Kaj so haploidne celice?



Ena haploidna celica je tista celica, ki ima genom, sestavljen iz enega samega osnovnega niza kromosomov. Haploidne celice imajo torej genomsko vsebino, ki jo imenujemo 'n' osnovno polnjenje. Ta osnovni sklop kromosomov je značilen za vsako vrsto.

Haploidno stanje ni povezano s številom kromosomov, temveč s številom kromosomov, ki predstavljajo genom vrste. To je njegova obremenitev ali osnovna številka.

Z drugimi besedami, če je število kromosomov, ki sestavljajo genom neke vrste, dvanajst, je to njegovo osnovno število. Če imajo celice tega hipotetičnega organizma dvanajst kromosomov (to je, z osnovnim številom ene), je ta celica haploidna.

Če ima dva popolna niza (to je 2 X 12), je diploiden. Če imate tri, je to triploidna celica, ki mora vsebovati približno 36 celotnih kromosomov, izpeljanih iz treh popolnih sklopov teh kromosomov..

V večini, če ne v vseh prokariontskih celicah, je genom predstavljen z eno samo molekulo DNA. Čeprav lahko replikacija z zapoznelim deljenjem povzroči delno diploidijo, so prokarionti enocelični in haploidni.

Na splošno so tudi ne-molekularni genomi. To pomeni, da ima genom, ki ga predstavlja ena sama molekula DNA. Nekateri evkariontski organizmi so tudi genomi ene molekule, čeprav so lahko tudi diploidni.

Večina pa ima genom razdeljen na različne molekule DNA (kromosomi). Celoten sklop kromosomov vsebuje celoto svojega posebnega genoma.

Indeks

  • 1 Haploidija pri evkariontih
  • 2 Primer mnogih rastlin
  • 3 Primer mnogih živali
  • 4 Ali je koristno biti haploid?
  • 5 Reference

Haploidija pri evkariontih

Pri evkariontskih organizmih lahko najdemo bolj raznolike in kompleksne situacije v smislu njihove ploidnosti. Odvisno od življenjskega cikla organizma, naletimo na primere, kjer so lahko večcelični evkarionti hkrati v svojem diploidnem življenju in na drugem haploidu..

Znotraj iste vrste je lahko tudi, da so nekateri posamezniki diploidni, drugi pa haploidni. Nazadnje je najpogostejši primer, da isti organizem proizvaja diploidne celice in haploidne celice.

Haploidne celice nastanejo z mitozo ali mejozo, vendar lahko doživijo samo mitozo. To pomeni, da lahko "n" haploidno celico razdelimo, da povzročimo dve 'n' haploidni celici (mitoza)..

Po drugi strani pa lahko tudi diploidne celice "2n" povzročijo nastanek štirih 'n' haploidnih celic (mejoza). Toda nikoli ne bo mogoče, da se haploidna celica deli z mejozo, ker z biološko definicijo mejoza pomeni delitev z zmanjšanjem osnovnega števila kromosomov..

Očitno celica z osnovnim številom ene (tj. Haploidne) ne more izkusiti reduktivnih delitev, ker celic z delnimi deli genomov ne obstaja.

Primer mnogih rastlin

Večina rastlin ima življenjski cikel, ki ga označujejo tako imenovane izmenične generacije. Te generacije, ki se izmenjujejo v življenju rastline, so generacija sporofita ("2n") in generiranje gametofita ("n")..

Ko pride do zlitja gamet 'n', ki povzroči nastanek '2n' diploidnega zigota, nastane prva celica sporofita. To bo razdeljeno zaporedoma z mitozo, dokler rastlina ne doseže reproduktivne faze.

Tukaj bo meiotična delitev določene skupine '2n' celic povzročila niz 'n' haploidnih celic, ki bodo tvorile tako imenovani gametofit, moški ali ženski..

Haploidne celice gametofitov niso gamete. Nasprotno, kasneje bodo razdeljeni tako, da bodo izvor moških ali ženskih spolnih celic, vendar z mitozo.

Primer mnogih živali

Pri živalih je pravilo, da je mejoza gamética. To pomeni, da gamet proizvaja mejoza. Organizem, navadno diploiden, bo ustvaril niz specializiranih celic, ki namesto da bi se delile z mitozo, to naredile z mejozo in končno.

To pomeni, da so nastale gamete končni cilj te celične linije. Seveda obstajajo izjeme.

V mnogih žuželkah so npr. Samci vrste haploidni, ker so produkt razvoja z mitotično rastjo neoplojenih jajc. Ko dosežejo odraslost, bodo proizvedli tudi gamete, vendar z mitozo.

Ali je koristno biti haploid?

Haploidne celice, ki delujejo kot gamete, so materialna podlaga za generiranje spremenljivosti s segregacijo in rekombinacijo.

Če pa ne bi bilo zato, ker bi fuzija dveh haploidnih celic omogočila obstoj tistih, ki ne (diploidi), bi verjeli, da so gamete samo instrument in ne same sebi namen..

Vendar pa obstaja veliko organizmov, ki so haploidni in ne ignorirajo evolucijskega ali ekološkega uspeha.

Bakterije in arheje

Bakterije in arheje, na primer, so tukaj že dolgo, dolgo pred diploidnimi organizmi, vključno z večceličnimi organizmi..

Zagotovo se zanašajo veliko bolj na mutacijo kot na druge procese, da ustvarijo spremenljivost. Toda ta variabilnost je v bistvu presnovna.

Mutacije

V haploidni celici bo rezultat vpliva katere koli mutacije opazen v eni generaciji. Zato lahko zelo hitro izberete katero koli mutacijo za ali proti.

To zelo prispeva k učinkoviti prilagodljivosti teh organizmov. Torej, kar ni koristno za organizem, se lahko izkaže, da je koristno za raziskovalca, saj je veliko lažje narediti genetiko s haploidnimi organizmi..

V haploidih je lahko fenotip neposredno povezan z genotipom, lažje je ustvariti čiste linije in lažje je ugotoviti učinek spontanih in induciranih mutacij..

Eukarioti in diploidi

Po drugi strani pa v organizmih, ki so evkariontski in diploidni, haploidija predstavlja odlično orožje za preizkušanje neuporabnih mutacij. Ko se generira gametofit, ki je haploid, bodo te celice izražale le ekvivalent ene same genomske vsebine..

To pomeni, da bodo celice hemikigoti za vse gene. Če celična smrt izhaja iz tega pogoja, ta linija ne bo prispevala k gametam z mitozo, s čimer bo ustvarila filtrirno vlogo za neželene mutacije..

Podobno sklepanje je mogoče uporabiti pri moških, ki so pri nekaterih živalskih vrstah haploidni. So tudi hemizigotni za vse gene, ki jih nosijo.

Če ne preživijo in ne dosežejo reproduktivne starosti, ne bodo imele možnosti, da bodo to genetsko informacijo posredovale prihodnjim generacijam. Z drugimi besedami, lažje je odstraniti manj funkcionalne genome.

Reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekularna biologija celice (6)th Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, ZDA.
  2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Evolucijska prednost haploidov v primerjavi z diploidnimi mikrobi v okoljih brez hranil. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
  3. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill visokošolsko izobraževanje, New York, NY, ZDA.
  4. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ZDA.
  5. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Vsestransko genetsko orodje: haploidne celice. Raziskave in terapija z matičnimi celicami, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.