CO TO JEST OTOCZKA CHROMOSOMU? (Z PRZYKŁADAMI) - BIOLOGIA - 2025

Wyposażenie chromosomów, dopełniacz chromosomów lub zestaw chromosomów określa całkowitą liczbę chromosomów, które reprezentują genom każdego gatunku. Każdy żywy organizm składa się z komórek, które mają charakterystyczną liczbę chromosomów.

Te, które zawierają podwójny dopełnienie chromosomów, są określane jako diploidalne („2n”). Te, które zawierają pojedynczy zestaw chromosomów („n”), są określane jako haploidalne.

Chromosomy A kobiety. Zaczerpnięte z wikimedia.org

Wyposażenie chromosomów reprezentuje całkowitą liczbę cząsteczek DNA, w które wpisana jest cała informacja genetyczna definiująca gatunek. W organizmach rozmnażających się płciowo komórki somatyczne „2n” mają dwie kopie każdego chromosomu somatycznego.

Jeśli płeć jest zdefiniowana chromosomowo, mają również parę seksualną. Komórki płci 'n', czyli gamety, mają tylko jeden chromosom z każdej pary.

Na przykład u ludzi dopełniacz chromosomowy każdej komórki somatycznej wynosi 46. To znaczy 22 pary autosomalne plus jedna para płciowa. W gamecie gatunku każda z nich ma zatem zestaw chromosomów złożony z 23 chromosomów.

Kiedy mówimy o wyposażeniu chromosomów gatunku, odnosimy się ściśle do zestawu chromosomów z serii, którą nazywamy A.U wielu gatunków istnieje inna seria nadliczbowych chromosomów, zwana B.

Nie należy tego mylić ze zmianami ploidii, które obejmują zmiany w liczbie chromosomów serii A.

Chromosomy definiujące gatunek

Od lat 20. XX wieku było wiadomo, że liczba chromosomów przypadająca na gatunek nie wydaje się być stabilna. Stabilny i standardowy zestaw chromosomów gatunku nazwano serią A. Nadliczbowe chromosomy, które nie były kopiami tych z serii A, nazwano serią B.

Mówiąc ewolucyjnie, chromosom B wywodzi się z chromosomu A, ale nie jest jego kopią. Nie są one niezbędne do przetrwania gatunku i występują tylko w niektórych osobnikach populacji.

Mogą występować różnice w liczbie chromosomów (aneuploidia) lub w pełnym uzupełnieniu chromosomów (euploidia). Ale zawsze będzie odnosić się do chromosomów serii A. Ta liczba lub wyposażenie chromosomów serii A jest tym, który chromosomalnie określa gatunek.

Komórka haploidalna określonego gatunku zawiera dopełniacz chromosomalny. Diploid zawiera dwa, a triploid zawiera trzy. Dopełniacz chromosomowy zawiera i reprezentuje genom gatunku.

Dlatego dwa lub trzy kolejne uzupełnienia nie tworzą innego gatunku: pozostaje ten sam. Nawet w tym samym organizmie możemy obserwować komórki haploidalne, diploidalne i poliploidalne. W innych przypadkach może to być nieprawidłowe i prowadzić do pojawienia się wad i chorób.

Tym, co definiuje gatunek, jest jego genom - rozproszony w tylu chromosomach A, ile obecnych jest w osobnikach. Ta liczba jest charakterystyczna dla gatunku, który może być identyczny z innym, ale nie zawiera informacji.

Zmiany liczby chromosomów

Widzieliśmy już, jak u osobników niektórych gatunków niektóre komórki mogą mieć tylko jeden lub dwa elementy chromosomalne. Oznacza to, że liczba dopełniaczy chromosomowych jest różna, ale genom jest zawsze ten sam.

Zestaw chromosomów definiujący gatunek i jego osobniki jest analizowany na podstawie ich kariotypów. Cechy kariotypowe organizmów, szczególnie liczebność, są szczególnie stabilne w ewolucji i definicji gatunków.

Jednak u niektórych gatunków, między gatunkami pokrewnymi, a zwłaszcza osobnikami, mogą wystąpić istotne zmiany w składzie chromosomów.

Podamy tutaj kilka przykładów, które nie są związane ze zmianami w ploidii, które są omówione w innych artykułach.

-Zmiany na poziomie linii ewolucyjnych

Zasada biologiczna mówi, że istnieje konserwatyzm chromosomów, który gwarantuje żywotne gamety przez mejozę i udane zapłodnienie podczas zapłodnienia.

Organizmy tego samego gatunku, gatunków tego samego rodzaju, mają tendencję do zachowania swojego wyposażenia chromosomowego. Można to zaobserwować nawet w wyższych zakresach taksonomicznych.

Lepidoptera

Różne gatunki z rzędu Lepidoptera mają tendencję do zachowania tego samego wyposażenia chromosomowego. pixnio.com

Jest jednak wiele wyjątków. Na przykład u Lepidoptera obserwuje się skrajności obu przypadków. Ta rodzina owadów obejmuje organizmy, które wspólnie nazywamy motylami.

Jednak Lepidoptera reprezentuje jedną z najbardziej zróżnicowanych grup zwierząt. Istnieje ponad 180 000 gatunków zgrupowanych w nie mniej niż 126 rodzinach.

Większość rodzin z tego rzędu ma modalny zestaw chromosomów składający się z 30 lub 31 chromosomów. Innymi słowy, rząd, pomimo dużej liczby gatunków, które obejmuje, jest dość konserwatywny pod względem wyposażenia chromosomów. Jednak w niektórych przypadkach jest również odwrotnie.

Rodzina Hesperiidae z rzędu Lepidoptera obejmuje około 4000 gatunków. Ale w nim znajdziemy taksony z numerami modalnymi, na przykład 28, 29, 30 lub 31 chromosomów. Jednak w niektórych ich plemionach występują różnice od 5 do 50 chromosomów na gatunek.

W obrębie tego samego gatunku często spotyka się również różnice w liczbie chromosomów między osobnikami. W niektórych przypadkach można to przypisać obecności chromosomów B.

Ale w innych są to odmiany chromosomów A. U tego samego gatunku można znaleźć osobniki o liczbie haploidalnej, która waha się od 28 do 53 chromosomów.

-Zmiany na poziomie komórki tej samej osoby

Poliploidia somatyczna

W świecie grzybów dość często można znaleźć zmiany w liczbie kopii chromosomów spowodowane zmianami środowiskowymi. Zmiany te mogą wpływać na konkretny chromosom (aneuploidia) lub cały zestaw chromosomów (euploidia).

Te zmiany nie obejmują podziału komórek mejotycznych. Ta uwaga jest ważna, ponieważ pokazuje, że zjawisko to nie jest wynikiem jakiegoś zniekształcenia rekombinacyjnego.

Wręcz przeciwnie, ogólna plastyczność genomowa grzybów wyjaśnia w ten sposób ich zaskakującą zdolność przystosowania się do najróżniejszych okoliczności życiowych.

Ta niejednorodna mieszanina typów komórek o różnych ploidach u tego samego osobnika została również zaobserwowana w innych organizmach. Człowiek ma nie tylko komórki diploidalne (prawie wszystkie) i haploidalne gamety. W rzeczywistości w populacjach hepatocytów i megakariocytów występuje mieszanina dwuploidów i poliploidów w normalny sposób.

Rak

Jedną z definiujących cech rozwoju raka jest niestabilność chromosomów. Populacje komórek można znaleźć w raku o złożonych heterogennych wzorcach kariotypowych.

Oznacza to, że osoba ma normalny kariotyp w komórkach somatycznych w ciągu całego życia. Jednak rozwój konkretnego raka wiąże się ze zmianą liczby i / lub morfologii jego chromosomów.

Zmiany liczbowe prowadzą do aneuploidalnego stanu komórek, które utraciły część chromosomów. W tym samym guzie mogą znajdować się komórki aneuploidalne dla różnych chromosomów.

Inne zmiany w liczbie mogą prowadzić do duplikacji chromosomu homologicznego, ale nie do drugiego członka pary.

Oprócz przyczyniania się do progresji raka, zmiany te komplikują terapie mające na celu zaatakowanie choroby. Komórki nie są już takie same, nawet mówiąc genomicznie.

Treść informacji i jej organizacja są różne, a wzorce ekspresji genów również uległy zmianie. Ponadto w każdym guzie może występować mieszanina wzorców ekspresji, różniących się tożsamością i wielkością.

Bibliografia

1. Lukhtanov, VA (2014) Ewolucja liczby chromosomów u kapitanów (Lepidoptera, Hesperiidae). Comparative Cytogenetics, 8: 275–291.
2. Rubtsov, NB, Borisov, YM (2018) Skład sekwencji i ewolucja ssaczych chromosomów B. Genes 9, doi: 10.3390 / genes9100490.
3. Todd, RT, Forche, A., Selmecki, A. (2017) Ploidy variation in fungi - polyploidy, aneuploidy, and genome evolution. Microbiology Spectrum 5, doi: 10.1128 / microbiolspec.FUNK-0051-2016.
4. Vargas-Rondón, N., Villegas, VE, Rondón-Lagos, M. (2018) Rola niestabilności chromosomów w raku i odpowiedziach terapeutycznych. Cancers, doi: 10,3390 / cancers10010004.
5. Vijay, A., Garg, I., Ashraf, MZ (2018) Perspektywa: Zmienność liczby kopii DNA w chorobach sercowo-naczyniowych. Epigenetics nsights, 11: 1-9.