Χίασμα (γενετική)

Επιχιασμός κατά τη διάρκεια της μείωσης, με το χίασμα να φαίνεται.

Στη γενετική, χίασμα (chiasma) είναι το σημείο επαφής, ο φυσικός σύνδεσμος, μεταξύ δύο (μη αδελφών) χρωματίδων που ανήκουν σε ομόλογα χρωμοσώματα. Σε ένα δεδομένο χίασμα, μπορεί να συμβεί ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ των δύο χρωματίδων, αυτό που ονομάζεται χρωμοσωμικός επιχιασμός, αλλά αυτό είναι πολύ πιο συχνό κατά τη διάρκεια της μείωσης από τη μίτωση. Στη μείωση, η απουσία χιάσματος οδηγεί γενικά σε ακατάλληλο χρωμοσωμικό διαχωρισμό και ανευπλοειδία. Τα σημεία επιχιασμού γίνονται ορατά ως χίασμα αφού αποσυναρμολογηθεί το συναπτονηματικό σύμπλoko και τα ομόλογα χρωμοσώματα απομακρυνθούν ελαφρώς το ένα από το άλλο. Το φαινόμενο των γενετικών χιασμάτων (chiasmatypie) ανακαλύφθηκε και περιγράφηκε το 1909 από τον Frans Alfons Janssens, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Leuven στο Βέλγιο. Όταν κάθε τετράδα, που αποτελείται από δύο ζεύγη αδελφών χρωματίδων, αρχίζει να διασπάται, τα μόνα σημεία επαφής είναι στα χιάσματα. Τα χιάσματα γίνονται ορατά κατά τη διάρκεια του σταδίου διπλοταινίας της πρόφασης Ι της μείωσης, αλλά οι πραγματικοί επιχιασμοί γενετικού υλικού πιστεύεται ότι συμβαίνουν κατά το προηγούμενο στάδιο της παχυταινίας. Οι αδελφές χρωματίδες σχηματίζουν επίσης χιάσματα μεταξύ τους (γνωστά και ως δομή χι), αλλά επειδή το γενετικό τους υλικό είναι ταυτόσημο, δεν προκαλείται καμία αξιοσημείωτη αλλαγή στα θυγατρικά κύτταρα που προκύπτουν. Στους ανθρώπους, φαίνεται να υπάρχει ένα χίασμα ανά βραχίονα χρωμοσώματος, και στα θηλαστικά, ο αριθμός των βραχιόνων των χρωμοσωμάτων είναι ένας καλός προγνωστικός δείκτης του αριθμού των επιχιασμών. Ωστόσο, στους ανθρώπους και πιθανώς και σε άλλα είδη, τα στοιχεία δείχνουν ότι ο αριθμός των επιχιασμών ρυθμίζεται στο επίπεδο ενός ολόκληρου χρωμοσώματος και όχι ενός βραχίονα. Η ακρίδα Melanoplus femurrubrum εκτέθηκε σε οξεία δόση ακτίνων Χ κατά τη διάρκεια κάθε μεμονωμένου σταδίου μείωσης και μετρήθηκε η συχνότητα του χιάσματος. Η ακτινοβόληση κατά τη διάρκεια των σταδίων λεπτοταινίας-ζυγοταινίας της μείωσης, δηλαδή πριν από την περίοδο παχυταινίας κατά την οποία λαμβάνει χώρα ο ανασυνδυασμός επιχιασμού , βρέθηκε ότι αυξάνει την επακόλουθη συχνότητα χιάσματος. Ομοίως, στην ακρίδα Chorthippus brunneus, η έκθεση σε ακτινοβολία Χ κατά τη διάρκεια των πρώιμων σταδίων ζυγοταινίας-παχυταινίας προκάλεσε σημαντική αύξηση στη μέση συχνότητα κυτταρικού χιάσματος. Η συχνότητα χιάσματος βαθμολογήθηκε στα μεταγενέστερα στάδια διπλοταινίας-διακίνησης της μείωσης. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι οι ακτίνες Χ προκαλούν βλάβες στο DNA, συμπεριλαμβανομένων πιθανώς θραύσεων του διπλού κλώνου, και αυτές οι βλάβες επιδιορθώνονται από μια οδό επιχιασμού που οδηγεί στο σχηματισμό χιάσματος.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Recombination and the formation of chiasmata in meiosis
• Whitby, M. (2009), "Recombination and the formation of chiasmata in meiosis", in Millar, J. (ed.), The Cell Division Cycle: Controlling when and where cells divide and differentiate, The Biomedical & Life Sciences Collection, Henry Stewart Talks Ltd, London (online at http://hstalks.com/?t=BL0422198)