AUTOPOLIOPLOIDIE: POLIPLOIDIE, ALOPOLIPLOIDE ȘI AUTOPOLIOPLOIDE - BIOLOGIE - 2025

Autopoliploidía este un tip de poliploidiei (celule cu mai mult de doua seturi de cromozomi in nucleu), în care un organism sau specie are două sau mai multe seturi identice de cromozomi. Prin urmare, este rezultatul duplicării unui grup de cromozomi din aceeași specie.

Pe baza studiilor efectuate cu plante, s-a decis ca criteriile care ar trebui utilizate pentru clasificarea poliperoizilor să pornească de la modul lor de origine. Diversitatea mecanismelor care apar atât la plante, cât și la animale ne permite să structurăm două mari clase de poliploidie: autopolioploidie și alopoliproie.

Tigridia pavonia. De Rjcastillo, de la Wikimedia Commons

În cazul autopoliploidiei, sunt combinate mai mult de două grupuri de cromozomi identici, astfel încât celula are mai mult de două grupuri de cromozomi haploizi moșteniți de la părinți. Aceste două seturi de cromozomi ai părinților sunt duplicate la copii, putând provoca o nouă specie.

Există mai multe tipuri de cromozomi: haploid (unic), diploid (dublu), triploid (triplu) și tetraploid (cvadruplu). Triple și cvadruple sunt, apoi, exemple de poliploidie.

Ființele vii care au celule cu nucleu (eucariote) sunt diploide, ceea ce înseamnă că au două grupuri de cromozomi, fiecare grup provenind de la un părinte. Cu toate acestea, în unele ființe vii (în principal plante) este frecvent să se găsească poliploidie.

poliploidie

Poliploidia este starea celulelor care au mai mult de două seturi de cromozomi în nucleul lor, care formează perechi numite omologi.

Poliploidia poate apărea din cauza unei anomalii în diviziunea celulară. Acest lucru se poate întâmpla în timpul mitozei (diviziunea celulară a celulelor somatice) sau în timpul metafazei I a meiozei (diviziunea celulară a celulelor sexuale).

Această afecțiune poate fi stimulată și în culturile și plantele celulare, folosind inductori chimici. Cele mai cunoscute sunt colchicina, care ar putea produce o duplicare a cromozomilor, cum este oryzalin.

Mai mult, poliploidia este un mecanism de specializare simpatică, adică formarea unei specii fără stabilirea prealabilă a unei bariere geografice între două populații. Acest lucru se întâmplă deoarece organismele poliploide nu se pot întrepătrunde cu alți membri ai speciilor lor care sunt diploizi, de cele mai multe ori.

Un exemplu de poliploidie este planta Erythranthe peregrina: secvența cromozomială a acestei plante a confirmat că specia provine de la Erythranthe robertsii, un hibrid triploid steril de la încrucișarea dintre Erythranthe guttata și E. Erythranthe lutea. Aceste specii au fost aduse în Marea Britanie dintr-un alt habitat.

La naturalizarea în noul ecosistem, noi populații de Erythranthe peregrina au apărut în Scoția și Insulele Orkney datorită duplicării genomului populațiilor locale din Erythranthe robertsii.

Cum apare autopolioploidia?

Autopolioploidia poate apărea ca urmare a diferitelor procese trăite de o specie:

• Duplicare genomică simplă datorată defectelor din diviziunea celulelor germinale, după divizarea mitotică
• Producția și fertilizarea gameților nu este redusă prin eroare în diviziunea celulară, după meioză (la animale apare practic la ouă)
• Polispermia, care este atunci când un ovul este fertilizat de mai mult de un spermatozoid

În plus, există factori externi, precum modul de reproducere și temperatura mediului, care pot crește frecvența și cantitatea producției de autopolioploide.

Uneori, autopolioploizii apar prin duplicarea spontană a genomului somatic, ca în cazul germenilor de măr (Malus domesticus).

Aceasta este cea mai frecventă formă de poliploidie indusă artificial, unde metodele precum fuziunea protoplastului sau tratamentul cu colchicină, oryzalin sau inhibitori mitotici sunt aplicate pentru a perturba diviziunea mitotică normală.

Acest proces activează producerea de celule poliploide și poate fi foarte util în îmbunătățirea plantelor, mai ales atunci când doriți să aplicați introgresiune (mișcarea genelor de la o specie la alta prin hibridare urmată de încrucișare) în cazul stejarului și mesteacanului la plante. și, cazul lupilor și coiotelor la animale.

Ce este autotriploidie?

Autotriploidia este o afecțiune în care celulele conțin un număr triplu de cromozomi, din aceeași specie, prezentând trei genomi identici. La plante, autotriploidia este legată de împerecherea apomictică (reproducerea prin semințe).

În agricultură, autotriploidia poate duce la lipsa semințelor, ca în cazul bananelor și a pepenilor verzi. Triploidia se aplică și în cultura de somon și păstrăv pentru a induce sterilitatea.

Puii triploizi sunt sterili (fenomenul „bloc triploid”), dar pot contribui ocazional la formarea tetraploidelor. Această cale către tetraploidie este cunoscută sub numele de "puntea triploidă".

Allopolipolide și autopolioploide

Allopolyploids sunt specii care au mai mult de trei seturi de cromozomi în celulele lor și sunt mai frecvente decât autopolioploidele, dar autopoliploizilor li se acordă mai multă relevanță

Autopoliploizii sunt poliploizi cu mai multe grupuri de cromozomi derivați din același taxon (grup de clasificare științifică). Exemple de autopolioploide naturale sunt planta piggyback (Tolmiea menzisii) și sturionul alb (Acipenser transmontanum).

Autopoliploizii au cel puțin trei grupe de cromozomi omologi, acest lucru determină procente mari de împerechere în timpul meiozei și scăderea fertilității prin asociere.

În autopolioploizii naturali, împerecherea cromozomilor neregulați în timpul meiozei provoacă sterilitate, deoarece are loc formarea multivalentă.

O specie provine de la autopoliperoidie dacă ouăle și sperma organismelor din populație au un număr dublat accidental de cromozomi și atunci când se reproduc între ele generează descendență tetraploidă.

Dacă acești urmași se împerechează între ei, se generează o descendență tetraploidă fertilă, izolată genetic de restul populației. Astfel, autopolioploidia de o singură generație creează o barieră în calea fluxului de gene între speciile care se află la maturitate și speciile lor părinte.

Referințe

1. Campbell, NA și Reece, JB (2007). Biologie. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
2. Gregory, T. (2005). Evoluția genomului. San Diego: Elservier Academic Press.
3. Hassan Dar, T. și Rehman, R. (2017). Poliploidie: tendințe recențiale și perspective viitoare. New Delhi: Springer.
4. Jenkins, J. (1986). Genetica. Barcelona: Editorial Reverté.
5. Niklas, K. (1997). Biologia evolutivă a plantelor. Chicago: Universitatea din Chicago Press.