ШТА СУ ХАПЛОИДНЕ ЋЕЛИЈЕ? - БИОЛОГИЈА - 2025

Хаплоид ћелија је ћелија која има геном састављен од једног основног сету хромозома. Хаплоидне ћелије имају геномски садржај који базни набој називамо н. Овај основни скуп хромозома је типичан за сваку врсту.

Хаплоидно стање није повезано са бројем хромозома, већ са бројем скупа хромозома који представља геном врсте. То је његово основно оптерећење или број.

Другим речима, ако је број хромозома који чине геном врсте дванаест, то је основни број. Ако ћелије тог хипотетичког организма имају дванаест хромозома (то јест, са основним бројем један), та ћелија је хаплоидна.

Ако има два комплетна скупа (то јест, 2 Кс 12), то је диплоидно. Ако имате три, то је триплоидна ћелија која би требало да садржи око 36 хромозома укупно добијених из 3 комплетна скупа ових.

У већини, ако не и свих, прокариотских ћелија, геном је представљен једним молекулом ДНК. Иако репликација са одложеном дељењем може довести до делимичне диплоидије, прокариоти су једноћелијски и хаплоидни.

Генерално, они су такође унимолекуларни геном. То јест, са геномом представљеним једним молекулом ДНК. Неки еукариотски организми су такође моно-молекуларни геноми, мада могу бити и диплоидни.

Већина, међутим, има геном подељен на различите молекуле ДНК (хромозоми). Комплетан сет ваших хромозома садржи целину вашег одређеног генома.

Хаплоидија у еукариотама

У еукариотским организмима можемо пронаћи разноврсније и сложеније ситуације у погледу њихове плашљивости. У зависности од животног циклуса организма, на пример наилазимо на случајеве где вишећелијски еукариоти могу бити диплоидни у једном тренутку свог живота, а хаплоидни у другом.

У оквиру исте врсте, може се десити и да су неке јединке диплоидне, док су друге хаплоидне. Најзад, најчешћи случај је да исти организам производи и диплоидне ћелије и хаплоидне ћелије.

Хаплоидне ћелије настају митозом или мејозом, али могу само да пролазе кроз митозу. Односно, једна хаплоидна 'н' ћелија може се делити да би настала две хаплоидне 'н' ћелије (митоза).

Са друге стране, диплоидне „2н“ ћелије такође могу да дају четири хаплоидне „н“ ћелије (мејоза). Али никада неће бити могуће да се хаплоидна ћелија подели мејозом јер, по биолошкој дефиницији, мејоза подразумева поделу са смањењем основног броја хромозома.

Очигледно је да ћелија са базним бројем један (тј., Хаплоидни) не може бити подвргнута редуктивним поделама, као што не постоје ћелије са парцијалним фракцијама генома.

Случај многих биљака

Већина биљака има животни циклус који карактерише оно што се назива наизменичење генерација. Ове генерације које се у животу биљке мењају су генерација спорофита ('2н') и генетопхите генерација ('н').

Када се догоди фузија 'н' гамета да би се створила диплоидна '2н' зигота, настаје прва ћелија спорофита. Ово ће се делити сукцесивно митозом све док биљка не достигне репродуктивну фазу.

Овде ће мејотска подела одређене групе '2н' ћелија створити скуп хаплоидних 'н' ћелија које ће формирати такозване гаметофите, мушке или женске.

Хаплоидне ћелије гаметофита нису гамете. Напротив, касније ће се делити да би се створиле одговарајуће мушке или женске гамете, али митозом.

Случај многих животиња

Код животиња влада правило да је мејоза гетицка. Односно, да се гамете производе мејозом. Организам, углавном диплоидан, ће генерисати скуп специјализованих ћелија које ће уместо дељења митозом то учинити мејозом и на терминални начин.

Односно, добијени гамети представљају крајње одредиште те ћелијске лозе. Постоје и изузеци.

На пример, код многих инсеката мужјаци ове врсте су хаплоидни јер су производ развоја митотичким растом неплодних јајашаца. Када достигну пунолетност, они ће такође производити гамете, али митозом.

Да ли је корисно бити хаплоидан?

Хаплоидне ћелије које функционишу као гамете су материјални темељ за стварање променљивости сегрегацијом и рекомбинацијом.

Али да није, јер фузија две хаплоидне ћелије омогућава постојање оних које то не чине (диплоиди), ми бисмо веровали да су гамете само инструмент, а не циљ сам по себи.

Међутим, постоје многи организми који су хаплоидни и нису свесни еволутивног или еколошког успеха.

Бактерије и археје

Бактерије и археје, на пример, овде су већ дуже време, много пре диплоидних организама, укључујући вишећелијске.

Сигурно се много више ослањају на мутацију него други процеси за стварање варијабилности. Али та је варијабилност у основи метаболичка.

Мутације

У хаплоидној ћелији резултат утицаја било које мутације биће примећен у једној генерацији. Стога, свака мутација за или против може бити изабрана врло брзо.

То у великој мери доприноси ефикасној прилагодљивости ових организама. Дакле, оно што није корисно за организам, може се показати корисним за истраживача, јер је генетиком хаплоидним организмима много лакше.

У ствари, у хаплоидима фенотип може бити директно повезан са генотипом, лакше је стварати чисте линије и лакше је препознати ефекат спонтаних и индукованих мутација.

Еукариоти и диплоиди

С друге стране, у организмима који су еукариотски и диплоидни, хаплоидија представља савршено оружје за тестирање на мање корисне мутације. Стварањем гаметофита који је хаплоидан, те ћелије ће изразити само еквивалент појединачног геномског садржаја.

Односно, ћелије ће бити хемисизне за све гене. Ако ћелијска смрт произилази из овог стања, та рода неће допринети гаметама због митозе, делујући на тај начин као филтер за непожељне мутације.

Слично образложење може се применити на мужјаке да су хаплоидни код неких врста животиња. Такође су хемисизни за све гене које носе.

Ако не преживе и не достигну репродуктивну старост, неће имати могућност да те генетичке информације пренесу будућим генерацијама. Другим речима, лакше је елиминисати мање функционалне геноме.

Референце

1. Албертс, Б., Јохнсон, АД, Левис, Ј., Морган, Д., Рафф М, Робертс, К., Валтер, П. (2014) Молецулар Биологи оф тхе Целл (6 тх Едитион). ВВ Нортон & Цомпани, Нев Иорк, НИ, САД.
2. Бессхо, К., Иваса, И., Даи, Т. (2015) Еволуциона предност хаплоида у односу на диплоидне микробе у срединама сиромашним хранљивим материјама. Часопис за теоријску биологију, 383: 116-329.
3. Броокер, РЈ (2017). Генетика: анализа и принципи. МцГрав-Хилл Хигх Едуцатион, Нев Иорк, НИ, УСА.
4. Гооденоугх, УВ (1984) Генетицс. ВБ Саундерс Цо. Лтд, Филаделфија, ПА, УСА.
5. Гриффитхс, АЈФ, Весслер, Р., Царролл, СБ, Доеблеи, Ј. (2015). Ан Интродуцтион то Генетиц Аналисис (11 ^тх ед.). Нев Иорк: ВХ Фрееман, Нев Иорк, НИ, УСА.
6. Ли, И., Схуаи, Л. (2017) Свестрани генетски алат: хаплоидне ћелије. Истраживање и терапија матичним ћелијама, 8: 197. дои: 10.1186 / с13287-017-0657-4.