Poliploidalność: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Kenraiz (dyskusja | edycje)
drobne redakcyjne
Linia 1:
'''Poliploidalność''' - występuje, gdy dany organizm ma więcej niż dwa kompletne zestawy [[chromosom]]ów. Organizm taki nazywa się '''poliploidalnym''', '''[[poliploidPolieuploidia|poliploidem]]em''' lub '''polieuploidem'''. Takie zwiększenie ilości zestawów chromosomów dzieje się w trakcie tworzenia gamet, gdy po podziale chromosomów nie nastąpi podział komórki.
 
==Wprowadzenie==
 
== Wprowadzenie ==
[[Plik:Wheat P1210892.jpg|thumb|300px|Heksaploid ''Triticum aestivum'', pszenica wykorzystywana do produkcji chleba]]
 
Gatunki z potrójnym zestawem chromosomów nazywa się '''triploidami''', z poczwórnym '''tetraploidami''' itd. Aby uniknąć pomyłek ustalono, że podstawową [[haploidalnośćHaploid|haploidalną]] liczbę chromosomów oznacza się jako ''x'', natomiast aktualną haploidalną liczbę jako ''n''. Na przykład heksaploidalna pszenica zwyczajna (''Triticium aestivum'') zachowuje się jak diploid (jest funkcjonalnym diploidem) i ma liczbę diploidalną ''2n = 6x'', haploidalną ''n = 3x''.
 
Należy zaznaczyć, iż tylko parzyste poliploidy są płodne (na drodze [[mejoza|mejotycznego podziału]] nieparzysta liczba chromosomów nie rozdzieli się po równo). Dlatego komórki poliploidalne muszą zachowywać się jak komórki diploidalne, aby ich chromosomy były w stanie wytwarzać homologiczne pary.
 
Dla zwierząt poliploidyzacja ma zwykle skutki [[letalnośćDawka śmiertelna|letalne]] (śmiertelne) lub jest powodem występowania poważnych zaburzeń. Istniejące nieliczne gatunki poliploidalne są [[hermafrodytyzmobojnactwo|hermafrodytami]] (np. niektóre [[dżdżownicowate|dżdżownice]] i [[płazińce]]) lub są [[partenogeneza|partenogenetyczne]] (niektóre [[chrząszcze]], [[ćmy]], [[skorupiaki]], [[ryby]] i [[salamandrowate|salamandry]]). Zwierzęta partenogenetyczne zwykle podwajają swoją liczbę chromosomów poprzez [[endomitoza|endomitozę]] ([[replikacja]] bez podziału tuż przez [[mejoza|mejozą]]). [[Rośliny]] są bardziej tolerancyjne jeśli chodzi o liczbę chromosomów i jest ona bardzo powszechna wśród nich. Wg różnych szacunków od 35%<ref name=ewolucja>{{cytuj książkę|imię=Douglas J. |nazwisko=Futuyma |tytuł=Ewolucja |edycja= |miejsce=Warszawa |rok=2008 |wydawca=Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego |isbn =83-235-0577-8}}</ref> do 47%<ref>{{cytuj pismo |nazwisko =Stebbins |imię =G.L. |nazwisko2=Ayala |imię2= F.J. |autor link = |tytuł =The evolution of Darwinism |czasopismo =Scientific American |numer = |wydanie = 253(1) |strony =54—64 |data =1985 |wydawca = |miejsce = |issn = |doi = }}</ref> wszystkich [[rośliny kwiatowenasienne|roślin kwiatowych]] ma liczbę chromosomów będącą wielokrotnością najniższej liczby występującej w danym rodzaju. Ok. 75% [[rośliny naczyniowe|roślin naczyniowych]] odziedziczyło najprawdopodobniej zwielkrotnione zestawy chromosomów od dawnego, poliploidalnego przodka<ref name=ewolucja/>. We florze środkowej Europy mniej więcej połowa roślin jest naturalnymi lub wytworzonymi przez człowieka poliploidami (można tego dokonać np. poprzez zastosowanie [[kolchicyna|kolchicyny]], która niszczy [[Wrzeciono podziałowe|wrzeciono kariokinetyczne]] uniemożliwiając podział komórki). Jako przykłady można podać [[pszenżyto]], ziemniaki, wiele roślin ozdobnych i traw, drzewa owocowe. Odznaczają się one większymi rozmiarami, większą żywotnością i odpornością (dają więc także większe plony).
 
Jednak w przypadku roślin możliwość krzyżowania jest bardziej skomplikowana. Nowy poliploid może dawać płodne potomstwo tylko wtedy, gdy jego gamety połączą się z gametami o tym samym stopniu ploidalności. Dlatego też poliploidyzacja jest u roślin ważnym mechanizmem [[specjacjaPowstawanie gatunków|specjacji]]. Na przykład, jeśli tetraploid wytworzy gamety o liczbie chromosomów ''2x'' i połączą się one z gametami haploidalnymi ''x'', potomstwo będzie triploidem (''3x'', a więc będzie bezpłodne). W takim wypadku płodność może odzyskać jedynie gdy powstaną w nim komórki heksaploidalne (na skutek nieprawidłowej [[mitoza|mitozy]]), które to komórki będą w stanie tworzyć żywotne gamety. Wiele roślin jest zdolnych do [[rozmnażanie wegetatywnebezpłciowe|rozmnażania wegetatywnego]], które pozwala im "przeczekać" do czasu przywrócenia płodności. Rośliny mają także przewagę ze względu na brak komórek szlaku płciowego (z każdej komórki zdolnej do podziału może powstać klon, u którego w [[gametofit|gametoficie]] może dojść do podwojenia ilości chromosomów i odzyskania płodności).
 
Istnieją przesłanki, jakoby poliploidyzacja miała miejsce w linii rozwojowej [[strunowce|strunowców]].
 
'''UWAGA!'''
Nie należy mylić poliploidalności z [[aneuploidalnośćAneuploidia|aneuploidalnością]], która charakteryzuje się niewłaściwą liczbą pojedynczych chromosomów.
 
== Charakterystyka poliploidów i zastosowanie poliploidalności ==
Poliploidy bardzo często powiększają komórki (zwłaszcza u roślin, co prowadzi do [[gigantyzm]]u, u zwierząt zwykle się go nie obserwuje, co jest prawdopodobnie zasługą sprawniejszych mechanizmów regulacji rozwoju - większe komórki są rekompensowane ich mniejszą liczbą). Poliploidy dojrzewają wolniej w porównaniu z osobnikami diploidalnymi. Poliploidalność często jest wykorzystywana dla zwiększania atrakcyjności produktów (np. większe komórki poprawiają strukturę owoców i warzyw takich jak truskawki, jabłka czy ziemniaki). Sterylność triploidów jest przydatna przy produkcji owoców beznasiennych (np. beznasienne ogórki są mniej gorzkie). Poliploidyzacja prowadzi do stabilizacji genomów (może eliminować skrajne genotypy).
 
== Kompleksy poliploidalne ==
Kompleksem poliploidalnym nazywamy grupę spokrewnionych organizmów o różnym stopniu ploidalności. Gatunki należące do grupy krzyżują się między sobą, a ponieważ każdy mieszaniec podwaja swoją liczbę chromosomów aby odzyskać płodność, poziom ploidalności w grupie stopniowo wzrasta. Początkowo kompleks składa się z wielu gatunków diploidalnych i kilku poliploidalnych, które się rozpowszechniają. Kompleks dojrzewa po ok. 500 tysiącach do 10 milionach lat, wtedy gatunki diploidalne stają się rzadsze, żyją w izolowanych środowiskach. Pierwotne diploidy zaczynają zanikać. W końcu pozostaje już tylko kilka gatunków o wysokiej ploidalności.
 
== Introgresja ==
Introgresją nazywa się przepływ genów z jednego gatunku do innego. Zazwyczaj dotyczy mieszańców między gatunkami z różnym stopniem ploidalności i prowadzi do jej wzrostu. Ponieważ gatunki podwajają liczbę chromosomów w celu odzyskania płodności, następuje [[introgresja]], czyli przejście genów z gatunku o niższej do wyższej ploidalności. Proces ten nie może zachodzić w odwrotnym kierunku.
 
== Autopoliploidy, allopoliploidy i allotetraploidy ==
'''Autopoliploidy''' mają zwiększoną liczbę chromosomów pochodzącą z tego samego gatunku (lub nawet tego samego osobnika). Jest to rezultat błędów w [[mitoza|podziale mitotycznym]] lub produkcji gamet o niezredukowanej liczbie chromosomów (po błędach w drugim podziale mejotycznym). Ponieważ posiadanie trzech lub więcej [[chromosomy homologiczne|chromosomów homologicznych]] uniemożliwia powstanie prawidłowych [[biwalenty|biwalentówbiwalent]]ów w mejozie, tworzą się wtedy [[multiwalenty]] - trzy lub więcej połączone chromosomy. Powstałe później gamety są niekompletne, a więc organizm jest bezpłodny.
 
W przeciwieństwie do autopoliploidów, '''allopoliploidy''' są wynikiem tworzenia mieszańców (po łączeniu gamet spokrewnionych gatunków). Diploidalny mieszaniec może mieć na tyle różne dwa zestawy chromosomów, że w mejozie nie dochodzi między nimi do tworzenia biwalentów. Rezultatem są nieprawidłowe lub nieżywotne gamety.
Linia 34 ⟶ 33:
Nieprawidłowy rozdział jąder potomnych w mitozie może podwoić liczbę chromosomów w komórce, co prowadzi do powstania '''allotetraploida'''. Każdy chromosom łączy się wtedy ze swoją własną kopią, tworząc parę. Powstałe gamety będą miały podwojoną liczbę chromosomów ''n = 2x''.
 
== Zobacz też ==
* [[polieuploidia]]
* [[Aneuploidia|aneuploidy]]
 
{{Przypisy}}
 
== Bibliografia ==
{{Bibliografia start}}
* Winter P.C., Hickey G.I., Fletcher H.L., '''Genetyka''', Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005, ISBN 83-01-14259-6