同源染色体和姐妹染色单体的区别
在真核生物中,染色体是细胞核中固定、自我复制的成分。DNA 和染色体将遗传信息从一代传递到下一代。根据物种的不同,染色体的数量可能不同。人类,像许多其他动植物物种一样,是二倍体生物(2n),这意味着染色体被组织成两组。科学家可以使用光学显微镜观察染色体在复制过程中的形态(中期)。
每个中期染色体由两个称为姐妹染色单体的成分组成。它们都是相同的,因为 DNA 在细胞分裂过程中被复制。
什么是同源染色体?
同源染色体在二倍体细胞中成对存在。两个同源染色体的尺寸、形状和着丝粒的位置也非常相似。它们携带的遗传信息类型也相同。当一个物种进行有性繁殖时,一组同源染色体来自雄性亲本,另一组来自雌性亲本。人类每个体细胞中共有 46 条染色体,其中 23 对相同的染色体。在这 23 条染色体中,包括决定性别的 X 和 Y 染色体。
在细胞生命的大部分时间里,每条染色体都由一个 DNA 分子组成。当细胞分裂时,DNA 分子自身复制成两个副本,称为姐妹染色单体。S 期间期前期着丝粒出现在细胞周期和细胞成熟的特定阶段。在其他时候,染色体以单链形式存在,一端有一个着丝粒。着丝粒使染色体分成两半。着丝粒是在细胞外围,围绕着丝粒形成的结构。在细胞分裂过程中,它充当微管连接到分离染色单体的锚点。
具有两条相同臂的染色体称为中着丝粒染色体。其中一条臂明显长于另一条的染色体称为亚中着丝粒染色体。另一种类型的染色体称为端着丝粒染色体,其中二次收缩在小的卫星片段与染色体的其余部分之间形成断裂。具体来说,人类细胞包括染色体 13、14、15、21 和 22。
什么是姐妹染色单体?
细胞必须先复制其染色体才能分裂。姐妹染色单体是染色体的两个相同副本。粘连蛋白作为姐妹染色单体之间的桥梁,它们在其他方面是相同的。在所谓的着丝粒处,DNA 的一个区域对随后的细胞分裂阶段至关重要,姐妹染色单体连接在一起。在细胞分裂过程中,它充当染色体和纺锤体装置(真核细胞中的两种细胞骨架结构)的连接点。其目的是确保子细胞具有不同的染色体组。
尽管着丝粒连接着姐妹染色单体,但我们仍然认为它们是一条染色体。当细胞分裂时,子细胞变得独立。当这种情况发生时,每个染色单体在其相应的子细胞中成为一条独立的染色体。
差异:同源染色体和姐妹染色单体
下表突出了同源染色体和姐妹染色单体之间的主要区别:
特征 |
同源染色体 |
姐妹染色单体 |
---|---|---|
定义 |
同源染色体是一对染色体,分别来自父本和母本,在二倍体细胞受精过程中配对。 |
一条染色体在着丝粒处连接的两个复制副本称为姐妹染色单体。 |
起源 |
在有性生殖物种中,同源染色体中的一条来自父本的配子,另一条来自母本的配子。 |
在有性生殖物种中,每个姐妹染色单体都来自父本或母本的配子。 |
相似性 |
同源染色体在大小、形状和着丝粒位置上相似。它们携带的遗传信息类型也相似。 |
姐妹染色单体是相同的。 |
结构 |
在细胞生命的大部分时间里,每条染色体都由一个 DNA 分子组成。在准备细胞分裂时,DNA 分子会复制。 |
每个姐妹染色单体都由一个 DNA 分子组成。 |
连接 |
同源染色体彼此之间没有连接。 |
姐妹染色单体通过着丝粒处的粘连蛋白相互连接。 |
结论
同源染色体和姐妹染色单体是遗传学和细胞分裂中的两个重要概念。虽然它们看起来可能相似,但它们在结构、功能和起源方面存在明显的差异。
理解同源染色体和姐妹染色单体之间的区别对于理解遗传和细胞分裂的机制非常重要。