Какво са хаплоидни клетки?



а хаплоидна клетка е тази клетка, която има геном, съставен от един основен набор от хромозоми. Следователно, хаплоидните клетки имат геномно съдържание, което наричаме 'n' основно зареждане. Този основен набор от хромозоми е типичен за всеки вид.

Хаплоидното състояние не е свързано с броя на хромозомите, а с броя на хромозомите, които представляват генома на вида. Тоест, неговият товар или базов номер.

С други думи, ако броят на хромозомите, съставляващи генома на даден вид, е дванадесет, това е основният му брой. Ако клетките на този хипотетичен организъм притежават дванадесет хромозоми (тоест, с основно число), тази клетка е хаплоидна.

Ако има два пълни множества (т.е. 2 X 12), то е диплоидно. Ако имате три, това е триплоидна клетка, която трябва да съдържа около 36 общи хромозоми, получени от 3 пълни комплекта от тях..

В повечето, ако не във всички, прокариотни клетки, геномът е представен от една ДНК молекула. Въпреки че репликацията със забавено делене може да доведе до частична диплоидия, прокариотите са едноклетъчни и хаплоидни.

Обикновено те са също от немолекулен геном. Тоест, с геном, представен от една ДНК молекула. Някои еукариотни организми са също геноми на една молекула, въпреки че те също могат да бъдат диплоидни.

Повечето обаче имат геном, разделен на различни ДНК молекули (хромозоми). Пълният набор от неговите хромозоми съдържа цялата съвкупност от неговия специфичен геном.

индекс

  • 1 Хаплоидия при еукариоти
  • 2 Случаят с много растения
  • 3 Случаят с много животни
  • 4 Изгодно ли е да бъдеш хаплоид?
  • 5 Препратки

Хаплоидия при еукариоти

При еукариотните организми можем да намерим по-разнообразни и сложни ситуации по отношение на тяхната плоидност. В зависимост от жизнения цикъл на организма, ние се сблъскваме с случаи, когато многоклетъчните еукариоти могат да бъдат едновременно в диплоидния си живот и в друг хаплоиден.

В рамките на един и същи вид може да се каже, че някои индивиди са диплоидни, докато други са хаплоидни. И накрая, най-често срещаният случай е, че същият организъм произвежда и диплоидни клетки и хаплоидни клетки.

Хаплоидни клетки възникват чрез митоза или мейоза, но те могат само да изпитат митоза. Това означава, че "n" хаплоидната клетка може да бъде разделена, за да доведе до две "n" хаплоидни клетки (митоза).

От друга страна, и "2n" диплоидни клетки могат да доведат до четири 'n' хаплоидни клетки (мейоза). Но никога няма да е възможно хаплоидната клетка да се раздели с мейоза, тъй като чрез биологична дефиниция мейозата предполага разделяне с намаляване на основния брой хромозоми..

Очевидно е, че клетка с базов номер на една (т.е. хаплоидна) не може да изпита редуктивни деления, тъй като няма такова нещо като клетки с частични геномни фракции..

Случаят с много растения

Повечето растения имат жизнен цикъл, който се характеризира с това, което се нарича променливо поколение. Тези поколения, които се редуват в живота на растението, са генерирането на спорофита ('2n') и генерирането на гаметофита ('n')..

Когато сливането на гамети 'n' възникне, за да се получи '2n' диплоидна зигота, се получава първата спорофитна клетка. Това ще бъде разделено последователно от митоза, докато растението достигне репродуктивния етап.

Тук мейотичното разделение на определена група от "2n" клетки ще доведе до набор от "n" хаплоидни клетки, които ще образуват така наречения гаметофит, мъжки или женски..

Хаплоидните клетки на гаметофитите не са гамети. Напротив, по-късно, те ще бъдат разделени, за да дадат произход на съответните мъжки или женски гамети, но с митоза.

Случаят с много животни

При животните правилото е, че мейозата е gamética. Тоест, гаметите се произвеждат от мейоза. Организмът, обикновено диплоиден, ще генерира набор от специализирани клетки, които вместо да се разделят чрез митоза, ще направят това чрез мейоза и крайно.

Това означава, че получените гамети са крайната цел на тази клетъчна линия. Има изключения, разбира се.

В много насекоми, например, мъжките от вида са хаплоидни, защото са продукт на развитието чрез митотичен растеж на неоплодени яйца. Когато достигнат зряла възраст, те също ще произведат гамети, но чрез митоза.

Дали е благоприятно да бъде хаплоид?

Хаплоидни клетки, които функционират като гамети, са материалната основа на генерирането на вариабилност чрез сегрегация и рекомбинация.

Но ако не беше, защото сливането на две хаплоидни клетки прави възможно съществуването на тези, които не са (диплоидите), ние бихме вярвали, че гаметите са само инструмент, а не самоцел..

Въпреки това, има много организми, които са хаплоидни и не пренебрегват еволюционния или екологичен успех.

Бактерии и археи

Бактерии и археи, например, са тук от дълго време, много преди диплоидни организми, включително многоклетъчни организми..

Разбира се, те разчитат много повече на мутации, отколкото на други процеси, за да генерират променливост. Но тази вариабилност е основно метаболитна.

мутации

В хаплоидната клетка резултатът от въздействието на всяка мутация ще бъде наблюдаван в едно поколение. Следователно, можете да изберете всяка мутация за или против много бързо.

Това допринася значително за ефективната адаптивност на тези организми. Така, това, което не е полезно за организма, може да се окаже полезно за изследователя, тъй като е много по-лесно да се направи генетика с хаплоидните организми..

Всъщност, в хаплоидите, фенотипът може да бъде пряко свързан с генотипа, по-лесно е да се генерират чисти линии и е по-лесно да се идентифицира ефектът от спонтанни и индуцирани мутации..

Еукариоти и диплоиди

От друга страна, в организми, които са еукариотни и диплоидни, хаплоидият представлява перфектно оръжие за анализ на безполезни мутации. Когато се генерира гаметофит, който е хаплоид, тези клетки ще изразят само еквивалента на единично геномно съдържание..

Това означава, че клетките ще бъдат хемицити за всички гени. Ако клетъчната смърт произтича от това състояние, тази линия няма да допринесе за гаметите чрез митоза, като по този начин ще упражнява роля на филтър за нежелани мутации..

Подобно разсъждение може да се приложи и за мъже, които са хаплоидни при някои животински видове. Те също са хемизиготни за всички гени, които носят.

Ако те не оцелеят и не достигнат репродуктивна възраст, те няма да имат възможност да предадат тази генетична информация на бъдещите поколения. С други думи, става по-лесно да се елиминират по-малко функционалните геноми.

препратки

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)тата Edition). W. Norton & Company, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  2. Бесо, К., Иваса, Й., Ден, Т. (2015) Еволюционното предимство на хаплоида срещу диплоидни микроби в среда с ниско съдържание на хранителни вещества. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
  3. Brooker, R.J. (2017). Генетика: анализ и принципи. McGraw-Hill Висше образование, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  4. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Филаделфия, Пенсилвания, САЩ.
  5. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Въведение в генетичния анализ (11тата изд.). Ню Йорк: У. Х. Фрийман, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Многофункционален генетичен инструмент: хаплоидни клетки. Изследвания и терапия на стволови клетки, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.