Mis on haploidsed rakud?



Üks haploidne rakk on see rakk, millel on genoom, mis koosneb ühest kromosoomide põhikomplektist. Haploidsetel rakkudel on seega genoomne sisu, mida me nimetame n-põhiliseks laenguks. See kromosoomide põhikomplekt on iga liigi jaoks tüüpiline.

Haploidne seisund ei ole seotud kromosoomide arvuga, vaid selle kromosoomide kogumi arvuga, mis esindab liigi genoomi. See tähendab selle koormust või põhinumbrit.

Teiste sõnadega, kui kromosoomide arv, mis moodustab liigi genoomi, on kaksteist, on see selle põhi number. Kui selle hüpoteetilise organismi rakkudel on kaksteist kromosoomi (see tähendab ühe põhiarvuga), siis see rakk on haploidne.

Kui sellel on kaks komplekti (2 x 12), on see diploid. Kui teil on kolm, on see triploidne rakk, mis peaks sisaldama ligikaudu 36 kromosoomi, mis on saadud nende kolme komplekti hulgast.

Enamikus, kui mitte kõigis, prokarüootsetes rakkudes on genoomi esindatud ühe DNA molekuliga. Kuigi viivitusega jagunemine võib viia osalise diploidsuse tekkeni, on prokarüootid ühekordsed ja haploidsed..

Üldiselt on nad ka unimolekulaarse genoomi. See tähendab, et genoomi esindab üks DNA molekul. Mõned eukarüootsed organismid on samuti ühe molekuli genoomid, kuigi nad võivad olla ka diploidsed.

Enamikul neist on aga genoom, mis on jaotatud erinevateks DNA molekulideks (kromosoomid). Selle kromosoomide täielik komplekt sisaldab selle konkreetse genoomi terviklikkust.

Indeks

  • 1 Haploidia eukarüootides
  • 2 Paljude taimede puhul
  • 3 Paljude loomade puhul
  • 4 Kas haploid on kasulik?
  • 5 Viited

Haploidia eukarüootides

Eukarüootsetes organismides leiame ploidsuse poolest mitmekesisemaid ja keerulisemaid olukordi. Sõltuvalt organismi elutsüklist satub me näiteks juhtudesse, kus paljurakulised eukarüootid võivad olla üheaegselt oma diploidsetes eludes ja teises haploidis..

Sama liigi sees võib olla ka see, et mõned isikud on diploidid, teised aga haploidsed. Lõpuks on kõige tavalisem juhtum, et sama organism toodab nii diploidseid rakke kui ka haploidseid rakke.

Haploidsed rakud tekivad mitoosi või meioosi tõttu, kuid nad võivad kogeda ainult mitoosi. See tähendab, et 'n' haploidne rakk võib jagada, et tekitada kaks 'n' haploidset rakku (mitoos)..

Teisest küljest võivad ka "2n" diploidsed rakud tekitada neli "n" haploidset rakku (meioosi). Kuid haploidne rakk ei ole kunagi võimalik mioosist lahutada, sest bioloogilise määratluse kohaselt tähendab meioos jagunemist kromosoomide põhiarvu vähendamisega.

Ilmselgelt ei saa ühe rakulise arvuga rakk (st haploid) kogeda redutseerivaid divisjone, kuna ei ole sellist asja nagu rakud osalise genoomi fraktsioonidega.

Paljude taimede puhul

Enamikul taimedel on elutsükkel, mida iseloomustab vahelduv põlvkond. Need põlvkonnad, mis vahelduvad taime elus, on sporofüüdi ('2n') genereerimine ja gametofüüdi ('n') genereerimine..

Kui gametide "n" liitumine põhjustab "2n" diploidse zygoti teket, siis tekib esimene sporofüüdi rakk. Seda jagatakse järjestikku mitoosiga, kuni taim jõuab paljunemisjärguseni.

Siin tekitab '2n' rakkude teatud rühma meiootiline jagunemine hulga n-haploidseid rakke, mis moodustavad nn gametofüüdi, meessoost või naissoost.

Gametofüütide haploidsed rakud ei ole sugurakud. Vastupidi, hiljem jagunevad nad vastavate isas- või emasloomade päritolu saamiseks, kuid mitoosiga.

Paljude loomade puhul

Loomadel on reegel, et meioos on gametica. See tähendab, et sugurakud toodetakse meioosi poolt. Organism, tavaliselt diploidne, genereerib spetsiaalsete rakkude kogumi, mis selle asemel, et mitoosi eraldada, teevad seda meioos ja lõpuks.

See tähendab, et saadud sugurakud on selle rakuliini lõplik sihtkoht. Loomulikult on erandeid.

Paljudes putukates on liigi isased haploidsed, sest need on mitotootlike munade mitootilise kasvu tulemusena saadud produkt. Kui nad jõuavad täiskasvanuikka, siis toodavad nad ka sugurakke, kuid mitoosi.

Kas haploid on kasulik?

Sugurakud, mis funktsioneerivad sugurakkudena, on segregatsiooni ja rekombinatsiooniga varieerumise tekitamise aluseks.

Kui aga mitte sellepärast, et kahe haploidse raku liitmine võimaldab nende olemasolu (diploidid), siis usume, et sugurakud on ainult vahend ja mitte eesmärk omaette..

Siiski on palju organisme, mis on haploidsed ega ignoreeri evolutsioonilist või ökoloogilist edu.

Bakterid ja arhiiv

Näiteks on bakterid ja arheed olnud siin juba pikka aega, enne diploidseid organisme, sealhulgas multitsellulaarseid organisme..

Kindlasti toetuvad nad varieeruvuse tekitamiseks palju rohkem mutatsioonile kui teistele protsessidele. Kuid see varieeruvus on põhiliselt metaboolne.

Mutatsioonid

Haploidse raku puhul täheldatakse ükskõik millise mutatsiooni mõju ühel põlvkonnal. Seetõttu saate valida mis tahes mutatsiooni väga kiiresti või vastu.

See aitab oluliselt kaasa nende organismide tõhusale kohanemisvõimele. Seega, mis ei ole organismile kasulik, võib see osutuda teadlasele kasulikuks, sest haploidsete organismidega on geneetikat palju lihtsam teha.

Tegelikult võib haploidides fenotüüp olla otseselt seotud genotüübiga, lihtsam on luua puhtaid jooni ja on lihtsam tuvastada spontaansete ja indutseeritud mutatsioonide mõju.

Eukarüootid ja diploidid

Teisest küljest kujutab eukarüootne ja diploidne organism organismis sobimatut relva abiks olevate mutatsioonide testimiseks. Kui genereeritakse haploidne gametofüüt, ekspresseerivad need rakud ainult ühe genoomse sisu ekvivalenti.

See tähendab, et rakud on kõigi geenide jaoks hemicigotid. Kui rakkude surm tuleneb sellest seisundist, siis see sugupuu ei põhjusta mitoosiga sugurakkude teket, avaldades seeläbi soovimatute mutatsioonide filtri rolli..

Sarnaseid põhjendusi võib rakendada ka meestel, kes on haploidid mõnes loomaliigis. Nad on ka hemizygoossed kõikide kaasnevate geenide suhtes.

Kui nad ei ela ja ei jõua paljunemisega, ei ole neil võimalik seda geneetilist teavet edasi anda tulevastele põlvkondadele. Teisisõnu muutub vähem funktsionaalsete genoomide kõrvaldamine lihtsamaks.

Viited

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) raku molekulaarbioloogia (6).th Väljaanne). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) haploidide ja diploidsete mikroobide evolutsiooniline eelis toitainete vaeses keskkonnas. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
  3. Brooker, R. J. (2017). Geneetika: analüüs ja põhimõtted. McGraw-Hilli kõrgharidus, New York, NY, USA.
  4. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
  5. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Geneetilise analüüsi tutvustus (11. \ Tth ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Mitmekülgne geneetiline tööriist: haploidsed rakud. Tüvirakkude uurimine ja ravi, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.