиготой, имела бы 92 хромосомы, если бы у каждой гаметы были обычные 46 хромосом. Имеет смысл, что гаметы не будут иметь и материнской копии хромосом, и отцовской копии, поскольку сами гаметы являются родительским вкладом в следующее поколение.

По данным MedicineNet.com, ген определяется как единица наследственности, которая передается из поколения в поколение. Гены содержали короткие последовательности дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК и располагались вдоль хромосом. Хромосомы - это просто длинные последовательности ДНК, состоящие из множества генов. Генетики определяют «кроссинговер» как процесс, посредством которого пара хромосом выравнивается близко друг к другу и меняет сегменты ДНК-содержащих генов во время репликации. Пересечение также известно как генетическая рекомбинация.