כולנו שונים זה מזה. השונות הזאת הכרחית לשרידות המין שלנו וליכולת שלו להסתגל לתנאי סביבה חדשים, ולמעשה היא אחד מהעקרונות המרכזיים של האבולוציה. כדי ליצור אותה הטבע נדרש לערבב את מאגר הגנים שלנו ללא הרף. אחד המנגנונים שמאפשרים את זה הוא השחלוף (רקומבינציה) תהליך שבו גנים מוחלפים בין כרומוזומים שכנים במהלך חלוקת ההפחתה (מיוזה). הסרטון שלפנינו מתאר איך מנגנון השחלוף פועל על ידי יצירת "צומת הולידיי".

תהליך השחלוף מתרחש בשלב הפרופאזה במהלך חלוקת התא. בתהליך הזה הכרומוזומים ההומולוגיים (שני החלקים של אותו זוג כרומוזומים) מתקרבים זה לזה ומחליפים ביניהם קטעי דנ"א. התהליך הזה מתרחש רק במיוזה, כלומר רק בתאי מין (גמטות). הוא אינו מתרחש בין כרומטידות אחיות של אותו הכרומוזום. מדובר בתהליך טבעי וכמעט אקראי, אם כי יש בכרומוזום אזורים ספציפיים שבהם לא מתרחש שחלוף.

תהליך השחלוף מתרחש על ידי התקרבות של מקטעי הדנ"א מהכרומוזומים ההומולוגיים, שנחתכים ונקשרים למקטעים הנגדיים. כך נוצר מבנה שנקרא "צומת הולידיי", שמכיל את ארבעת הגדילים של הדנ"א, שניים מכל כרומוזום.

בשלב הזה אנזים חותך את הצומת במרכזו. החיתוך יכול להתבצע בשני אופנים, כמתואר בסרטון באחד מהם מקטע דנ"א חדש יוטמע בגדיל ובשני המצב הקודם יחזור על עצמו, כלומר הגדיל המקורי יישאר ללא שינוי. היות שנעשים שני חיתוכים כדי להפריד את הצומת לארבעת הגדילים, שני גדילים יעברו שחלוף ושניים יישארו מקוריים.

ההסתברות להתרחשות של שחלוף בין שני גנים תלויה במרחק ביניהם. ככל שהם רחוקים יותר זה מזה הסיכוי לשחלוף כזה גדל, עד למצב שבו שחלוף הופך להיות כמעט ודאי. כששני גנים צמודים זה לזה, ההסתברות לשחלוף קלושה ביותר, שכן הכרומוזום צריך להיחתך בדיוק ביניהם. המצב הזה נקרא "תאחיזה". גנים בתאחיזה תמיד יהיו יחד על אותו כרומוזום.

ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

תגובה אחת

  • שרה

    מקוריים ומשוחלפים

    האם מה שכתבת, ששני גדילים יעברו שחלוף ושניים יישארו מקוריים, תמיד חייב לקרות, או שיש מצביים בהם כל ארבעת הגדילים עוברים שיחלוף? אם זה תמיד ככה, אז מדוע?