تفاوت بین کروموزوم های همولوگ و کروماتیدهای خواهری چیست

تفاوت اصلی – کروموزوم‌های همولوگ و کروماتیدهای خواهری

اکثر موجودات دارای DNA به عنوان ماده ژنتیکی (genetic material) خود هستند. موجودات دیپلوئیدی مانند انسان دارای دو نسخه از کروموزوم‌های مشابه هستند. اینها به عنوان کروموزوم‌های همولوگ (homologous chromosomes) شناخته می‌شوند. در طول متافاز I (metaphase I) میوز I، کروموزوم‌های همولوگ به صورت جفت ظاهر می‌شوند. کروماتیدهای خواهری (Sister chromatids) دو کپی دقیق هستند که از تکثیر یک مولکول DNA در فاز S اینترفاز تشکیل می‌شوند. تفاوت اصلی بین کروموزوم‌های همولوگ و کروماتیدهای خواهری در این است که کروموزوم‌های همولوگ ممکن است همیشه اطلاعات یکسانی نداشته باشند در حالی که کروماتیدهای خواهری همیشه اطلاعات یکسانی را حمل می‌کنند.

کروموزوم‌های همولوگ چیست؟

کروموزوم‌های همولوگ کروموزوم‌هایی هستند که در متافاز I میوز جفت می‌شوند. یک کروموزوم از جفت کروموزوم همولوگ، منشا مادری دارد و کروموزوم دیگر منشا پدری دارد. یک کروموزوم از جفت همولوگ (homologous pair) به عنوان homologue شناخته می‌شود. طول کروموزوم و موقعیت سانترومرها در جفت کروموزوم همولوگ یکسان است. هر نسخه حاوی تعداد مناسبی از ژن‌های مشابه است که به ترتیب مرتب شده‌اند (same loci). بنابراین، الگوی نواری هر کروموزوم در جفت یکسان به نظر می‌رسد. با این حال، مکان یکسان ممکن است شامل یک آلل یا یک آلل متفاوت در هر دو کروموزوم باشد. بنابراین، یک فرد ممکن است برای یک شخصیت خاص هموزیگوت یا هتروزیگوت باشد. انسان دارای ۲۲ جفت اتوزوم همولوگ و ۲ کروموزوم جنسی است. کروموزوم‌های جنسی زن، X و X همولوگ هستند در حالی که کروموزوم‌های جنسی مردانه، X و Y واقعا همولوگ نیستند. X و Y با اندازه و ترکیب ژنتیکی آنها متفاوت است. جفت شدن کروموزوم‌های همولوگ امکان جداسازی تصادفی مواد ژنتیکی را فراهم می‌کند. کروموزوم‌های همولوگ DNA خود را با نوترکیبی مبادله می‌کنند. نوترکیب در تولید مثل جنسی منجر به تغییرات ژنتیکی در فرزندان می‌شود که در نتیجه تکامل را تسهیل می‌کند. کروموزوم‌های همولوگ در طول آنافاز I میوز I از هم جدا می‌شوند. چهار سلول دختر‌هاپلوئید در انتهای میوز تولید می‌شود. ناهنجاری‌های کروموزومی مانند تریزومی و مونوزومی ممکن است به دلیل عدم تفکیک کروموزوم‌های همولوگ رخ دهد. 

کروماتید خواهری چیست؟

کروماتیدهای خواهری دو کروماتید یکسان هستند که منجر به تکثیر DNA در فاز S اینترفاز می‌شوند. آنها توسط سانترومر به یکدیگر متصل می‌شوند. کروماتید خواهری نیمی از کروموزوم تکثیر شده است. از این رو، هر کروموزوم تکثیر شده از دو کروماتید خواهری تشکیل شده است. کروماتیدهای خواهری با یکدیگر یکسان هستند. یکی از آنها کپی دقیق دیگری است. استثنا در پروفاز I میوز I است. متقاطع کروموزومی مواد ژنتیکی را بر روی کروموزوم‌های همولوگ مبادله می‌کند. کروماتیدهای خواهری در طول آنافاز میتوز و آنافاز II میوز II از یکدیگر جدا می‌شوند.

تفاوت بین کروموزوم‌های همولوگ و کروماتیدهای خواهری

محتوا

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ از هر دو کروموزوم مادری و پدری تشکیل شده اند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری از یک کروموزوم مادری یا پدری تشکیل شده اند.

ترکیب ژنتیکی

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ ممکن است حاوی آلل‌های یکسان یا متفاوت از یک ژن باشند. بنابراین، توالی ژن در همه زمان‌ها یکسان نیست.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری حاوی توالی ژنی یکسان در سراسر کروماتیدها به جز در متقاطع کروموزومی‌هستند.

ظاهر

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ در متافاز I میوز I ظاهر می‌شوند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری در طول همانندسازی DNA در فاز S اینترفاز تشکیل می‌شوند.

پیوستگی

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ به هم نمی‌چسبند. آنها به صورت جفت وجود دارند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری توسط سانترومر خود به یکدیگر متصل می‌شوند.

تعداد رشته‌های DNA

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ از چهار رشته DNA تشکیل شده اند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتید منفرد خواهری از یک رشته DNA تشکیل شده است.

جدایی

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ در طول آنافاز I میوز I از هم جدا می‌شوند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری در طول آنافاز II میوز II و آنافاز میتوز از سانترومر خود جدا می‌شوند.

عملکرد

کروموزوم‌های همولوگ: کروموزوم‌های همولوگ امکان جداسازی تصادفی کروموزوم‌ها و نوترکیبی ژنتیکی را در طول متافاز I می‌دهند.

کروماتیدهای خواهری: کروماتیدهای خواهری امکان جداسازی تصادفی کروماتیدها و متقاطع کروموزومی‌را در طول متافاز II میوز و متافاز میتوز می‌دهند.

نتیجه

کروموزوم‌های همولوگ از هر دو کروموزوم مادری و پدری تشکیل شده اند. بنابراین، آلل‌های مختلف یک ژن را می‌توان در اکثر مواقع یافت. از طرف دیگر، کروماتیدهای خواهری از همان آلل یک ژن در هر دو رشته تشکیل شده اند زیرا توسط تکثیر DNA یک رشته سنتز می‌شوند. بنابراین، تفاوت اصلی بین کروموزوم‌های همولوگ و کروماتیدهای خواهری در ترکیب ژنتیکی آنها است.