主要区别——同源染色体与姐妹染色单体

大多数生物体都以 DNA 作为遗传物质。人类等二倍体生物具有两个相似染色体的副本。这些被称为同源染色体。在减数分裂 I 的中期 I 期间，同源染色体成对出现。姐妹染色单体是由一个 DNA 分子在中间相的 S 期复制形成的两个精确拷贝。这 关键区别 同源染色体和姐妹染色单体之间的区别是 同源染色体可能不会一直携带相同的信息 然而 姐妹染色单体始终携带相同的信息。

涵盖的关键领域

1.什么是同源染色体 – 定义、特征 2. 什么是姐妹染色单体 – 定义、特征 3.同源染色体和姐妹染色单体有什么区别 – 主要差异的比较

什么是同源染色体

同源染色体是在减数分裂中期 I 中配对的染色体。一对中的一条染色体具有母系起源，而另一条染色体具有父系起源。同源对中的一条染色体称为同源物。染色体长度和着丝粒的位置在这对中是相同的。每个副本包含适当数量的相同基因，以相同的顺序（相同的基因座）排列。因此，该对中每条染色体的条带模式看起来是相同的。然而，相同的基因座可能在两条染色体上包含相同的等位基因或不同的等位基因。因此，个体对于特定特征可能是纯合的或杂合的。人类有 22 对同源的常染色体和 2 对性染色体。女性性染色体 X 和 X 是同源的，而男性性染色体 X 和 Y 并不是真正同源的。 X 和 Y 与它们的大小和遗传组成不同。同源染色体的配对允许遗传物质的随机分离。同源染色体通过重组交换它们的DNA。有性繁殖的重组导致后代的遗传变异，从而促进进化。同源染色体在减数分裂 I 的后期 I 分离。在减数分裂结束时产生四个单倍体子细胞。由于同源染色体的不分离，可能会发生染色体异常，例如三体性和单体性。

图 1：同源染色体

什么是姐妹染色单体

姐妹染色单体是两条相同的染色单体，导致在间期的 S 期进行 DNA 复制。它们通过着丝粒连接在一起。姐妹染色单体是复制染色体的一半。因此，每个复制的染色体由两个姐妹染色单体组成。姐妹染色单体彼此相同；其中一个是另一个的精确复制品。例外是在减数分裂 I 的前期 I 进行交叉。染色体交叉通过同源染色体交换遗传物质。在有丝分裂后期和减数分裂 II 后期 II 期间，姐妹染色单体彼此分离。

图 2：姐妹染色单体

同源染色体和姐妹染色单体的区别

内容

同源染色体： 同源染色体由母本和父本染色体组成。

姐妹染色单体： 姐妹染色单体由母本或父本染色体组成。

基因组成

同源染色体： 同源染色体可能包含相同基因的相同或不同等位基因。因此，基因序列并不总是相同的。

姐妹染色单体： 除染色体交叉外，姐妹染色单体在整个染色单体中包含相同的基因序列。

外貌

同源染色体： 同源染色体出现在减数分裂Ⅰ的中期Ⅰ。

姐妹染色单体： 姐妹染色单体是在相间 S 期 DNA 复制过程中形成的。

加盟

同源染色体： 同源染色体不会粘在一起。它们成对存在。

姐妹染色单体： 姐妹染色单体通过它们的着丝粒连接在一起。

DNA 链数

同源染色体： 同源染色体由四条DNA链组成。

姐妹染色单体： 单姐妹染色单体由单条DNA链组成。

分离

同源染色体： 同源染色体在减数分裂 I 的后期 I 中分离。

姐妹染色单体： 在减数分裂 II 的后期 II 和有丝分裂的后期，姐妹染色单体与其着丝粒分离。

功能

同源染色体： 同源染色体允许在中期 I 期间染色体的随机分离和基因重组。

姐妹染色单体： 姐妹染色单体允许在减数分裂中期和有丝分裂中期期间染色单体和染色体交叉的随机分离。

结论

同源染色体由母本和父本染色体组成。因此，大多数时候可以发现同一基因的不同等位基因。另一方面，姐妹染色单体由两条链中基因的相同等位基因组成，因为它们是通过一条链的 DNA 复制合成的。因此，同源染色体和姐妹染色单体之间的主要区别在于它们的遗传组成。

参考资料： 1. “同源染色体”。皮尔逊 - 生物广场。 2017 年 2 月 12 日访问 2.“同源染色体”。维基百科，免费的百科全书。 2017，2017 年 2 月 12 日访问 3. McCarthy E. M.“姐妹染色单体”。在线生物词典。 2017 年 2 月 17 日访问

图片提供：1.“PloSBiol3.5.Fig7ChromosomesAluFish。”。作者：Bolzer 等人，(2005) 所有人类男性成纤维细胞核和前中期 Rossttes 的三维图。 PloS Biol 3(5)：e157 DOI：10.1371/journal.pbio.0030157，图 7a（CC-BY-2.5）来自 Commons Wikimedia 2。“减数分裂中的 HR”。通过 Emw - 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC-BY-SA-3.0）