poliploidie Este un tip de mutație genetică care constă în adăugarea unui set complet (seturi complete) de cromozomi în nucleul celular, constituind perechi omoloage. Acest tip de mutație cromozomială este cea mai comună dintre euploidii și se caracterizează prin faptul că organismul poartă trei sau mai multe seturi complete de cromozomi..
Un organism (de obicei diploid = 2n) este considerat poliploid atunci când dobândește unul sau mai multe seturi complete de cromozomi. Spre deosebire de mutațiile punctuale, inversiunile cromozomiale și duplicările, acest proces este pe scară largă, adică are loc pe seturi complete de cromozomi.
În loc să fie haploid (n) sau diploid (2n), un organism poliploid poate fi tetraploid (4n), octoploid (8n) sau mai mare. Acest proces de mutație este destul de frecvent la plante și este rar la animale. Acest mecanism poate crește variabilitatea genetică a organismelor sesile care nu sunt capabile să se deplaseze dintr-un mediu în altul..
Poliploidia are o mare importanță în termeni evolutivi în anumite grupuri biologice, unde constituie un mecanism frecvent pentru generarea de noi specii, deoarece sarcina cromozomială este o condiție moștenită..
Indice articol
Tulburările numărului de cromozomi pot apărea atât în natură, cât și la populațiile stabilite în laborator. Ele pot fi induse și cu agenți mutageni precum colchicina. În ciuda preciziei incredibile a meiozei, aberațiile cromozomiale apar și sunt mai frecvente decât s-ar putea crede.
Poliploidia apare ca urmare a unor modificări care pot apărea în timpul meiozei, fie în prima diviziune meiotică, fie în timpul profazei, în care cromozomii omologi sunt organizați în perechi pentru a forma tetrade și o nedisjunctiune a acestora din urmă are loc în timpul anafazei I.
Poliploidia este importantă, deoarece este un punct de plecare pentru a provoca specii noi. Acest fenomen este o sursă importantă de variație genetică, deoarece dă naștere la sute sau mii de loci duplicat care sunt lăsați liberi pentru a obține noi funcții..
La plante este deosebit de important și destul de răspândit. Se estimează că peste 50% din plantele cu flori au provenit din poliploidie.
În majoritatea cazurilor, poliploizii diferă fiziologic de speciile originale și din această cauză pot coloniza medii cu caracteristici noi. Multe specii importante din agricultură (inclusiv grâul) sunt poliploide de origine hibridă.
Poliploidiile pot fi clasificate în funcție de numărul de seturi sau seturi de cromozomi complete prezente în nucleul celular.
În acest sens, un organism care conține „trei” seturi de cromozomi este „triploid”, „tetraploid” dacă conține 4 seturi de cromozomi, pentaploid (5 seturi), hexaploidae (6 seturi), heptaploid (șapte seturi), octoploid ( opt jocuri), nonaploidae (nouă jocuri), decaploid (10 jocuri) și așa mai departe.
Pe de altă parte, poliploidiile pot fi clasificate și în funcție de originea dotărilor cromozomiale. În această ordine de idei, un organism poate fi: autopoliploid sau alopoliploid.
Un autopoliploid conține mai multe seturi de cromozomi omologi derivați de la același individ sau de la un individ aparținând aceleiași specii. În acest caz, poliploizii sunt formați prin unirea gametilor nereduși de organisme compatibile genetic care sunt catalogate ca aceeași specie..
Un alopoliploid este un organism care conține seturi de cromozomi neomologi datorită hibridizării între diferite specii. În acest caz, poliploidia apare după hibridizare între două specii înrudite..
Poliploidia este rară sau rară la animale. Cea mai răspândită ipoteză care explică frecvența scăzută a speciilor poliploide la animalele superioare este că mecanismele lor complexe de determinare a sexului depind de un echilibru foarte delicat în numărul de cromozomi și autozomi sexuali..
Această idee a fost menținută în ciuda faptului că s-au acumulat dovezi ale animalelor care există ca poliploizi. Se observă, în general, la grupuri inferioare de animale, cum ar fi viermii și o mare varietate de viermi plati, unde indivizii au de obicei atât gonade masculine, cât și femele, facilitând auto-fertilizarea..
Speciile cu această ultimă afecțiune se numesc hermafrodite auto-compatibile. Pe de altă parte, poate apărea și în alte grupuri ale căror femele pot da descendenți fără fertilizare, printr-un proces numit partenogeneză (care nu implică un ciclu sexual meiotic normal)
În timpul partenogenezei, descendenții sunt produși practic prin divizarea mitotică a celulelor parentale. Aceasta include multe specii de nevertebrate precum gândaci, izopode, molii, creveți, diferite grupuri de arahnide și unele specii de pești, amfibieni și reptile..
Spre deosebire de plante, speciația prin poliploidie este un eveniment excepțional la animale.
Rozătoarea Tympanoctomys barriere este o specie tetraploidă care are 102 cromozomi pe celulă somatică. De asemenea, are un efect „gigantic” asupra spermei tale. Această specie alopoliploidă a provenit probabil din apariția mai multor evenimente de hibridizare a altor specii de rozătoare, cum ar fi Octomys mimax Da Pipanacoctomys aureus.
Poliploidia este neobișnuită la vertebrate și este considerată irelevantă în diversificarea grupurilor precum mamiferele (spre deosebire de plante) din cauza perturbărilor care apar în sistemul de determinare a sexului și în mecanismul de compensare a dozei..
Se estimează că cinci din 1000 de oameni se nasc cu defecte genetice grave atribuite anomaliilor cromozomiale. Chiar și mai mulți embrioni cu defecte cromozomiale se avortează și mulți alții nu ajung niciodată la naștere..
Poliploidiile cromozomiale sunt considerate letale la om. Cu toate acestea, în celulele somatice, cum ar fi hepatocitele, aproximativ 50% dintre acestea sunt în mod normal poliploide (tetraploid sau octaploid)..
Cele mai frecvent detectate poliploidii la speciile noastre sunt triploidii și tetraploidii complete, precum și mixoidele diploid / triploid (2n / 3n) și diploid / tetraploid (2n / 4n)..
În acesta din urmă, coexistă o populație de celule diploide normale (2n), cu alta care are 3 sau mai mulți multipli haploizi de cromozomi, de exemplu: triploid (3n) sau tetraploid (4n).
Triploidiile și tetraplodia la om nu sunt viabile pe termen lung. Decesul la naștere sau chiar la câteva zile după naștere a fost raportat în majoritatea cazurilor, variind de la mai puțin de o lună la maximum 26 de luni..
Existența a mai mult de un genom în același nucleu a jucat un rol important în originea și evoluția plantelor, fiind poate cea mai importantă alterare citogenetică în speciația și evoluția plantelor. Plantele au fost poarta de acces către cunoașterea celulelor cu mai mult de două seturi de cromozomi pe celulă.
De la începutul numărărilor cromozomiale, s-a observat că o mare varietate de plante sălbatice și cultivate (inclusiv unele dintre cele mai importante) sunt poliploide. Aproape jumătate din speciile cunoscute de angiosperme (plante cu flori) sunt poliploide, la fel, majoritatea ferigilor (95%) și o mare varietate de mușchi.
Prezența poliploidiei în plantele gimnosperme este rară și foarte variabilă în grupurile de angiosperme. În general, s-a subliniat că plantele poliploide sunt extrem de adaptabile, putând ocupa habitate pe care strămoșii lor diploizi nu le-au putut. În plus, plantele poliploide cu mai multe copii genomice acumulează o „variabilitate” mai mare.
În cadrul plantelor, poate că alopoliploizii (mai frecvenți în natură) au jucat un rol fundamental în speciația și radiația adaptativă a multor grupuri..
La plante, poliploidia poate proveni din mai multe fenomene diferite, probabil cele mai frecvente fiind erorile din timpul procesului de meioză care dau naștere la gameți diploizi..
Mai mult de 40% dintre plantele cultivate sunt poliploide, inclusiv lucernă, bumbac, cartofi, cafea, căpșuni, grâu printre altele, fără o relație între domesticire și poliploidie a plantelor..
De când colchicina a fost pusă în aplicare ca agent de inducere a poliploidiei, a fost utilizată în plantele de cultură din trei motive:
-Pentru a genera poliploidie la anumite specii importante, ca o încercare de a obține plante mai bune, deoarece în poliploide există de obicei un fenotip în care există o creștere notabilă a „gigabytes” datorită faptului că există un număr mai mare de celule. Acest lucru a permis progrese notabile în horticultură și în domeniul îmbunătățirii genetice a plantelor..
-Pentru poliploidizarea hibrizilor și pentru recâștigarea fertilității în așa fel încât unele specii să fie reproiectate sau sintetizate.
-Și, în cele din urmă, ca o modalitate de a transfera gene între specii cu diferite grade de ploidie sau în cadrul aceleiași specii..
În cadrul plantelor, un poliploid natural de mare importanță și deosebit de interesant este grâul de pâine, Triticum aestibum (hexaploid). Împreună cu secara, a fost construit intenționat un poliploid numit „Triticale”, un alopoliploid cu productivitate ridicată a grâului și robustețea secarei, care are un potențial mare.
Grâul din plantele cultivate a fost remarcabil de esențial. Există 14 specii de grâu care au evoluat prin alopoliploidie și formează trei grupuri, unul din 14, altul din 28 și ultimul din 42 de cromozomi. Primul grup include cele mai vechi specii din gen T. monococcum Da T. boeoticum.
Al doilea grup este alcătuit din 7 specii și derivă aparent din hibridizarea T. boeoticum cu o specie de plantă sălbatică de alt gen numită Aegilops. Traversarea produce un hibrid steril viguros care prin duplicarea cromozomilor poate duce la un alotetraploid fertil.
Al treilea grup de 42 de cromozomi este locul în care se află grâul de pâine, care probabil a apărut prin hibridizarea unei specii tertraploidiene cu o altă specie din Aegilops urmată de o duplicare a complementului cromozomial.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.