Що таке гаплоїдні клітини?



Перший гаплоїдна клітина це клітина, яка має геном, що складається з одного основного набору хромосом. Гаплоїдні клітини мають, таким чином, геномний зміст, який ми називаємо 'n' основним зарядом. Цей основний набір хромосом є типовим для кожного виду.

Гаплоїдний стан не пов'язаний з кількістю хромосом, а з числом набору хромосом, що представляє геном виду. Тобто, його навантаження або основний номер.

Іншими словами, якщо кількість хромосом, що складають геном одного виду, становить дванадцять, це її основне число. Якщо клітини цього гіпотетичного організму мають дванадцять хромосом (тобто з базовим числом один), то ця клітина є гаплоїдною.

Якщо вона має два повних множини (тобто, 2 X 12), то це диплоїд. Якщо у вас є три, то це триплоїдна клітина, яка повинна містити близько 36 загальних хромосом, отриманих з 3 повних наборів цих.

У більшості, якщо не всіх, прокаріотних клітинах, геном представлений однією молекулою ДНК. Хоча реплікація з уповільненим поділом може призвести до часткової диплоїди, прокаріоти є одноклітинні і гаплоїдні.

Як правило, вони також є мономолекулярним геномом. Тобто, з геномом, представленим однією молекулою ДНК. Деякі еукаріотичні організми є також геномами однієї молекули, хоча вони також можуть бути диплоїдними.

Більшість, однак, мають геном, розділений на різні молекули ДНК (хромосоми). Повний набір її хромосом містить всю сукупність її певного геному.

Індекс

  • 1 Гаплоїди у еукаріотів
  • 2 Випадок багатьох рослин
  • 3 Справа багатьох тварин
  • 4 Чи вигідно бути гаплоїдним?
  • 5 Посилання

Гаплоїди у еукаріотів

У еукаріотичних організмах ми можемо знайти більш різноманітні і складні ситуації з точки зору їх плоїдності. Залежно від життєвого циклу організму, ми стикаємося з випадками, наприклад, коли багатоклітинні еукаріоти можуть бути одночасно в їх диплоїдному житті, а в іншому гаплоидном..

У межах одного і того ж виду може бути також, що деякі особини є диплоїдними, а інші - гаплоїдними. Нарешті, найбільш поширеним є те, що один і той же організм виробляє як диплоїдні клітини, так і гаплоїдні клітини.

Гаплоїдні клітини виникають внаслідок мітозу або мейозу, але вони можуть відчувати лише мітоз. Тобто, 'n' гаплоїдна клітина може бути розділена, щоб дати початок двох 'n' гаплоїдних клітин (мітоз).

З іншого боку, також "2n" диплоїдні клітини можуть викликати чотири 'n' гаплоїдні клітини (мейоз). Але ніколи не буде можливим для гаплоїдної клітини розділити на мейоз, оскільки за біологічним визначенням мейоз передбачає поділ із зменшенням основної кількості хромосом..

Очевидно, що клітина з основним числом одного (тобто, гаплоїдного) не може відчувати відновних поділів, оскільки не існує такої речі, як клітини з частковими частками геному.

Випадок багатьох рослин

Більшість рослин мають життєвий цикл, що характеризується тим, що називається чергуванням поколінь. Ці покоління, що чергуються в житті рослини, є генерацією спорофіту ("2n") і генерацією гаметофіта ('n').

Коли відбувається злиття гамет 'n' для виникнення диплоїдної зиготи '2n', виробляється перша спорофітна клітина. Це послідовно ділиться мітозом, поки рослина не досягне стадії репродукції.

Тут мейотичне поділ певної групи клітин "2n" дасть початок безлічі "n" гаплоїдних клітин, які утворюють так званий гаметофіт, чоловічий або жіночий.

Гаплоїдні клітини гаметофітів не є гаметами. Навпаки, пізніше вони будуть розділені, щоб дати походження відповідним чоловічим або жіночим гаметам, але мітозом.

Випадок багатьох тварин

У тварин правило, що мейоз - гаметіка. Тобто гамети виробляються мейозом. Організм, як правило, диплоїдний, генерує набір спеціалізованих клітин, які замість поділу мітозом зробить це за допомогою мейозу, і кінцево.

Тобто отримані гамети є кінцевим призначенням цієї лінії клітин. Є винятки, звичайно.

У багатьох комах, наприклад, самці виду є гаплоїдними, тому що вони є продуктом розвитку шляхом мітотичного росту незапліднених яєць. Коли вони досягнуть повноліття, вони також будуть виробляти гамети, але мітозом.

Чи вигідно бути гаплоїдним?

Гаплоїдні клітини, що функціонують як гамети, є матеріальною основою генерації мінливості шляхом сегрегації та рекомбінації.

Але якщо б це не тому, що злиття двох гаплоїдних клітин дає можливість існування тих, що не мають (диплоїди), ми віримо, що гамети є лише інструментом, а не самоціллю..

Однак є багато організмів, які є гаплоїдними і не ігнорують еволюційний або екологічний успіх.

Бактерії і археї

Бактерії і археї, наприклад, були тут протягом тривалого часу, задовго до диплоїдних організмів, включаючи багатоклітинні організми.

Звичайно, вони значно більше покладаються на мутацію, ніж на інші процеси, щоб генерувати мінливість. Але ця мінливість в основному метаболічна.

Мутації

У гаплоїдної клітині результат впливу будь-якої мутації буде спостерігатися в одному поколінні. Тому можна дуже швидко вибрати будь-яку мутацію для або проти.

Це значно сприяє ефективній адаптації цих організмів. Отже, що не вигідно для організму, може виявитися корисним для дослідника, оскільки набагато легше зробити генетику з гаплоїдними організмами..

Фактично, в гаплоїдах фенотип може бути безпосередньо пов'язаний з генотипом, легше генерувати чисті лінії і легше виявити ефект спонтанних і індукованих мутацій.

Еукаріоти і диплоїди

З іншого боку, в організмах, які є еукаріотичними і диплоїдними, гаплоїди являють собою ідеальну зброю для аналізу незаможних мутацій. Коли генерується гаплофіт гаметофіту, ці клітини будуть виражати тільки еквівалент єдиного геномного вмісту.

Тобто клітини будуть геміцитами для всіх генів. Якщо смерть клітини виникає внаслідок цієї умови, ця лінія не буде сприяти гамет за допомогою мітозу, тим самим надаючи роль фільтра для небажаних мутацій..

Подібні міркування можна застосувати і до чоловіків, які є гаплоїдними у деяких видів тварин. Вони також є гемізіготними для всіх генів, які вони несуть.

Якщо вони не виживають і не досягають репродуктивного віку, вони не матимуть можливості передавати цю генетичну інформацію майбутнім поколінням. Іншими словами, стає легше усунути менш функціональні геноми.

Список літератури

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)й Видання). W. Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Бессо, К., Іваса, Ю., День, Т. (2015) Еволюційна перевага гаплоїдів проти диплоїдних мікробів у бідних середовищах. Журнал теоретичної біології, 383: 116-329.
  3. Брукер, Р. Дж. (2017). Генетика: аналіз і принципи. McGraw-Hill Вища освіта, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  4. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Філадельфія, Пенсільванія, США.
  5. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Вступ до генетичного аналізу (11й ред.). Нью-Йорк: У. Г. Фрімен, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Універсальний генетичний інструмент: гаплоїдні клітини. Дослідження та терапія стовбурових клітин, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.