Τι είναι τα απλοειδή κύτταρα;



Ένα απλοειδές κύτταρο είναι εκείνο το κύτταρο που έχει ένα γονιδίωμα που αποτελείται από ένα μόνο βασικό σύνολο χρωμοσωμάτων. Επομένως, τα απλοειδή κύτταρα έχουν ένα γονιδιακό περιεχόμενο που ονομάζουμε βασικό φορτίο «n». Αυτό το βασικό σύνολο χρωμοσωμάτων είναι χαρακτηριστικό για κάθε είδος.

Η απλοειδής κατάσταση δεν σχετίζεται με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων, αλλά με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που αντιπροσωπεύει το γονιδίωμα του είδους. Δηλαδή το φορτίο ή ο βασικός αριθμός.

Με άλλα λόγια, εάν ο αριθμός των χρωμοσωμάτων που αποτελούν το γονιδίωμα ενός είδους είναι δώδεκα, αυτός είναι ο βασικός του αριθμός. Εάν τα κύτταρα αυτού του υποθετικού οργανισμού διαθέτουν δώδεκα χρωμοσώματα (δηλαδή, με έναν βασικό αριθμό ενός), αυτό το κύτταρο είναι απλοειδές.

Αν έχει δύο πλήρη σύνολα (δηλαδή, 2 X 12), είναι διπλοειδές. Εάν έχετε τρία, είναι ένα τριπλοειδές κύτταρο που θα πρέπει να περιέχει περίπου 36 συνολικά χρωμοσώματα που προέρχονται από 3 πλήρη σύνολα αυτών.

Στα περισσότερα, αν όχι όλα, προκαρυωτικά κύτταρα, το γονιδίωμα αντιπροσωπεύεται από ένα μοναδικό μόριο ϋΝΑ. Αν και η αναπαραγωγή με καθυστερημένη διαίρεση μπορεί να οδηγήσει σε μερική διπλοειδισμό, τα προκαρυωτικά είναι μονοκύτταρα και απλοειδή.

Γενικά, είναι επίσης μονομοριακού γονιδιώματος. Δηλαδή, με ένα γονιδίωμα που αντιπροσωπεύεται από ένα μοναδικό μόριο ϋΝΑ. Μερικοί ευκαρυωτικοί οργανισμοί είναι επίσης γονιδιώματα ενός μορίου, αν και μπορούν επίσης να είναι διπλοειδείς.

Οι περισσότεροι, ωστόσο, έχουν ένα γονιδίωμα χωρισμένο σε διαφορετικά μόρια DNA (χρωμοσώματα). Το πλήρες σύνολο των χρωμοσωμάτων του περιέχει το σύνολο του συγκεκριμένου γονιδιώματός του.

Ευρετήριο

  • 1 Χοπλοειδή σε ευκαρυώτες
  • 2 Η περίπτωση πολλών φυτών
  • 3 Η περίπτωση πολλών ζώων
  • 4 Είναι πλεονεκτικό να είναι απλοειδές?
  • 5 Αναφορές

Χολοειδής σε ευκαρυώτες

Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς μπορούμε να βρούμε πιο ποικίλες και σύνθετες καταστάσεις από την άποψη της πείνας τους. Ανάλογα με τον κύκλο ζωής του οργανισμού, συναντάμε περιπτώσεις, για παράδειγμα, όπου τα πολυκυτταρικά ευκαρυωτικά μπορεί να είναι ταυτόχρονα στη διπλοειδή ζωή τους και σε άλλο απλοειδές.

Εντός του ίδιου είδους, μπορεί επίσης να είναι ότι μερικά άτομα είναι διπλοειδή ενώ άλλα είναι απλοειδή. Τέλος, η πιο συνηθισμένη περίπτωση είναι ότι ο ίδιος οργανισμός παράγει τόσο διπλοειδή κύτταρα όσο και απλοειδή κύτταρα.

Τα haploid κύτταρα προκύπτουν από τη μίτωση ή τη μείοζηση, αλλά μπορούν μόνο να βιώσουν μίτωση. Δηλαδή, ένα «η» απλοειδές κύτταρο μπορεί να διαιρεθεί για να δημιουργήσει δύο «η» απλοειδή κύτταρα (μίτωση).

Από την άλλη πλευρά, επίσης τα διπλοειδή κύτταρα "2n" μπορούν να προκαλέσουν τέσσερα απλοειδή κύτταρα «η» (μείωση). Αλλά ποτέ δεν θα είναι δυνατό για ένα απλοειδές κύτταρο να διαιρείται με μείοσις αφού, με βιολογικό ορισμό, μια μείοσις υπονοεί διαίρεση με μείωση του βασικού αριθμού των χρωμοσωμάτων.

Προφανώς, ένα κύτταρο με έναν βασικό αριθμό ενός (δηλαδή, απλοειδές) δεν μπορεί να βιώσει αναγωγικές διαιρέσεις, αφού δεν υπάρχει κανένα κύτταρο με μερικά γονιδιακά κλάσματα.

Η περίπτωση πολλών φυτών

Τα περισσότερα φυτά έχουν έναν κύκλο ζωής που χαρακτηρίζεται από αυτό που ονομάζεται εναλλασσόμενες γενιές. Αυτές οι γενιές που εναλλάσσονται στη ζωή ενός φυτού είναι η γενιά του σπορώφυτου («2n») και η παραγωγή του γαμετόφυτου («n»).

Όταν η σύντηξη των γαμετών «n» συμβαίνει για να δημιουργήσει ένα διπλοειδές ζυγώτη '2n', παράγεται το πρώτο κύτταρο σποριοφύτων. Αυτό θα διαχωριστεί διαδοχικά με μίτωση μέχρις ότου το φυτό φτάσει στο αναπαραγωγικό στάδιο.

Εδώ, ο μειοτικός διαχωρισμός μίας συγκεκριμένης ομάδας κυττάρων '2n' θα δημιουργήσει ένα σύνολο «απλών» απλοειδών κυττάρων που θα σχηματίζουν το λεγόμενο γαμετόφυτο, αρσενικό ή θηλυκό.

Τα απλοειδή κύτταρα των γαμετόφυτων δεν είναι γαμέτες. Αντίθετα, αργότερα, θα χωριστούν για να δώσουν προέλευση στους αντίστοιχους αρσενικούς ή θηλυκούς γαμέτες, αλλά με μίτωση.

Η περίπτωση πολλών ζώων

Στα ζώα ο κανόνας είναι ότι η μεΐωση είναι gamética. Δηλαδή, οι γαμετοί παράγονται με μείοσία. Ο οργανισμός, γενικά διπλοειδής, θα παράγει ένα σύνολο εξειδικευμένων κυττάρων που αντί να διαιρούνται με τη μίτωση, θα το κάνουν με τη μείωση και τελικά.

Δηλαδή, οι γαμετοί που προκύπτουν είναι ο τελικός προορισμός αυτής της κυτταρικής γραμμής. Υπάρχουν εξαιρέσεις, βέβαια.

Σε πολλά έντομα, για παράδειγμα, τα αρσενικά των ειδών είναι απλοειδή επειδή είναι προϊόν της ανάπτυξης με μιτωτική ανάπτυξη μη ωοτοκυσμένων αυγών. Όταν φτάσουν στην ενηλικίωση, θα παράγουν επίσης γαμέτες, αλλά με μίτωση.

Είναι συμφέρουσα να είναι απλοειδής?

Τα haploid κύτταρα που λειτουργούν ως γαμέτες είναι το υλικό θεμέλιο της δημιουργίας μεταβλητότητας με διαχωρισμό και ανασυνδυασμό.

Αλλά αν δεν ήταν επειδή η σύντηξη δύο απλοειδών κυττάρων καθιστά δυνατή την ύπαρξη εκείνων που δεν το κάνουν (οι διπλοειδείς), θα πιστεύαμε ότι οι γαμέτες είναι μόνο ένα όργανο και όχι αυτοσκοπό..

Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί οργανισμοί που είναι απλοειδείς και δεν αγνοούν την εξελικτική ή οικολογική επιτυχία.

Βακτήρια και Αρχαία

Τα βακτηρίδια και τα αρχαία, για παράδειγμα, εδώ εδώ και πολύ καιρό, πολύ πριν τους διπλοειδείς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των πολυκύτταρων οργανισμών.

Σίγουρα βασίζονται πολύ περισσότερο στη μετάλλαξη απ 'ότι σε άλλες διαδικασίες για να δημιουργήσουν μεταβλητότητα. Αλλά αυτή η μεταβλητότητα είναι βασικά μεταβολική.

Μεταλλάξεις

Σε ένα απλοειδές κύτταρο το αποτέλεσμα της επίπτωσης οποιασδήποτε μετάλλαξης θα παρατηρηθεί σε μία μόνο γενιά. Επομένως, μπορείτε να επιλέξετε οποιαδήποτε μετάλλαξη για ή κατά πολύ γρήγορα.

Αυτό συμβάλλει τεράστια στην αποτελεσματική προσαρμοστικότητα αυτών των οργανισμών. Έτσι, αυτό που δεν είναι ευεργετικό για τον οργανισμό, μπορεί να αποδειχθεί ωφέλιμο για τον ερευνητή, αφού είναι πολύ ευκολότερο να γίνει γενετική με τους απλοειδείς οργανισμούς.

Στην πραγματικότητα, στα απλοειδή, ο φαινότυπος μπορεί να σχετίζεται άμεσα με τον γονότυπο, είναι ευκολότερο να δημιουργηθούν καθαρές γραμμές και είναι ευκολότερο να αναγνωριστεί η επίδραση αυθόρμητων και επαγόμενων μεταλλάξεων.

Ευκαρυωτικά και διπλοειδή

Από την άλλη πλευρά, σε οργανισμούς που είναι ευκαρυωτικοί και διπλοειδείς, η απλοποίηση αποτελεί ένα τέλειο όπλο για την ανίχνευση μη χρήσιμων μεταλλάξεων. Όταν παράγεται ένα γαμετόφυτο που είναι απλοειδές, αυτά τα κύτταρα θα εκφράζουν μόνο το ισοδύναμο ενός μόνο γονιδιωματικού περιεχομένου.

Δηλαδή, τα κύτταρα θα είναι hemicigotes για όλα τα γονίδια. Αν προκύψει κυτταρικός θάνατος από αυτή την κατάσταση, αυτή η γενεαλογία δεν θα συμβάλει σε γαμέτες με μίτωση, ασκώντας έτσι ένα ρόλο φίλτρου για ανεπιθύμητες μεταλλάξεις..

Παρόμοια συλλογιστική μπορεί να εφαρμοστεί σε αρσενικά που είναι απλοειδή σε ορισμένα ζωικά είδη. Είναι επίσης hemizygous για όλα τα γονίδια που μεταφέρουν.

Αν δεν επιβιώσουν και δεν φτάσουν στην αναπαραγωγική ηλικία, δεν θα έχουν τη δυνατότητα να μεταδώσουν αυτές τις γενετικές πληροφορίες σε μελλοντικές γενιές. Με άλλα λόγια, καθίσταται ευκολότερη η εξάλειψη των λιγότερο λειτουργικών γονιδιωμάτων.

Αναφορές

  1. Alberts, Β, Johnson, Α D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, Μ, Roberts, Κ, Walter, Ρ (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). W. W. Norton & Company, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
  2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, Τ. ​​(2015) Το εξελικτικό πλεονέκτημα των απλοειδών έναντι των διπλοειδών μικροβίων σε περιβάλλοντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
  3. Brooker, R.J. (2017). Γενετική: Ανάλυση και Αρχές. McGraw-Hill Higher Education, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
  4. Goodenough, U.W. (1984) Genetics. W. Β. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, ΡΑ, ΗΠΑ.
  5. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Εισαγωγή στη γενετική ανάλυση (11th ed.). Νέα Υόρκη: W. Η. Freeman, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Ένα ευέλικτο γενετικό εργαλείο: απλοειδή κύτταρα. Έρευνα και θεραπεία βλαστικών κυττάρων, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.