MONOPLOIDIA: JAK TO WYSTĘPUJE, ORGANIZMY, CZĘSTOTLIWOŚĆ I UŻYTECZNOŚĆ - BIOLOGIA - 2026

Monoploidía oznacza liczbę chromosomów, która jest podstawowym chromosomie (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. Z drugiej strony poliploidia jest bardziej rozpowszechnionym typem euploidii w organizmach wyższych, takich jak rośliny.

Źródło: pixabay.com

Poliploidia to posiadanie kilku zestawów homologicznych chromosomów w genomie. W zależności od liczby kompletnych zestawów obecnych w jądrze komórkowym mogą wtedy występować organizmy triploidalne (3n), tetrapolidy (4n) itd.

Z drugiej strony, w zależności od pochodzenia chromosomów, osobnik poliploidalny może być autopoliploidalny (autoploidalny), gdy wyposażenie chromosomowe pochodzi z jednego gatunku lub allopoliploidu (alloploidu), gdy pochodzi z kilku ewolucyjnie bliskich gatunków.

Monoploidia i haploidia

Nie należy mylić monoploidii z istnieniem komórek haploidalnych. Liczba haploidalna (n), która jest często używana do opisu 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 zgodne.

U 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); Ten gatunek ma sześć zestawów siedmiu całkiem podobnych, ale nie tych 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.

Jak to się stało?

W komórkach rozrodczych organizmu monoploidalnego mejoza zwykle 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.

Organizmy monoloidalne?

Osobniki monoploidalne mogą występować naturalnie w populacjach jako rzadkie błędy lub aberracje. Jako osobniki monoploidalne można rozważać fazy gametofityczne roślin niższych i samców organizmów determinowanych płciowo przez haploidię.

Ta ostatnia występuje w wielu rzędach 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 u większości z nich produkcja gamet przebiega normalnie (przez podział mitotyczny), ponieważ są one już przystosowane.

Monoploidie i diploidie (2n) występują w całym królestwie zwierząt i roślin, doświadczając tych warunków podczas normalnych cykli życiowych. Na przykład u gatunku ludzkiego część cyklu życiowego, mimo że są organizmami diploidalnymi, jest odpowiedzialna za wytwarzanie komórek monoploidalnych (haploidalnych) za tworzenie zygoty.

To samo występuje w większości roślin wyższych, w których pyłek i gamety żeńskie mają jądra monoploidalne.

Częstotliwość monoploidii

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 wywołanej monoploidii.

Nawet w niektórych organizmach tak intensywnie badanych z Drosophila, nigdy nie znaleziono haploidów. Jednak znaleziono osobniki diploidalne z niektórymi haploidalnymi tkankami.

Innymi przypadkami monoploidii opisanymi w królestwie zwierząt są salamandry indukowane podziałem żeńskiej gamet w okresie czasu między wejściem plemnika a fuzją dwóch przedjądrzy.

Ponadto istnieją jaszczurki wodne otrzymane w wyniku leczenia niskimi temperaturami, u różnych gatunków żab, takich jak Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata i R. rugosa, uzyskane przez inseminację samic nasieniem poddanym działaniu promieniowania UV lub chemicznego. .

Możliwość osiągnięcia dorosłości przez monoploidalne zwierzę jest bardzo mała, dlatego zjawisko to może być nieciekawe w królestwie zwierząt. Jednak do zbadania działania genów we wczesnych stadiach rozwoju przydatna może być monoploidia, ponieważ geny mogą przejawiać się w stanie hemizygotycznym.

Użyteczność organizmów monoploidalnych

Monoloidy odgrywają ważną rolę w obecnych podejściach do poprawy genetycznej. Diploidia jest przeszkodą, jeśli chodzi o wywoływanie i selekcję nowych mutacji w roślinach i nowych kombinacji genów, które są już obecne.

Aby mutacje recesywne mogły zostać wyrażone, należy uczynić je homozygotycznymi; korzystne kombinacje genów u heterozygot są niszczone podczas mejozy. Monoloidy pozwalają obejść niektóre z tych problemów.

W niektórych roślinach monoploidy można uzyskać sztucznie z produktów mejozy w pylnikach rośliny. Można je poddać obróbce zimnem i przypisać embrionowi to, 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 od czynników, takich jak kolchicyna, w celu uzyskania 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.

Bibliografia

1. Jenkins, JB (2009). Genetyka Ed. Odwróciłem się.
2. Jiménez, LF i Merchant, H. (2003). Biologia komórkowa i molekularna. Edukacja Pearson
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Zintegrowane zasady zoologii. Nowy Jork: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
4. Lacadena, JR (1996). Cytogenetyka. Complutense redakcyjne.
5. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H & Lewontin, RC (1992). Wprowadzenie do analizy genetycznej. McGraw-Hill Interamericana. 4 ^th Edition.