CE SUNT CELULELE HAPLOIDE? - BIOLOGIE - 2025

O celulă haploidă este o celulă care are un genom format dintr-un singur set de bază de cromozomi. Prin urmare, celulele haloide au un conținut genomic pe care îl numim încărcarea de bază 'n'. Acest set de bază de cromozomi este tipic pentru fiecare specie.

Starea haploidă nu este legată de numărul de cromozomi, ci de numărul setului de cromozomi care reprezintă genomul speciei. Adică sarcina sau numărul de bază al acesteia.

Cu alte cuvinte, dacă numărul de cromozomi care alcătuiesc genomul unei specii este de doisprezece, acesta este numărul său de bază. Dacă celulele acelui organism ipotetic au doisprezece cromozomi (adică cu un număr de bază al unuia), acea celulă este haploidă.

Dacă are două seturi complete (adică 2 X 12), este diploid. Dacă aveți trei, este o celulă triploidă care ar trebui să conțină aproximativ 36 de cromozomi în total, obținute din 3 seturi complete ale acestora.

În majoritatea celulelor procariote, dacă nu toate, genomul este reprezentat de o singură moleculă de ADN. Deși replicarea cu divizare întârziată poate duce la diploidie parțială, procariotele sunt unicelulare și haploide.

În general, sunt, de asemenea, genomul unimolecular. Adică cu un genom reprezentat de o singură moleculă de ADN. Unele organisme eucariote sunt, de asemenea, genomi cu o singură moleculă, deși pot fi, de asemenea, diploizi.

Cu toate acestea, majoritatea au un genom împărțit în diferite molecule de ADN (cromozomi). Setul complet al cromozomilor dvs. conține întregul genom.

Haploidy în eucariote

În organismele eucariote putem găsi situații mai diverse și complexe din punct de vedere al ploidiei lor. În funcție de ciclul de viață al organismului, întâlnim cazuri, de exemplu, în care eucariote multicelulare pot fi diploide la un moment dat în viața lor și haploide în altul.

În cadrul aceleiași specii, poate fi și faptul că unii indivizi sunt diploizi, în timp ce alții sunt haploizi. În cele din urmă, cel mai frecvent caz este acela că același organism produce atât celule diploide, cât și celule haploide.

Celulele haloide apar prin mitoză sau prin meioză, dar pot suferi doar mitoză. Adică, o celulă 'n' haploidă se poate împărți pentru a da naștere la două celule 'n' haploide (mitoză).

Pe de altă parte, celulele '2n' diploide pot da naștere și la patru celule 'n' haploide (meioză). Dar niciodată nu va fi posibil ca o celulă haploidă să se împartă prin meioză, deoarece, prin definiție biologică, o meioză implică divizarea cu reducerea numărului de bază de cromozomi.

Evident, o celulă cu un număr de bază al unuia (adică, haploid) nu poate suferi divizii reductive, deoarece nu există celule cu fracții parțiale ale genomului.

Cazul multor plante

Majoritatea plantelor au un ciclu de viață caracterizat prin ceea ce se numește alternanța generațiilor. Aceste generații care alternează în viața unei plante sunt generația de sporofiti („2n”) și generația gametofitelor („n”).

Când fuziunea gametelor „n” apare pentru a da naștere unui zigot diploid „2n”, se produce prima celulă sporofită. Aceasta va fi împărțită succesiv prin mitoză până când planta ajunge în stadiul de reproducere.

Aici, diviziunea meiotică a unui anumit grup de celule „2n” va da naștere unui set de celule „n” haploide care vor forma așa-numitul gametofit, bărbat sau femeie.

Celulele haploide ale gametofitelor nu sunt gameți. Dimpotrivă, mai târziu, ei se vor împărți pentru a da naștere gametelor masculine sau feminine respective, dar prin mitoză.

Cazul multor animale

La animale regula este că meioza este gametică. Adică, gametii sunt produși prin meioză. Organismul, în general diploid, va genera un set de celule specializate care, în loc să se divizeze prin mitoză, vor face acest lucru prin meioză și într-un mod terminal.

Adică, gametii rezultați constituie destinația finală a acelei linii celulare. Există excepții, desigur.

La multe insecte, de exemplu, masculii speciilor sunt haploizi, deoarece sunt produsul dezvoltării prin creșterea mitotică a ouălor nefertilizate. La atingerea vârstei adulte, vor produce, de asemenea, gameți, dar prin mitoză.

Este avantajos să fii haploid?

Celulele haloide care funcționează ca gameți sunt fundamentul material pentru generarea variabilității prin segregare și recombinare.

Dar dacă nu ar fi pentru că fuziunea a două celule haploide face posibilă existența celor care nu (diploide), am crede că gameții sunt doar un instrument și nu un scop în sine.

Cu toate acestea, există multe organisme care sunt haploide și care nu conștientizează succesul evolutiv sau ecologic.

Bacterii și arhaea

Bacteriile și arhaea, de exemplu, sunt aici de mult timp, cu mult înainte de organismele diploide, inclusiv cele multicelulare.

Cu siguranță se bazează mult mai mult pe mutație decât alte procese pentru a genera variabilitate. Dar această variabilitate este practic metabolică.

mutaţiile

Într-o celulă haploidă rezultatul impactului oricărei mutații va fi observat într-o singură generație. Prin urmare, orice mutație pentru sau contra poate fi selectată foarte repede.

Aceasta contribuie foarte mult la adaptabilitatea eficientă a acestor organisme. Astfel, ceea ce nu este benefic pentru organism, se poate dovedi a fi benefic pentru cercetător, deoarece este mult mai ușor să faci genetica cu organisme haploide.

De fapt, în haploide, fenotipul poate fi direct legat de genotip, este mai ușor de generat linii pure și este mai ușor de identificat efectul mutațiilor spontane și induse.

Eucariote și diploide

Pe de altă parte, în organismele eucariote și diploide, haploidia constituie o armă perfectă pentru a testa mutații mai puțin utile. Prin generarea unui gametofit care este haploid, aceste celule vor exprima doar echivalentul unui conținut genomic unic.

Adică, celulele vor fi hemizigone pentru toate genele. Dacă moartea celulară derivă din această afecțiune, această linie nu va contribui la gameți din cauza mitozei, acționând astfel ca un filtru pentru mutații nedorite.

Raționamente similare pot fi aplicate bărbaților că sunt haploizi în unele specii de animale. De asemenea, sunt hemizigone pentru toate genele pe care le poartă.

Dacă nu supraviețuiesc și nu ating vârsta reproductivă, nu vor avea posibilitatea să transmită informațiile genetice generațiilor viitoare. Cu alte cuvinte, devine mai ușor să elimini genomii mai puțin funcționali.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell ( ediția ^a 6- ^a ). WW Norton & Company, New York, NY, SUA.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Avantajul evolutiv al microbilor haploizi versus diploizi în medii sărace în nutrienți. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Genetică: analiză și principii. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, SUA.
4. Goodenough, UW (1984) Genetică. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SUA.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). O introducere în analiza genetică ( ediția ^a 11- ^a ). New York: WH Freeman, New York, NY, SUA.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Un instrument genetic versatil: celule haploide. Cercetare și terapie cu celule stem, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.