Что такое гаплоидные клетки?



гаплоидная клетка это та клетка, у которой геном состоит из одного базового набора хромосом. Следовательно, гаплоидные клетки имеют геномное содержание, которое мы называем базовым зарядом «n». Этот базовый набор хромосом типичен для каждого вида.

Гаплоидное состояние не связано с количеством хромосом, но с количеством хромосом, которые представляют геном вида. То есть его загрузка или основной номер.

Другими словами, если число хромосом, составляющих геном вида, равно двенадцати, это его основное число. Если клетки этого гипотетического организма обладают двенадцатью хромосомами (то есть с основным числом один), эта клетка является гаплоидной.

Если он имеет два полных набора (то есть 2 X 12), он является диплоидным. Если у вас их три, это триплоидная клетка, которая должна содержать около 36 полных хромосом, полученных из 3 полных наборов этих.

В большинстве, если не во всех прокариотических клетках, геном представлен одной молекулой ДНК. Хотя репликация с отсроченным делением может привести к частичной диплоидии, прокариоты одноклеточные и гаплоидные.

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

Большинство, однако, имеют геном, разделенный на разные молекулы ДНК (хромосомы). Полный набор его хромосом содержит всю совокупность его конкретного генома.

индекс

  • 1 гаплоидия у эукариот
  • 2 Случай многих растений
  • 3 Случай многих животных
  • 4 Выгодно ли быть гаплоидом??
  • 5 ссылок

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, с случаями, когда многоклеточные эукариоты могут быть в один момент своей диплоидной жизни, а в другой - гаплоидными..

Внутри одного и того же вида может быть так, что некоторые особи диплоидны, а другие гаплоидны. Наконец, наиболее распространенным случаем является то, что один и тот же организм продуцирует как диплоидные, так и гаплоидные клетки..

Гаплоидные клетки возникают в результате митоза или мейоза, но они могут испытывать только митоз. Таким образом, n-гаплоидная клетка может быть разделена для получения двух n-гаплоидных клеток (митоз)..

С другой стороны, также «2n» диплоидных клеток могут давать четыре «n» гаплоидных клетки (мейоз). Но гаплоидной клетке никогда не удастся разделить по мейозу, поскольку по биологическому определению мейоз подразумевает деление с уменьшением основного числа хромосом..

Очевидно, что клетка с основным числом, равным единице (т. Е. Гаплоид), не может испытывать редуктивных делений, поскольку не существует такой вещи, как клетки с частичными фракциями генома..

Случай многих растений

У большинства растений жизненный цикл характеризуется чередованием поколений. Этими поколениями, чередующимися в жизни растения, являются поколение спорофитов ('2n') и поколение гаметофитов ('n').

Когда происходит слияние гамет 'n' с образованием диплоидной зиготы '2n', образуется первая клетка спорофита. Это будет делиться последовательно по митозу, пока растение не достигнет репродуктивной стадии.

Здесь, мейотическое деление определенной группы '2n' клеток приведет к набору 'n' гаплоидных клеток, которые сформируют так называемый гаметофит, мужской или женский.

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

Случай многих животных

У животных правило состоит в том, что мейоз - это gamética. То есть гаметы вырабатываются мейозом. Организм, обычно диплоидный, будет генерировать набор специализированных клеток, которые вместо деления себя митозом будут делать это путем мейоза и в конечном итоге.

Таким образом, полученные гаметы являются конечным пунктом назначения этой клеточной линии. Есть исключения, конечно.

Например, у многих насекомых самцы этого вида являются гаплоидными, потому что они являются продуктом развития при митотическом росте неоплодотворенных яиц. Когда они достигают зрелого возраста, они также производят гаметы, но путем митоза.

Выгодно ли быть гаплоидным?

Гаплоидные клетки, которые функционируют как гамет, являются материальной основой 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 (диплоиды), мы бы полагали, что гаметы являются лишь инструментом, а не самоцелью..

Тем не менее, есть много организмов, которые являются гаплоидными и не игнорируют эволюционный или экологический успех.

Бактерии и археи

Например, бактерии и археи были здесь долгое время, задолго до появления диплоидных организмов, в том числе многоклеточных..

Конечно, они в большей степени полагаются на мутации, чем на другие процессы, чтобы генерировать изменчивость. Но эта изменчивость в основном метаболическая.

мутации

В гаплоидной клетке результат воздействия любой мутации будет наблюдаться в одном поколении. Поэтому вы можете очень быстро выбрать любую мутацию за или против.

Это вносит огромный вклад в эффективную адаптацию этих организмов. Таким образом, то, что не полезно для организма, может оказаться полезным для исследователя, так как с гаплоидными организмами гораздо проще составить генетику.

На самом деле, в гаплоидах фенотип может быть непосредственно связан с генотипом, легче генерировать чистые линии и легче идентифицировать эффект спонтанных и индуцированных мутаций..

Эукариоты и диплоиды

С другой стороны, в организмах, которые являются эукариотическими и диплоидными, гаплоидия представляет собой идеальное оружие для анализа бесполезных мутаций. Когда образуется гаплоид гаметофита, эти клетки будут экспрессировать только эквивалент одного геномного содержимого.

То есть клетки будут полусиготами для всех генов. Если в результате этого состояния происходит гибель клетки, то эта линия не будет способствовать развитию гамет митозом, таким образом, выполняя роль фильтра для нежелательных мутаций..

Аналогичные рассуждения могут быть применены к самцам, которые являются гаплоидными у некоторых видов животных. Они также hemizygous для всех генов, 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 проще устранить 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)го Edition). W. W. Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Бесшо, К., Иваса, Ю., Дей, Т. (2015) Эволюционное преимущество гаплоидных и диплоидных микробов в средах с низким содержанием питательных веществ. Журнал теоретической биологии, 383: 116-329.
  3. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  4. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Филадельфия, Пенсильвания, США.
  5. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11го ред.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Универсальный генетический инструмент: гаплоидные клетки. Исследование стволовых клеток и терапия, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.