Jenis polyploidy, pada haiwan, pada manusia, di tumbuh -tumbuhan

The Polyploidy Ia adalah sejenis mutasi genetik yang terdiri daripada penambahan endowmen lengkap (permainan lengkap) kromosom ke nukleus sel, yang membentuk rakan -rakan homolog. Jenis mutasi kromosom ini adalah yang paling biasa dari euploidias dan dicirikan oleh organisma membawa tiga atau lebih permainan kromosom lengkap.

Organisma (diploid biasanya = 2n) dianggap polyploid apabila ia memperoleh satu atau lebih set lengkap kromosom. Tidak seperti mutasi tertentu, pelaburan kromosom dan duplikasi, proses ini adalah skala besar, iaitu, ia berlaku pada kromosom lengkap.

Sumber: haploid_vs_diploid.SVG: Kerja Ehambergderive: Ehamberg [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Daripada menjadi haploid (n) atau diploid (2n), organisma polyploid boleh menjadi tetraploid (4n), octoploid (8n) atau lebih besar. Proses mutasi ini agak kerap di tumbuh -tumbuhan dan pelik pada haiwan. Mekanisme ini dapat meningkatkan kebolehubahan genetik dalam organisma sessile yang tidak dapat bergerak dari persekitaran.

Polyploidy sangat penting dalam istilah evolusi dalam kumpulan biologi tertentu, di mana ia merupakan mekanisme yang kerap untuk menjana spesies baru kerana beban kromosom adalah keadaan yang diwarisi.

[TOC]

Apabila polyploidy berlaku?

Gangguan dalam bilangan kromosom boleh berlaku di alam semulajadi dan populasi yang ditubuhkan di makmal. Mereka juga boleh diinduksi dengan ejen mutagenik seperti tikar. Walaupun ketepatan meiosis yang luar biasa, penyimpangan kromosom berlaku dan lebih biasa daripada yang mungkin difikirkan.

Polyploidy timbul akibat beberapa perubahan yang boleh berlaku semasa meiosis sama ada di bahagian meiotik pertama atau semasa prophase, di mana kromosom homolog dianjurkan secara berpasangan untuk membentuk tetrads dan tidak disyungsi yang terakhir berlaku semasa yang terakhir semasa yang terakhir semasa yang terakhir semasa yang terakhir semasa terakhir semasa Anaphase i.

Penampilan spesies baru

Polyploidy adalah penting kerana ia adalah titik permulaan untuk menyebabkan spesies baru. Fenomena ini adalah sumber penting variasi genetik, kerana ia menimbulkan ratusan atau ribuan loci pendua yang akan bebas mendapatkan fungsi baru.

Di tumbuh -tumbuhan, sangat penting dan agak meluas. Dianggarkan lebih daripada 50% tumbuhan bunga berasal dari polyploidy.

Dalam kebanyakan kes, polyploids berbeza secara fisiologi dari spesies asal dan kerana ini, mereka dapat menjajah persekitaran dengan ciri -ciri baru. Banyak spesies penting dalam bidang pertanian (termasuk gandum), adalah polyploids asal hibrid.

Jenis polyploidy

Polyloidia boleh diklasifikasikan mengikut bilangan set lengkap atau permainan kromosom yang terdapat dalam nukleus sel.

Dalam pengertian ini, organisma yang mengandungi kromosom "tiga" adalah "triploid", "tetraploid" jika ia mengandungi 4 kromosom, pentaploid (5 permainan), hexaploidae (6 perlawanan), heptoploid (tujuh perlawanan), Octoploid (lapan perlawanan) Nonaploidae (sembilan perlawanan), merosot (10 perlawanan), dan sebagainya.

Boleh melayani anda: penebat ekologi: apakah, mekanisme dan contoh

Sebaliknya, polyploidies juga boleh diklasifikasikan mengikut asal endowmen kromosom. Dalam urutan idea ini, organisma boleh: autopoliploid atau alopoliploid.

Autopoliploid mengandungi beberapa permainan kromosom homolog yang diperoleh dari individu yang sama atau individu yang dimiliki oleh spesies yang sama. Dalam kes ini, polyploids dibentuk oleh kesatuan gamet yang tidak dikurangkan dari organisma serasi genetik yang diklasifikasikan sebagai spesies yang sama.

Allopoliploid ialah organisma yang mengandungi permainan kromosom bukan homologi kerana hibridisasi antara spesies yang berbeza. Dalam kes ini, polyploidy berlaku selepas hibridisasi antara dua spesies berkaitan.

Polyploidy pada haiwan

Pada polyploidy haiwan jarang atau jarang. Hipotesis yang paling meluas yang menerangkan kekerapan kecil spesies polyploid pada haiwan yang lebih tinggi ialah mekanisme kompleks penentuan seksualnya bergantung pada keseimbangan yang sangat halus dalam bilangan kromosom seks dan autosoma.

Idea ini telah dikekalkan walaupun terdapat bukti terkumpul haiwan yang wujud sebagai polyploid. Secara amnya diperhatikan dalam kumpulan haiwan yang lebih rendah seperti cacing dan pelbagai plalmintos, di mana individu biasanya mempunyai gonad lelaki dan perempuan yang memudahkan diri.

Spesies yang membentangkan keadaan terakhir ini dipanggil hermaphrodite autocompatible. Sebaliknya, ia juga boleh berlaku dalam kumpulan lain yang wanita boleh memberikan anak tanpa persenyawaan, melalui proses yang dipanggil parthenogenesis (yang tidak menyiratkan kitaran seksual meiotik biasa)

Semasa parthenogenesis, keturunan pada dasarnya dihasilkan oleh pembahagian mitosis sel ibu bapa. Di sini banyak spesies invertebrata seperti kumbang, isopod, rama -rama, udang, beberapa kumpulan arachnid dan beberapa spesies ikan, amfibia dan reptilia dimasukkan.

Tidak seperti tumbuh -tumbuhan, pada haiwan spesiasi melalui polyploidy merupakan peristiwa yang luar biasa.

Contoh pada haiwan

Tikus Tympanoctomys barrerae Ia adalah spesies tetraploid yang mempunyai 102 kromosom setiap sel somatik. Ia juga memberikan kesan "gigas" pada spermanya. Spesies alopoliploid ini mungkin berasal dari kejadian beberapa peristiwa hibridisasi spesies tikus lain seperti Octomys Mimax dan Pipanacoctomys aureus.

Polyploidy pada manusia

Polyploidy jarang berlaku dalam vertebrata dan dianggap tidak relevan dalam kepelbagaian kumpulan seperti mamalia (tidak seperti tumbuhan) kerana gangguan yang berlaku dalam sistem penentuan seks dan dalam mekanisme pampasan dos.

Dianggarkan bahawa lima daripada setiap 1000 manusia dilahirkan dengan kecacatan genetik yang serius yang boleh dikaitkan dengan anomali kromosom. Sebilangan besar embrio dengan kecacatan kromosom dibatalkan secara spontan dan banyak yang tidak pernah mencapai kelahiran.

Boleh melayani anda: transposon: apa, jenis, ciri

Pada manusia, polyploid kromosom dianggap maut. Walau bagaimanapun, dalam sel somatik seperti hepatosit, kira -kira 50% daripada ini biasanya polyploid (tetraploid atau octaploid).

Polyploidies yang paling kerap dikesan dalam spesies kami adalah triploidies penuh dan tetraploidies, sebagai tambahan mixloid diploid/triploid (2n/3n) dan diploid/tetraploid (2n/4n).

Di dalamnya, populasi sel diploid biasa (2n) wujud bersama, dengan yang lain mempunyai 3 atau lebih gandaan kromosom haploid, contohnya: triploid (3n) atau tetraploid (4n).

Triploidies dan tetraplodies pada manusia tidak berdaya maju dalam jangka panjang. Dalam kebanyakan kes kematian telah dilaporkan dalam majoriti kes atau bahkan beberapa hari selepas kelahiran bervariasi dari kurang dari sebulan hingga maksimum 26 bulan.

Polyploidy dalam tumbuhan

Kewujudan lebih daripada satu genom dalam nukleus yang sama telah memainkan peranan penting dalam asal dan evolusi tumbuhan, mungkin perubahan sitogenetik yang paling penting dalam spesiasi tumbuhan dan evolusi. Tumbuhan adalah pintu masuk ke pengetahuan sel dengan lebih daripada dua permainan kromosom setiap sel.

Dari permulaan kiraan kromosom, diperhatikan bahawa pelbagai tumbuhan liar dan ditanam (termasuk beberapa yang paling penting) adalah polyploid. Hampir separuh daripada spesies angiosperma (tumbuh -tumbuhan dengan bunga) adalah polyploids, begitu juga, kebanyakan pakis (95%) dan pelbagai lumut.

Kehadiran polyploidy dalam tumbuhan gimnosperma jarang dan sangat berubah -ubah dalam kumpulan angiosperma. Secara umum, telah menunjukkan bahawa tumbuhan polyploid sangat mudah disesuaikan, dapat menduduki habitat bahawa nenek moyang mereka diploid tidak boleh. Di samping itu, tumbuhan polyploid dengan lebih banyak salinan genomik mengumpul "kebolehubahan" yang lebih besar.

Di dalam tumbuh -tumbuhan, mungkin alopoliploid (sifat yang lebih biasa) mempunyai peranan asas dalam spesiasi dan radiasi penyesuaian banyak kumpulan.

Penambahbaikan hortikultur

Dalam sayur -sayuran, polyploidy boleh berasal dari beberapa fenomena yang berbeza, mungkin kesilapan yang paling kerap semasa proses meiosis yang menimbulkan gamet diploid.

Lebih daripada 40% daripada tumbuhan yang ditanam adalah polyploid, termasuk alfalfa, kapas, kentang, kopi, strawberi, gandum antara lain, tanpa ada hubungan antara domestik dan polyploidy tumbuhan.

Oleh kerana tilam dilaksanakan sebagai ejen untuk mendorong polyploidy, ia digunakan dalam tanaman tanaman pada dasarnya kerana tiga sebab:

-Untuk menghasilkan polyploidy dalam spesies tertentu yang penting, seperti percubaan untuk mendapatkan tumbuhan yang lebih baik, kerana dalam polyploids biasanya terdapat fenotip di mana terdapat pertumbuhan saiz "gigas" yang luar biasa kerana terdapat lebih banyak sel. Ini telah membolehkan kemajuan yang ketara dalam hortikultur dan dalam bidang peningkatan genetik tumbuhan.

Boleh melayani anda: aliran gen

-Untuk polyploidisasi hibrid dan mereka memulihkan kesuburan supaya ia direka semula atau disintesis oleh mana -mana spesies.

-Dan akhirnya sebagai cara memindahkan gen antara spesies dengan tahap ploidy yang berbeza atau dalam spesies yang sama.

Contoh dalam tumbuhan

Di dalam tumbuh -tumbuhan, polyploid semulajadi sangat penting dan sangat menarik adalah gandum roti, Triticum aestibum (hexaploid). Bersama -sama dengan Rye, polyploid yang disebut "triticale", allpoliploid dengan produktiviti tinggi gandum dan keteguhan rai, yang mempunyai potensi besar.

Gandum dalam tumbuhan yang ditanam sangat penting. Terdapat 14 spesies gandum yang telah berkembang oleh alopolyloidia, dan membentuk tiga kumpulan, satu daripada 14, satu lagi dari 28 dan satu yang terakhir daripada 42 kromosom. Kumpulan pertama termasuk spesies tertua genus T. Monococcum dan T. Boooticum.

Dalam kumpulan kedua terdiri daripada 7 spesies dan nampaknya berasal dari hibridisasi T. Boooticum Dengan sejenis mendidih liar dari genre lain yang dipanggil Aegilops. Lintasan menghasilkan hibrid kuat steril yang, dengan duplikasi kromosom, boleh menyebabkan allotraploid subur.

Kumpulan ketiga dari 42 kromosom adalah di mana gandum roti, yang mungkin berasal dari hibridisasi spesies tunggul dengan spesies lain dari spesies Aegilops diikuti dengan duplikasi pelengkap kromosom.

Rujukan

1. Alcántar, j. P. (2014). Polyploidy dan kepentingan evolusinya. Masalah kekurangan dan teknologi, 18: 17-29.
2. Ballesta, f. J. (2017). Beberapa pertimbangan bioetika berhubung dengan kewujudan kes -kes manusia dengan tetraploidi lengkap atau triploidy. Studia Bioethica, 10(10): 67-75.
3. Castro, s., & Loureiro, J. (2014). Peranan pembiakan pada asal dan evolusi tumbuhan polyploid. Majalah Ecosystems, 23(3), 67-77.
4. Freeman, S dan Herron, J. C. (2002). Analisis evolusi. Pendidikan Pearson.
5. Hichins, c. F. Yo. (2010). Asal genetik dan geografi tetraploid tympanoctomys barrerae (octodontidae), berdasarkan analisis urutan sitokondria mitokondria (Doktor disertasi, Institut Ekologi).
6. Hickman, c. P, Roberts, l. S., Keen, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Priorms Zoologi Bersepadu. New York: McGraw-Hill. 14^th Edisi.
7. Pimentel Benítez, H., Lantigua Curz, ke., & Quiñones maza, atau. (1999). Diploid-tetraploid mixoploidy: Laporan pertama dalam persekitaran kita. Majalah Pediatrik Kuba, 71(3), 168-173.
8. Schifino-Wittmann, m. T. (2004). Polyploidia e seu kesan asal dan evolução das liar dan ditanam. Majalah Agrociencia Brazil, 10(2): 151-157.
9. Suzuki, d. T.; Griffiths, a. J. F.; Miller, J. H & Lewontin, r. C. (1992). Pengenalan kepada Analisis Genetik. McGraw-Hill Inter-American. 4^th Edisi.