ЧТО ТАКОЕ ГАПЛОИДНЫЕ КЛЕТКИ? - БИОЛОГИЯ - 2024

Гаплоидные клетки является клетка , которая имеет геном, состоящий из одного основного набора хромосом. Следовательно, гаплоидные клетки обладают геномным содержимым, которое мы называем базовым зарядом n. Этот базовый набор хромосом типичен для каждого вида.

Гаплоидное состояние связано не с числом хромосом, а с числом набора хромосом, который представляет геном вида. То есть его базовая нагрузка или количество.

Другими словами, если количество хромосом, составляющих геном вида, равно двенадцати, это его основное число. Если клетки этого гипотетического организма имеют двенадцать хромосом (то есть с одним основанием), эта клетка гаплоидна.

Если у него два комплекта (то есть 2 X 12), он диплоидный. Если у вас их три, это триплоидная клетка, которая должна содержать в общей сложности около 36 хромосом, полученных из трех полных наборов из них.

В большинстве прокариотических клеток, если не во всех, геном представлен одной молекулой ДНК. Хотя репликация с отсроченным делением может привести к частичной диплоидии, прокариоты бывают одноклеточными и гаплоидными.

Как правило, это также мономолекулярный геном. То есть с геномом, представленным одной молекулой ДНК. Некоторые эукариотические организмы также являются одномолекулярными геномами, хотя они также могут быть диплоидными.

Однако у большинства из них геном разделен на разные молекулы ДНК (хромосомы). Полный набор ваших хромосом содержит весь ваш конкретный геном.

Гаплоидия у эукариот

У эукариотических организмов мы можем найти более разнообразные и сложные ситуации с точки зрения их плоидности. В зависимости от жизненного цикла организма мы сталкиваемся, например, со случаями, когда многоклеточные эукариоты могут быть диплоидными в один момент своей жизни и гаплоидными в другом.

В пределах одного и того же вида также может быть, что некоторые особи диплоидны, а другие гаплоидны. Наконец, наиболее распространенный случай состоит в том, что один и тот же организм производит как диплоидные клетки, так и гаплоидные клетки.

Гаплоидные клетки возникают в результате митоза или мейоза, но могут претерпевать только митоз. То есть одна гаплоидная n-клетка может делиться, давая начало двум гаплоидным n-клеткам (митоз).

С другой стороны, диплоидные «2n» -клетки также могут давать четыре гаплоидных «n» -клетки (мейоз). Но гаплоидная клетка никогда не сможет делиться мейозом, поскольку по биологическому определению мейоз подразумевает деление с уменьшением основного числа хромосом.

Очевидно, что клетка с числом оснований, равным единице (т. Е. Гаплоидная), не может подвергаться редуктивным делениям, поскольку не существует такой вещи, как клетки с частичными фракциями генома.

Случай многих растений

У большинства растений есть жизненный цикл, характеризующийся так называемой сменой поколений. Эти поколения, чередующиеся в жизни растения, - это поколение спорофитов («2n») и поколение гаметофитов («n»).

Когда происходит слияние n-гамет с образованием диплоидной 2n-зиготы, образуется первая клетка спорофита. Он будет последовательно делиться митозом, пока растение не достигнет репродуктивной стадии.

Здесь мейотическое деление определенной группы клеток «2n» приведет к образованию набора гаплоидных «n» клеток, которые сформируют так называемый гаметофит, мужской или женский.

Гаплоидные клетки гаметофитов не являются гаметами. Напротив, позже они разделятся, чтобы дать начало соответствующим мужским или женским гаметам, но путем митоза.

Случай многих животных

У животных есть правило, что мейоз является гаметическим. То есть гаметы производятся мейозом. Организм, обычно диплоидный, будет генерировать набор специализированных клеток, которые вместо деления путем митоза будут делать это путем мейоза и в конечном итоге.

Таким образом, полученные гаметы составляют конечную цель этой клеточной линии. Конечно, есть исключения.

У многих насекомых, например, самцы этого вида гаплоидны, потому что они являются продуктом развития путем митотического роста неоплодотворенных яиц. Достигнув зрелого возраста, они также будут производить гаметы, но путем митоза.

Выгодно ли быть гаплоидом?

Гаплоидные клетки, которые функционируют как гаметы, являются материальной основой для генерации изменчивости путем сегрегации и рекомбинации.

Но если бы это было не потому, что слияние двух гаплоидных клеток делает возможным существование тех, которые этого не делают (диплоидов), мы бы поверили, что гаметы являются только инструментом, а не самоцелью.

Однако есть много организмов, которые гаплоидны и знают об эволюционном или экологическом успехе.

Бактерии и археи

Бактерии и археи, например, обитали здесь очень давно, задолго до диплоидных организмов, в том числе многоклеточных.

Безусловно, они гораздо больше полагаются на мутации, чем на другие процессы для создания изменчивости. Но эта изменчивость в основном метаболическая.

Мутации

В гаплоидной клетке результат воздействия любой мутации будет наблюдаться в одном поколении. Таким образом, можно очень быстро выбрать любую мутацию за или против.

Это в значительной степени способствует эффективной адаптации этих организмов. Таким образом, то, что не приносит пользы организму, может оказаться полезным для исследователя, так как с гаплоидными организмами делать генетику намного проще.

Фактически, в гаплоидах фенотип может быть напрямую связан с генотипом, легче создавать чистые линии и легче идентифицировать эффект спонтанных и индуцированных мутаций.

Эукариоты и диплоиды

С другой стороны, у эукариотических и диплоидных организмов гаплоидия представляет собой идеальное оружие для проверки менее полезных мутаций. Создавая гаплоидный гаметофит, эти клетки будут экспрессировать только эквивалент одного геномного содержимого.

То есть клетки будут гемизиготными по всем генам. Если смерть клеток происходит из-за этого состояния, эта линия не будет вносить гаметы из-за митоза, таким образом действуя как фильтр для нежелательных мутаций.

Аналогичное рассуждение можно применить и к самцам, что они гаплоидны у некоторых видов животных. Они также гемизиготны по всем генам, которые они несут.

Если они не выживут и не достигнут репродуктивного возраста, у них не будет возможности передать эту генетическую информацию будущим поколениям. Другими словами, становится легче удалить менее функциональные геномы.

Ссылки

1. Альбертс, Б., Джонсон, А.Д., Льюис, Дж., Морган, Д., Рафф, М., Робертс, К., Уолтер, П. (2014) Молекулярная биология клетки (6- ^е издание). WW Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
2. Бесшо, К., Иваса, Ю., Дэй, Т. (2015) Эволюционное преимущество гаплоидных микробов по сравнению с диплоидными микробами в бедных питательными веществами средах. Журнал теоретической биологии, 383: 116-329.
3. Брукер, Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. Высшее образование Макгро-Хилл, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
4. Гуденаф, UW (1984) Генетика. WB Saunders Co. Ltd, Филадельфия, Пенсильвания, США.
5. Гриффитс, AJF, Весслер, Р., Кэрролл, С.Б., Добли, Дж. (2015). Введение в генетический анализ (11- ^е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
6. Ли Ю., Шуай Л. (2017) Универсальный генетический инструмент: гаплоидные клетки. Исследование и терапия стволовых клеток, 8: 197. DOI: 10.1186 / s13287-017-0657-4.