- polyploidy
- Ako sa vyskytuje autopolyploidia?
- Čo je to autotriploidia?
- Allopolipolidy a autopolyploidy
- Referencie
Autopoliploidía je druh polyploidie (buniek, ktoré majú viac ako dve sady chromozómov v jadre), v ktorom organizmus alebo druh má dve alebo viac sád chromozómov. Je to preto výsledok duplikácie skupiny chromozómov toho istého druhu.
Na základe štúdií vykonaných s rastlinami sa rozhodlo, že kritériá, ktoré by sa mali použiť na klasifikáciu polyploidov, by mali vychádzať z ich spôsobu pôvodu. Rôzne mechanizmy, ktoré sa vyskytujú u rastlín aj zvierat, nám umožňujú štruktúrovať dve veľké triedy polyploidie: autopolyploidiu a alopolyploidiu.
Tigridia pavonia. Autor: Rjcastillo, z Wikimedia Commons
V prípade autopolyploidie sa kombinujú viac ako dve skupiny identických chromozómov, takže bunka má viac ako dve skupiny haploidných chromozómov zdedených od rodičov. Tieto dve sady chromozómov rodičov sú u detí duplikované, pretože môžu pochádzať z nových druhov.
Existuje niekoľko typov chromozómov: haploid (jednoduchý), diploid (double), triploid (triple) a tetraploid (quadruple). Trojice a štvornásobky sú teda príkladmi polyploidie.
Živé bytosti, ktoré majú bunky s jadrom (eukaryoty), sú diploidné, čo znamená, že majú dve skupiny chromozómov, pričom každá skupina pochádza od rodiča. Avšak u niektorých živých bytostí (hlavne rastlín) je bežné nájsť polyploidiu.
polyploidy
Polyploidia je stav buniek, ktoré majú vo svojom jadre viac ako dve sady chromozómov, ktoré tvoria páry nazývané homológy.
Polyploidia sa môže objaviť v dôsledku abnormality bunkového delenia. Môže sa to stať počas mitózy (bunkové delenie somatických buniek) alebo počas metafázy I meiózy (bunkové delenie pohlavných buniek).
Tento stav môže byť tiež stimulovaný v bunkových kultúrach a rastlinách pomocou chemických induktorov. Najznámejšie sú kolchicín, ktorý by mohol spôsobiť duplikáciu chromozómov, napríklad oryzalín.
Ďalej je polyploidia sympatickým špekulatívnym mechanizmom, tj formovaním druhu bez predchádzajúceho vytvorenia geografickej bariéry medzi dvoma populáciami. Deje sa tak preto, lebo polyploidné organizmy sa väčšinou nemôžu krížiť s inými členmi svojho druhu, ktoré sú diploidné.
Príkladom polyploidie je rastlina Erythranthe peregrina: chromozomálna sekvencia tejto rastliny potvrdila, že druh pochádza z Erythranthe robertsii, sterilného triploidného hybridu z kríženia medzi Erythranthe guttata a E. Erythranthe lutea. Tieto druhy boli privezené do Spojeného kráľovstva z iného biotopu.
Po naturalizácii v novom ekosystéme sa v Škótsku a na Orkneyských ostrovoch objavili nové populácie erytrantheistickej peregriny kvôli duplikácii genómu miestnych populácií erytranthe robertsii.
Ako sa vyskytuje autopolyploidia?
Autopolyploidia sa môže vyskytnúť v dôsledku rôznych procesov, ktoré zažívajú druhy:
- Jednoduchá genómová duplikácia v dôsledku defektov v delení zárodočných buniek po mitotickom delení
- Produkcia a hnojenie gamét neznížené chybou bunkového delenia, po meióze (u zvierat sa v zásade vyskytuje vo vajciach)
- Polyspermia, ktorá je vtedy, keď je vajíčko oplodnené viac ako jedným spermiím
Okrem toho existujú vonkajšie faktory, ako napríklad spôsob rozmnožovania a teplota prostredia, ktoré môžu zvýšiť frekvenciu a množstvo výroby autopolyploidov.
Autopolyploidy sa niekedy objavujú spontánnou duplikáciou somatického genómu, ako v prípade klíčkov jabĺk (Malus domesticus).
Toto je najbežnejšia forma umelo vyvolanej polyploidie, pri ktorej sa na narušenie normálneho mitotického delenia používajú metódy ako fúzia protoplastov alebo liečba kolchicínom, oryzalínom alebo mitotickými inhibítormi.
Tento proces aktivuje produkciu polyploidných buniek a môže byť veľmi užitočný pri zdokonaľovaní rastlín, najmä ak chcete aplikovať introgresiu (presun génov z jedného druhu na druhý hybridizáciou s následným spätným krížením) v prípade dubu a brezy v rastlinách. a prípad vlkov a kojotov u zvierat.
Čo je to autotriploidia?
Autotriploidia je stav, pri ktorom bunky obsahujú trojnásobný počet chromozómov z toho istého druhu, ktoré vykazujú tri identické genómy. V rastlinách súvisí autotriploidia s apomiktickým párením (rozmnožovanie pomocou semien).
V poľnohospodárstve môže autotriploidia viesť k nedostatku semien, ako v prípade banánov a vodových melónov. Triploidita sa tiež používa na kultiváciu lososa a pstruha na vyvolanie sterility.
Triploidné šteňatá sú sterilné (jav „bloidných blokov“), ale občas môžu prispievať k tvorbe tetraploidov. Táto cesta k tetraploidii sa nazýva „triploidný most“.
Allopolipolidy a autopolyploidy
Alopolyploidy sú druhy, ktoré majú vo svojich bunkách viac ako tri sady chromozómov a sú častejšie ako autopolyploidy, ale autopolyploidy majú väčší význam.
Autopolyploidy sú polyploidy s niekoľkými skupinami chromozómov odvodených od toho istého taxónu (skupina vedeckej klasifikácie). Príkladmi prírodných autopolyploidov sú rastlina na chrbte (Tolmiea menzisii) a jeseter biely (Acipenser transmontanum).
Autopolyploidy majú najmenej tri skupiny homológnych chromozómov, čo spôsobuje vysoké percento párenia počas meiózy a zníženú plodnosť asociáciou.
U prírodných autopolyploidov spôsobuje párovanie nepravidelných chromozómov počas meiózy sterilitu, pretože dochádza k multivalentnej tvorbe.
Druh pochádza z autopolyploidie, ak majú vajíčka a spermie v organizme v populácii náhodne dvojnásobný počet chromozómov a keď sa vzájomne rozmnožujú, vytvárajú potomkovité tetraploidné.
Ak sa títo potomkovia spoja, generuje sa plodné tetraploidné potomstvo geneticky izolované od zvyšku populácie. Autopolyploidia jednej generácie tak vytvára bariéru pre tok génov medzi dozrievajúcimi druhmi a ich rodičovskými druhmi.
Referencie
- Campbell, NA a Reece, JB (2007). Biology. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
- Gregory, T. (2005). Vývoj genómu. San Diego: Elservier Academic Press.
- Hassan Dar, T. a Rehman, R. (2017). Polyploidy: nové trendy a výhľady do budúcnosti. Naí Dillí: Springer.
- Jenkins, J. (1986). Genetics. Barcelona: Redakcia Reverté.
- Niklas, K. (1997). Evolučná biológia rastlín. Chicago: University of Chicago Press.