Plik monoploidia odnosi się do liczby chromosomów, które stanowią podstawowy zestaw chromosomów (x) w organizmie; Oznacza to, że pary homologiczne nie występują w zestawie chromosomów. Monoloidia jest charakterystyczna dla organizmów haploidalnych (n), w których istnieje tylko jeden chromosom dla każdego typu.
Organizm monoploidalny przenosi jeden zestaw chromosomów przez większość swojego cyklu życiowego. W naturze całe organizmy z tym typem euploidii są rzadkie. Natomiast poliploidia jest bardziej rozpowszechnionym typem euploidii w organizmach wyższych, takich jak rośliny..
Poliploidia to posiadanie kilku zestawów homologicznych chromosomów w genomie. W zależności od liczby kompletnych zestawów obecnych w jądrze komórkowym mogą wtedy istnieć organizmy triploidalne (3n), tetrapolidy (4n) i tak dalej..
Z drugiej strony, w zależności od pochodzenia chromosomów, osobnik poliploidalny może być autopoliploidalny (autoploidalny), gdy wyposażenie chromosomalne pochodzi z jednego gatunku lub allopoliploidu (alloploidu), gdy pochodzi z kilku ewolucyjnie bliskich gatunków.
Indeks artykułów
Nie należy mylić monoploidii z istnieniem komórek haploidalnych. Liczba haploidalna (n), która jest często używana do opisania ładunku chromosomów, ściśle odnosi się do liczby chromosomów w gametach, które są żeńskimi lub męskimi komórkami rozrodczymi.
U większości zwierząt i wielu znanych roślin liczba monoploidalna pokrywa się z liczbą haploidalną, dlatego „n” lub „x” (lub na przykład 2n i 2x) mogą być używane zamiennie. Jednak u gatunków takich jak pszenica, która jest gatunkiem heksaploidalnym, te terminy chromosomowe nie są zbieżne..
W pszenicy (Triticum aestivum), liczba monoploidalna (x) nie pokrywa się z liczbą haploidalną (n). Pszenica ma 42 chromosomy i jest również gatunkiem heksaploidalnym (allopoliploidem), ponieważ jej zestawy chromosomów nie pochodzą od jednego gatunku rodzicielskiego); gatunek ten ma sześć serii po siedem całkiem podobnych, ale nie takich samych chromosomów.
Zatem 6X = 42, co oznacza, że liczba monoploidalna wynosi x = 7. Z drugiej strony, gamety pszenicy zawierają 21 chromosomów, więc 2n = 42 i n = 21 w swoim wyposażeniu chromosomowym.
W komórkach rozrodczych organizmu monoploidalnego mejoza normalnie nie występuje, ponieważ chromosomy nie mają swoich odpowiedników, z którymi mogłyby się kojarzyć. Z tego powodu monoploidy są zwykle sterylne..
Mutacje spowodowane błędami w rozdzielaniu homologicznych chromosomów podczas mejozy są główną przyczyną istnienia monoploidów.
Osobniki monoploidalne mogą występować naturalnie w populacjach jako rzadkie błędy lub aberracje. Jako osobniki monoploidalne można rozważać fazy gametofityczne roślin niższych i samców organizmów z determinacją płciową przez haploidię..
Ten ostatni występuje u wielu rzędów owadów, w tym błonkoskrzydłych z kastami (mrówki, osy i pszczoły), homoptera, wciornastków, coleoptera oraz niektórych grup pajęczaków i wrotków..
W większości tych organizmów samce są zwykle monoploidalne, ponieważ pochodzą z niezapłodnionych jaj. Powszechnie monoploidalne organizmy nie mogą wytwarzać płodnego potomstwa, jednak w większości z nich produkcja gamet przebiega w normalny sposób (przez podział mitotyczny), ponieważ są one już przystosowane.
Monoploidy i diploidie (2n) występują w całym królestwie zwierząt i roślin, doświadczając tych warunków podczas ich normalnych cykli życiowych. Na przykład u gatunku ludzkiego część cyklu życiowego jest odpowiedzialna, mimo że są organizmami diploidalnymi, za wytwarzanie komórek monoploidalnych (haploidalnych), za wytworzenie zygoty.
To samo dzieje się w większości roślin wyższych, gdzie pyłek i gamety żeńskie mają jądra monoploidalne.
Osobniki haploidalne, jako stan nienormalny, występują częściej w królestwie roślin niż w królestwie zwierząt. W tej ostatniej grupie jest naprawdę niewiele odniesień do naturalnej lub spowodowanej monoploidii.
Nawet w niektórych organizmach tak szeroko badanych Drosophila haploidy nigdy nie zostały znalezione. Jednak u osobników diploidalnych znaleziono niektóre tkanki haploidalne..
Innymi przypadkami monoploidii opisanymi w królestwie zwierząt są salamandry wywołane podziałem żeńskiej gamet w okresie czasu między wejściem plemnika a fuzją dwóch przedjądrzy.
Ponadto istnieją jaszczurki wodne uzyskane w wyniku leczenia niskimi temperaturami, w różnych gatunkach żab, takich jak Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata i R. rugosa uzyskany przez inseminację samic nasieniem poddanym działaniu promieniowania UV lub środków chemicznych.
Możliwość osiągnięcia dorosłości przez monoploidalne zwierzę jest bardzo mała, dlatego zjawisko to może być nieinteresujące w królestwie zwierząt. Jednak do zbadania działania genów we wczesnych stadiach rozwoju przydatna może być monoploidia, ponieważ geny mogą manifestować się, gdy są w stanie hemizygotycznym..
Monoloidy odgrywają ważną rolę w obecnych podejściach do doskonalenia genetycznego. Diploidia jest przeszkodą, jeśli chodzi o wywoływanie i selekcję nowych mutacji u roślin i nowych kombinacji genów, które są już obecne..
Aby mutacje recesywne uległy ekspresji, muszą być one homozygotyczne; korzystne kombinacje genów u heterozygot są niszczone podczas mejozy. Monoploidy mogą obejść niektóre z tych problemów.
W niektórych roślinach monoploidy można uzyskać sztucznie z produktów mejozy w pylnikach rośliny. Mogą one zostać poddane obróbce zimnem i przypisać zarodkowi coś, co byłoby ziarnem pyłku (mała masa dzielących się komórek). Zarodek ten może rosnąć na agarze, dając początek roślinie monoploidalnej.
Jednym z zastosowań monoploidów jest poszukiwanie korzystnych kombinacji genów, a następnie, z czynników takich jak kolchicyna, powstanie homozygotycznego diploidu zdolnego do wytwarzania żywych nasion przez linie homozygotyczne..
Inną użytecznością monoploidów jest to, że ich komórki można traktować tak, jakby były populacją organizmów haploidalnych w procesach mutagenezy i selekcji..
Jeszcze bez komentarzy