Plik poliploidia Jest to rodzaj mutacji genetycznej polegający na dodaniu pełnego zestawu (kompletnych zestawów) chromosomów do jądra komórkowego, stanowiących pary homologiczne. Ten typ mutacji chromosomów jest najpowszechniejszym z euploidii i charakteryzuje się tym, że organizm posiada trzy lub więcej kompletnych zestawów chromosomów..
Organizm (zwykle diploidalny = 2n) jest uważany za poliploidalny, gdy nabywa jeden lub więcej kompletnych zestawów chromosomów. W przeciwieństwie do mutacji punktowych, inwersji i duplikacji chromosomów proces ten jest na dużą skalę, to znaczy zachodzi na kompletnych zestawach chromosomów.
Zamiast być haploidalnym (n) lub diploidalnym (2n), organizm poliploidalny może być tetraploidalny (4n), oktoploidalny (8n) lub większy. Ten proces mutacji jest dość powszechny u roślin i rzadko występuje u zwierząt. Mechanizm ten może zwiększać zmienność genetyczną u organizmów osiadłych, które nie są w stanie przenieść się z jednego środowiska do drugiego..
Poliploidia ma duże znaczenie ewolucyjne w pewnych grupach biologicznych, gdzie stanowi częsty mechanizm generowania nowych gatunków, ponieważ ładunek chromosomalny jest stanem dziedzicznym..
Indeks artykułów
Zaburzenia liczby chromosomów mogą wystąpić zarówno w przyrodzie, jak iw populacjach ustalonych laboratoryjnie. Można je również indukować środkami mutagennymi, takimi jak kolchicyna. Pomimo niesamowitej precyzji mejozy, aberracje chromosomowe zdarzają się i są częstsze, niż mogłoby się wydawać.
Poliploidia powstaje w wyniku pewnych zmian, które mogą wystąpić podczas mejozy, albo w pierwszym podziale mejotycznym, albo podczas profazy, w której homologiczne chromosomy są zorganizowane parami, tworząc tetrady, a brak dysjunkcji tych ostatnich zachodzi podczas anafazy I..
Poliploidia jest ważna, ponieważ jest punktem wyjścia do powstania nowych gatunków. Zjawisko to jest ważnym źródłem zmienności genetycznej, ponieważ powoduje powstanie setek lub tysięcy zduplikowanych loci, które mogą uzyskać nowe funkcje..
W roślinach jest to szczególnie ważne i dość rozpowszechnione. Szacuje się, że ponad 50% roślin kwitnących pochodzi z poliploidii.
W większości przypadków poliploidy różnią się fizjologicznie od oryginalnych gatunków i dzięki temu mogą kolonizować środowiska o nowych cechach. Wiele ważnych gatunków w rolnictwie (w tym pszenica) to poliploidy pochodzenia hybrydowego.
Poliploidie można klasyfikować według liczby zestawów lub kompletnych zestawów chromosomów obecnych w jądrze komórkowym.
W tym sensie organizm, który zawiera „trzy” zestawy chromosomów, jest „triploidem”, „tetraploidem”, jeśli zawiera 4 zestawy chromosomów, pentaploid (5 zestawów), hexaploidae (6 zestawów), heptaploid (siedem zestawów), oktoploid ( osiem gier), nonaploidae (dziewięć gier), decaploid (10 gier) i tak dalej.
Z drugiej strony poliploidie można również klasyfikować według pochodzenia wyposażenia chromosomalnego. W tym porządku idei organizm może być: autopoliploidalny lub allopoliploidalny.
Autopolyploid zawiera kilka zestawów homologicznych chromosomów pochodzących od tego samego osobnika lub od osobnika należącego do tego samego gatunku. W tym przypadku poliploidy powstają w wyniku połączenia niezredukowanych gam genetycznie zgodnych organizmów, które są skatalogowane jako ten sam gatunek..
Allopolyploid to organizm zawierający niehomologiczne zestawy chromosomów w wyniku hybrydyzacji między różnymi gatunkami. W tym przypadku poliploidia występuje po hybrydyzacji między dwoma spokrewnionymi gatunkami..
Poliploidia występuje rzadko lub rzadko u zwierząt. Najbardziej rozpowszechniona hipoteza wyjaśniająca niską częstość występowania gatunków poliploidalnych u wyższych zwierząt głosi, że ich złożone mechanizmy determinacji płci zależą od bardzo delikatnej równowagi liczby chromosomów płciowych i autosomów..
Idea ta została utrzymana pomimo zgromadzonych dowodów na istnienie zwierząt jako poliploidy. Zwykle obserwuje się go w niższych grupach zwierząt, takich jak robaki i wiele różnych płazińców, gdzie osobniki zwykle mają zarówno męskie, jak i żeńskie gonady, co ułatwia samozapłodnienie..
Gatunki z tym ostatnim stanem nazywane są samozgodnymi hermafrodytami. Z drugiej strony może również wystąpić w innych grupach, których samice mogą dać potomstwo bez zapłodnienia, w procesie zwanym partenogenezą (co nie oznacza normalnego mejotycznego cyklu płciowego)
Podczas partenogenezy potomstwo jest zasadniczo produkowane przez mitotyczny podział komórek rodzicielskich. Obejmuje to wiele gatunków bezkręgowców, takich jak chrząszcze, równonogi, ćmy, krewetki, różne grupy pajęczaków oraz niektóre gatunki ryb, płazy i gady..
W przeciwieństwie do roślin specjacja poprzez poliploidię jest wyjątkowym wydarzeniem u zwierząt.
Gryzoń Tympanoctomys barriere jest to gatunek tetraploidalny, który ma 102 chromosomy na komórkę somatyczną. Ma również „gigantyczny” wpływ na nasienie. Ten gatunek allopoliploidalny prawdopodobnie wywodzi się z wystąpienia kilku zdarzeń hybrydyzacji innych gatunków gryzoni, takich jak Octomys mimax Y Pipanacoctomys aureus.
Poliploidia jest rzadkością u kręgowców i jest uważana za nieistotną w dywersyfikacji grup, takich jak ssaki (w przeciwieństwie do roślin) ze względu na zakłócenia, które występują w układzie determinacji płci oraz w mechanizmie kompensacji dawki..
Szacuje się, że pięciu na 1000 ludzi rodzi się z poważnymi defektami genetycznymi, które można przypisać nieprawidłowościom chromosomalnym. Jeszcze więcej embrionów z defektami chromosomowymi poroni, a wiele innych nigdy nie rodzi..
Poliploidie chromosomalne są uważane za śmiertelne dla ludzi. Jednak w komórkach somatycznych, takich jak hepatocyty, około 50% z nich to zwykle poliploidy (tetraploidy lub oktaploidy)..
Najczęściej wykrywanymi poliploidiami u naszego gatunku są pełne triploidie i tetraploidie, a także diploidalne / triploidalne (2n / 3n) i diploidalne / tetraploidalne (2n / 4n) mixoploidy..
W tym drugim przypadku populacja normalnych komórek diploidalnych (2n) współistnieje z inną, która ma 3 lub więcej haploidalnych wielokrotności chromosomów, na przykład: triploid (3n) lub tetraploid (4n).
Triploidie i tetraplodia u ludzi nie są zdolne do życia w perspektywie długoterminowej. W większości przypadków odnotowano zgon przy urodzeniu lub nawet kilka dni po urodzeniu, od mniej niż jednego miesiąca do maksymalnie 26 miesięcy..
Istnienie więcej niż jednego genomu w tym samym jądrze odegrało ważną rolę w pochodzeniu i ewolucji roślin, będąc prawdopodobnie najważniejszą zmianą cytogenetyczną w specjacji i ewolucji roślin. Rośliny były bramą do wiedzy o komórkach z więcej niż dwoma zestawami chromosomów na komórkę.
Od początku liczenia chromosomów obserwowano poliploidalność wielu roślin dzikich i uprawnych (w tym niektóre z najważniejszych). Prawie połowa znanych gatunków okrytozalążkowych (roślin kwitnących) to poliploidy, podobnie większość paproci (95%) i szeroka gama mchów.
Obecność poliploidii u roślin nagozalążkowych jest rzadka i wysoce zmienna w grupach roślin okrytozalążkowych. Ogólnie rzecz biorąc, wskazano, że rośliny poliploidalne są wysoce przystosowalne, będąc w stanie zajmować siedliska, których ich diploidalni przodkowie nie mogli. Ponadto rośliny poliploidalne z większą liczbą kopii genomowych gromadzą większą „zmienność”.
W roślinach być może allopoliploidy (częściej występujące w naturze) odegrały fundamentalną rolę w specjacji i radiacji adaptacyjnej wielu grup..
U roślin poliploidia może wynikać z kilku różnych zjawisk, z których być może najczęstszymi są błędy podczas procesu mejozy, które powodują powstawanie diploidalnych gamet..
Ponad 40% uprawianych roślin to poliploidy, w tym m.in. lucerna, bawełna, ziemniaki, kawa, truskawki, pszenica, bez związku między udomowieniem a poliploidią roślin..
Ponieważ kolchicyna została wprowadzona jako środek wywołujący poliploidię, jest stosowana w roślinach uprawnych zasadniczo z trzech powodów:
-Generowanie poliploidii u niektórych ważnych gatunków, jako próba uzyskania lepszych roślin, ponieważ w poliploidach zwykle występuje fenotyp, w którym występuje zauważalny wzrost „gigabajtów” ze względu na większą liczbę komórek. Pozwoliło to na znaczące postępy w ogrodnictwie i udoskonalaniu genetyki roślin..
-Do poliploidyzacji mieszańców i przywrócenia płodności w taki sposób, że niektóre gatunki są przeprojektowane lub zsyntetyzowane.
-I wreszcie, jako sposób przenoszenia genów między gatunkami o różnym stopniu ploidii lub w ramach tego samego gatunku..
Wśród roślin duże znaczenie i szczególnie interesujący ma naturalny poliploid, Triticum aestibum (sześciokątny). Wraz z żytem celowo zbudowano poliploid o nazwie „Pszenżyto”, czyli allopoliploid o wysokiej produktywności pszenicy i solidności żyta, który ma duży potencjał.
Pszenica w uprawach roślin była niezwykle istotna. Istnieje 14 gatunków pszenicy, które wyewoluowały w wyniku allopoliploidii i tworzą trzy grupy, jedną z 14, drugą z 28 i ostatnią z 42 chromosomami. Pierwsza grupa obejmuje najstarsze gatunki z rodzaju T. monococcum Y T. boeoticum.
Druga grupa składa się z 7 gatunków i najwyraźniej wywodzi się z hybrydyzacji T. boeoticum z gatunkiem dzikiego ziela innego rodzaju zwanego Aegilops. Krzyżowanie wytwarza energiczną sterylną hybrydę, która poprzez duplikację chromosomów może skutkować płodnym alotetraploid.
Trzecia grupa 42 chromosomów to miejsce, w którym znajdują się pszenice chlebowe, które prawdopodobnie powstały w wyniku hybrydyzacji gatunku tertraploidalnego z innym gatunkiem Aegilops po którym następuje duplikacja dopełniacza chromosomowego.
Jeszcze bez komentarzy