Co je to polyploidie? Role polyploidie v přírodě

Co je to polyploidie? Pravděpodobně každý ví, že člověk obdrží 23 chromozomů od otce a matky při koncepci. Lidé mohou být nazýváni diploidy ("di" znamená "dva" a "ploid" znamená "znamená" související s chromozomy nebo částmi DNA), protože dostanou jen dvě sady. Každý organismus s více než dvěma sadami chromozomů se nazývá polyploid. Jaké jsou některé příklady polyploidie u rostlin, zvířat a lidí? Jaké jsou typy?

Co je to polyploidie?

Termín "polyploidie" sám o sobě znamená přítomnost mnoha kompletních souborů genetické informace. Většina tvorů s pohlavním rozmnožováním má sudý počet chromozomů: jedna sada od matky a jedna sada od otce. Je důležité si uvědomit, že tyto soupravy jsou podobné, ale nejsou totožné.

Buňky používají všechny uložené genetické informace. Z tohoto důvodu mají polyploidní živé bytosti vyšší hladiny "dávky" z každého vyráběného genu, což obvykle vede ke zvýšení počtu buněk, větší velikosti a zvýšení počtu potomků.

Polyploidní druhy

Protože vědci mají rádi určitý jazyk, vytvořili mnoho termínů popisujících ploidii nebo počet souborů genetických informací. Můžete použít termín "polyploidie" jako podstatné jméno a "polyploid" - jako adjektivní formu. Mimochodem, toto pravidlo platí pro všechny výrazy pro různé typy ploidy.

Zde jsou některé z nejčastějších typů:

• Haploid znamená, že existuje pouze jedna sada chromozomů, ale tělo může být stále reprodukováno. Bakterie a jiné jednobuněčné organismy jsou obvykle haploidní. Někdy existují mnohobuněčné haploidní bytosti, které jsou obvykle hmyzem nebo jiné bezobratlé.
• Monoploid znamená kritérium, které by mělo mít dvě sady chromozomů, ale náhodou obdržela pouze jednu. Monoploidy jsou obvykle sterilní, tj. Neschopné reprodukce.
  
• Diploid znamená, že stvoření má dvě sady chromozomů. To je nejběžnější typ pro tvory, které používají sexuální způsob reprodukce. Lidé, zvířata, rostliny a houby mohou být diploidní. Diploidy se mohou vyskytovat pouze v části času. Například kvasinkové buňky jsou obvykle haploidní, ale mohou být sexuálně kombinovány, aby se staly diploidními. Savci jsou obvykle diploidní, ale mohou mít určité buňky nebo typy tkání, které jsou polyploidní, například jaterní buňky nebo svalové buňky.
• Triploid znamená přítomnost tří sad chromozomů a tetraploid znamená čtyři sady chromozomů. Teoreticky tato konvence pojmenování pokračuje neomezeně.
• Aneuploidie, na druhé straně, popisuje chybný počet chromozomů. Je to jako kniha s dalšími kapitolami nebo, dokonce horší, s chybějícími kapitolami.

Polyploidie v rostlinách

Jaké organismy má polyploidie? Nejčastěji se to vyskytuje v rostlinné říši. Tisíce let selektivní kultivace a šlechtění rostlin vedlo k vytvoření úrodných rostlin, které jsou obvykle tetraploidní a hexaploidní.

Porovnáme-li diploidní a tetraploidní odrůdy stejného typu rostlin, často rostliny tetraploidů rostou stále více a produktivněji. Polyploidie v chovu hraje v naší době velmi důležitou roli.

Polyploidie u zvířat

U zvířat se často vyskytuje u ryb a obojživelníků. Obecně existuje genetická předpojatost pro ploidní čísla u zvířat. Rastliny s nerovnoměrným počtem chromozomů nebo chromozomů, které obsahují abnormální chromozomy, obvykle nemohou produkovat potomky.

Co je to polyploidie? Jaké konkrétní příklady speciace mohou být uvedeny v rostlinách a zvířatech?

Triploidy

Než se budete zabývat polyploidií, musíte trochu porozumět tomu, jak těla vytvářejí nové buňky. Všechny lidské buňky jsou diploidní, takže když jsou vytvořeny gamety, musí být haploidní nebo mají pouze jednu množinu chromozomů, takže nový organismus může být opět diploidní. Během tohoto procesu se však někdy něco pokazí. Nejčastějším výskytem je, že někdy jedna nová gameta dostane dvě kopie chromozomů. To může nastat, když samice produkují vajíčka. Když se vajíčko se dvěma sadami chromozomů spojuje s normálním haploidním spermatem, výsledná buňka má tři sady chromozomů, tj. Je to triploidní.

Teď každá buňka v tomto novém organismu bude triploidní. Pro většinu zvířat je to velmi škodlivé a tělo nebude přežít. Rostliny mají tendenci lépe tolerovat polyploidii a dokonce se dají těžit takovými intenzivními genetickými změnami.

Další příklady

Zde jsou některé příklady polyploidie u rostlin a zvířat. Vědci navrhli, že dvě třetiny kvetoucích rostlin jsou polyploidy. Většina papradí a bylin jsou polyploidy, stejně jako brambory, jablka, jahody. Banány jsou zajímavým příkladem. Banány jsou triploidy a obvykle triploidní organismy se nemohou samy reprodukovat, to znamená, že jsou sterilní. To znamená, že se nemůžete dostat banánových semen k zasetí více banánů. Farmáři odřízli výhonky z rostliny, než vyrobí ovoce a dokončí svůj cyklus, a připraví novou generaci.

Co je to polyploidie? Jedná se o zděděný stav, který má více než dvě kompletní sady chromozomů. Polyploidy jsou běžné u rostlin, stejně jako u některých skupin ryb a obojživelníků. Například některé salámandry, žáby a pijavice jsou polyploidy. Mnoho z těchto polyploidních organismů je dobře přizpůsobeno prostředí.

Polyploidní předkové

Existuje mnohem méně typů polyploidních zvířat než rostlin. Přesný důvod pro to není zcela známo. Někteří vědci se domnívají, že to může být způsobeno zvýšením složitosti struktury živočišných organismů ve srovnání s rostlinami. Jiní naznačují, že polyploidie může interferovat s tvorbou gamet, buněčným dělením nebo regulací genomu. Existují však některé výjimky. Příklady polyploidie v živočišné říši jsou ryby, plazy a hmyz.

Ve skutečnosti výsledky nedávného genomového výzkumu ukazují, že mnoho druhů, které jsou v současné době diploidy, včetně lidí, bylo získáno z polyploidních předků. Tyto druhy, které přežily staré genotypové duplikace a pak snížení genomu, se nazývají paleopolyploidy.

Výhody polyploidie

Ve velkém počtu polyploidních buněk rostlin, ryb a žab, samozřejmě, by měly existovat určité výhody. Obvyklým příkladem v rostlinách je pozorování hybridní energie nebo heterosy s tím výsledkem, že polyploidní potomstvo dvou diploidních prekurzorů je energičtější a zdravější než kterýkoli ze dvou diploidních rodičů. Existuje několik možných vysvětlení tohoto zjištění. Prvním je to, že nucené párování homologních chromozomů zabraňuje rekombinaci mezi genomy původních prekurzorů a účinně udržuje heterozygotnost po generace.

Tato heterozygotnost zabraňuje hromadění recesivních mutací genomů následujících generací, čímž podporuje hybridní energii. Dalším důležitým faktorem je redundance genů v rostlinných buňkách. Vzhledem k tomu, že polyploidní potomstvo má dvakrát více kopií konkrétního genu, potomstvo je chráněno před škodlivými účinky recesivních mutací. To je zvláště důležité během fáze gametofytů.

Další výhodou poskytovanou nadměrnou pozicí genu je schopnost diverzifikovat funkci genů v průběhu času. Jinými slovy, dodatečné kopie genů, které se nevyžadují pro normální funkci těla, mohou být zcela nové a zcela odlišné, což vede k novým možnostem. V evoluční volbě hrají rozhodující roli. Polyploidy jsou důležité při vzniku nových druhů rostlin.