HVAD ER HAPLOIDE CELLER? - BIOLOGI - 2025

En haploid celle er en celle, der har et genom, der består af et enkelt grundlæggende sæt kromosomer. Haploidceller har derfor et genomisk indhold, som vi kalder basisladningen 'n'. Dette grundlæggende sæt kromosomer er typisk for hver art.

Den haploide tilstand er ikke relateret til antallet af kromosomer, men antallet af sættet med kromosomer, der repræsenterer arvets genom. Det vil sige dets grundlæggende belastning eller antal.

Med andre ord, hvis antallet af kromosomer, der udgør genomets art, er tolv, er dette dens grundlæggende antal. Hvis cellerne i den hypotetiske organisme har tolv kromosomer (det vil sige med et basisnummer på en), er denne celle haploid.

Hvis det har to komplette sæt (det vil sige 2 X 12), er det diploid. Hvis du har tre, er det en triploid celle, der i alt skal indeholde ca. 36 kromosomer afledt af 3 komplette sæt af disse.

I de fleste, hvis ikke alle, prokaryote celler, er genomet repræsenteret af et enkelt DNA-molekyle. Selvom replikation med forsinket opdeling kan føre til delvis diploidi, er prokaryoter unicellulære og haploide.

Generelt er de også unimolekylært genom. Det vil sige med et genom repræsenteret af et enkelt DNA-molekyle. Nogle eukaryote organismer er også enkeltmolekylegenomer, skønt de også kan være diploide.

De fleste har imidlertid et genom opdelt i forskellige DNA-molekyler (kromosomer). Det komplette sæt af dine kromosomer indeholder hele dit specifikke genom.

Haploidy i eukaryoter

I eukaryote organismer kan vi finde mere forskelligartede og komplekse situationer med hensyn til deres plum. Afhængigt af organismenes livscyklus støder vi på tilfælde, hvor for eksempel multicellulære eukaryoter kan være diploide på et tidspunkt i deres liv og haploide på et andet.

Inden for den samme art kan det også være, at nogle individer er diploide, mens andre er haploide. Endelig er det mest almindelige tilfælde, at den samme organisme producerer både diploide celler og haploide celler.

Haploidceller opstår ved mitose eller ved meiose, men kan kun gennemgå mitose. Det vil sige, at en haploid 'n' celle kan opdeles for at give anledning til to haploide 'n' celler (mitose).

På den anden side kan diploide '2n' celler også give anledning til fire haploide 'n' celler (meiose). Men det vil aldrig være muligt for en haploid celle at dele sig ved meiose, da en biologisk definition implicerer en meiose opdeling med reduktion af det basale antal kromosomer.

Det er klart, at en celle med et basenummer på en (dvs. haploid) ikke kan gennemgå reduktive opdelinger, da der ikke er noget sådant som celler med delvise genomfraktioner.

For mange planter

De fleste planter har en livscyklus karakteriseret ved, hvad der kaldes veksling af generationer. Disse generationer, der skifter i en plantes liv, er sporofytgenerationen ('2n') og gametophytgenerationen ('n').

Når fusion af 'n' gameter opstår for at give anledning til en diploid '2n' zygote, produceres den første sporophytecelle. Dette deles successivt med mitose, indtil planten når reproduktionsstadiet.

Her vil den meiotiske opdeling af en bestemt gruppe af '2n' celler give anledning til et sæt haploide 'n' celler, der vil danne den såkaldte gametophyt, han eller hun.

De haploide celler fra gametophytes er ikke gameter. Tværtimod, senere vil de dele sig for at give anledning til de respektive mandlige eller kvindelige gameter, men ved mitose.

Sagen for mange dyr

Hos dyr er reglen, at meiose er gametisk. Det vil sige, at gameter er produceret af meiose. Organismen, generelt diploid, vil generere et sæt specialiserede celler, som i stedet for at dele med mitose vil gøre det ved meiose og på en terminal måde.

Det vil sige, at de resulterende gameter udgør den ultimative destination for denne cellelinie. Der er selvfølgelig undtagelser.

I mange insekter er for eksempel mænd af arten haploide, fordi de er et produkt af udvikling ved mitotisk vækst af ubefrugtede æg. Når de er voksen, vil de også producere gameter, men ved mitose.

Er det fordelagtigt at være haploid?

Haploidceller, der fungerer som gameter, er det materielle fundament for frembringelse af variabilitet ved segregering og rekombination.

Men hvis det ikke var fordi fusionen af ​​to haploide celler muliggør eksistensen af ​​dem, der ikke (diploider), ville vi tro, at gameter kun er et instrument og ikke et mål i sig selv.

Imidlertid er der mange organismer, der er haploide og ikke er uvidende om evolutionær eller økologisk succes.

Bakterier og archaea

Bakterier og archaea har for eksempel været her i lang tid, længe før diploide organismer, inklusive flercellede.

De stoler bestemt meget mere på mutation end andre processer for at generere variation. Men denne variation er dybest set metabolisk.

Mutationer

I en haploid celle vil resultatet af virkningen af ​​enhver mutation blive observeret i en enkelt generation. Derfor kan enhver mutation for eller imod vælges meget hurtigt.

Dette bidrager i høj grad til effektiv organisation af disse organismer. Det, der ikke er gavnligt for organismen, kan således vise sig at være fordelagtigt for forskeren, da det er meget lettere at gøre genetik med haploide organismer.

I haploider kan fænotypen faktisk være direkte relateret til genotypen, det er lettere at generere rene linjer, og det er lettere at identificere effekten af ​​spontane og inducerede mutationer.

Eukaryoter og diploider

På den anden side udgør haploidi i organismer, der er eukaryote og diploide, et perfekt våben til at teste for mindre nyttige mutationer. Ved at generere en gametophyt, der er haploid, vil disse celler kun udtrykke ækvivalenten til et enkelt genomisk indhold.

Det vil sige, cellerne vil være hæmizygote for alle gener. Hvis celledød stammer fra denne tilstand, vil denne afstamning ikke bidrage med gameter på grund af mitose, og fungerer således som et filter for uønskede mutationer.

En lignende ræsonnement kan anvendes til mænd, at de er haploide i nogle dyrearter. De er også hemizygote for alle gener, de bærer.

Hvis de ikke overlever og ikke når reproduktiv alder, vil de ikke have mulighed for at videregive den genetiske information til kommende generationer. Med andre ord bliver det lettere at eliminere mindre funktionelle genomer.

Referencer

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Den evolutionære fordel ved haploide kontra diploide mikrober i miljøfattige miljøer. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Genetik: analyse og principper. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
4. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduktion til Genetisk analyse (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Et alsidigt genetisk værktøj: haploide celler. Stamcelleforskning & -terapi, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.