HVA ER HAPLOIDE CELLER? - BIOLOGI - 2025

En haploid celle er en celle som har et genom som består av et enkelt basisk sett med kromosomer. Haploidceller har derfor et genomisk innhold som vi kaller basisladningen 'n'. Dette grunnleggende settet med kromosomer er typisk for hver art.

Den haploide tilstanden er ikke relatert til antall kromosomer, men til antall settet med kromosomer som representerer arvestoffets genom. Det vil si dens grunnleggende belastning eller antall.

Med andre ord, hvis antall kromosomer som utgjør genomet til en art, er tolv, er dette dens grunntall. Hvis cellene i den hypotetiske organismen har tolv kromosomer (det vil si med et basenummer på en), er den cellen haploid.

Hvis den har to komplette sett (det vil si 2 X 12), er det diploid. Hvis du har tre, er det en triploid celle som bør inneholde omtrent 36 kromosomer totalt avledet fra 3 komplette sett av disse.

I de fleste, om ikke alle, prokaryote celler, er genomet representert av et enkelt DNA-molekyl. Selv om replikering med forsinket deling kan føre til delvis diploidi, er prokaryoter encellede og haploide.

Generelt er de også unimolekylært genom. Det vil si med et genom representert av et enkelt DNA-molekyl. Noen eukaryote organismer er også enkeltmolekylgenom, selv om de også kan være diploide.

De fleste har imidlertid et genom delt inn i forskjellige DNA-molekyler (kromosomer). Det komplette settet med kromosomene inneholder hele ditt spesielle genom.

Haploidy i eukaryoter

I eukaryote organismer kan vi finne mer mangfoldige og komplekse situasjoner med tanke på deres floidy. Avhengig av livssyklusen til organismen kommer vi over tilfeller, for eksempel der flercellede eukaryoter kan være diploide på et tidspunkt i livet og haploide på et annet.

Innenfor samme art kan det også være at noen individer er diploide mens andre er haploide. Til slutt er det vanligste tilfellet at den samme organismen produserer både diploide celler og haploide celler.

Haploide celler oppstår ved mitose eller ved meiose, men kan bare gjennomgå mitose. Det vil si at en haploid 'n' celle kan dele seg for å gi opphav til to haploide 'n' celler (mitose).

På den annen side kan diploide '2n' celler også gi opphav til fire haploide 'n' celler (meiose). Men det vil aldri være mulig for en haploid celle å dele seg ved meiose, ved biologisk definisjon innebærer en meiose deling med reduksjon av det grunnleggende antall kromosomer.

Det er klart at en celle med et basenummer på en (dvs. haploid) ikke kan gjennomgå reduktive inndelinger, da det ikke er noe som heter celler med delvise genomfraksjoner.

Saken til mange planter

De fleste planter har en livssyklus preget av det som kalles veksling av generasjoner. Disse generasjonene som veksler i en plantes liv er sporofyttgenerasjonen ('2n') og gametofyttgenerasjonen ('n').

Når fusjon av 'n' gameter oppstår for å gi opphav til en diploid '2n' zygote, produseres den første sporofyttcellen. Dette deles suksessivt med mitose til planten når reproduksjonsstadiet.

Her vil den meiotiske inndelingen av en bestemt gruppe '2n' celler gi opphav til et sett med haploide 'n' celler som vil danne den såkalte gametofytten, hann eller kvinne.

De haploide cellene til gametofytter er ikke gameter. Tvert imot, senere vil de dele seg for å gi opphav til respektive mannlige eller kvinnelige gameter, men ved mitose.

Saken for mange dyr

Hos dyr er regelen at meiose er gametisk. Det vil si at gameter er produsert av meiose. Organismen, vanligvis diploid, vil generere et sett av spesialiserte celler som i stedet for å dele med mitose vil gjøre det ved meiose, og på en terminal måte.

Det vil si at de resulterende gametene utgjør den endelige destinasjonen for den cellelinjen. Det er unntak, selvfølgelig.

Hos mange insekter er for eksempel hanner av arten haploide fordi de er utviklingsproduktet ved mitotisk vekst av ubefruktede egg. Når de når voksen alder, vil de også produsere kjønnsceller, men ved mitose.

Er det en fordel å være haploid?

Haploidceller som fungerer som gameter er det materielle grunnlaget for generering av variabilitet ved segregering og rekombinasjon.

Men hvis det ikke var fordi fusjon av to haploide celler muliggjør eksistensen av de som ikke (diploider), ville vi tro at gameter bare er et instrument og ikke et mål i seg selv.

Imidlertid er det mange organismer som er haploide og ikke er uvitende om evolusjonær eller økologisk suksess.

Bakterier og archaea

Bakterier og archaea har for eksempel vært her i lang tid, lenge før diploide organismer, inkludert flercellede.

De stoler absolutt mye mer på mutasjon enn andre prosesser for å generere variabilitet. Men den variabiliteten er i utgangspunktet metabolske.

mutasjoner

I en haploid celle vil resultatet av virkningen av enhver mutasjon bli observert i en enkelt generasjon. Derfor kan enhver mutasjon for eller imot velges veldig raskt.

Dette bidrar sterkt til effektiv tilpasningsevne for disse organismer. Dermed kan det som ikke er gunstig for organismen, vise seg å være gunstig for forskeren, siden det er mye lettere å gjøre genetikk med haploide organismer.

I haploider kan faktisk fenotypen være direkte relatert til genotypen, det er lettere å generere rene linjer og det er lettere å identifisere effekten av spontane og induserte mutasjoner.

Eukaryoter og diploider

På den annen side, i organismer som er eukaryote og diploide, utgjør haploidi et perfekt våpen å teste for mindre nyttige mutasjoner. Ved å generere en gametofytt som er haploid, vil disse cellene bare uttrykke ekvivalenten til et enkelt genomisk innhold.

Det vil si at cellene vil være hemizygote for alle gener. Hvis celledød stammer fra denne tilstanden, vil den avstamningen ikke bidra med gameter på grunn av mitose, og dermed fungere som et filter for uønskede mutasjoner.

Tilsvarende resonnement kan brukes på menn at de er haploide i noen dyrearter. De er også hemizygote for alle genene de har.

Hvis de ikke overlever og ikke når reproduktiv alder, vil de ikke ha muligheten til å overføre den genetiske informasjonen til kommende generasjoner. Med andre ord blir det lettere å eliminere mindre funksjonelle genomer.

referanser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology av cellen (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Den evolusjonære fordelen med haploide kontra diploide mikrober i næringsfattige miljøer. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Genetikk: analyse og prinsipper. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
4. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Et allsidig genetisk verktøy: haploide celler. Stamcelleforskning og terapi, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.