AUTOPOLIPLOIDIA: POLIPLOIDIA, ALLOPOLIPLOIDOK ÉS AUTOPOLIPLOIDOK - BIOLÓGIA - 2026

Az autopoliploidía egy olyan poliploidia típus (olyan sejtek, amelyeknek a magjában kettőnél több kromoszómakészlet található), amelyben egy szervezet vagy faj kettő vagy több azonos kromoszómakészlettel rendelkezik. Ezért ugyanazon faj kromoszómáinak csoportjának megkettőzésének eredménye.

A növényekkel végzett tanulmányok alapján úgy döntöttek, hogy a poliploidok osztályozására szolgáló kritériumoknak a származási módjuktól kell kezdődniük. A növényekben és az állatokban egyaránt előforduló mechanizmusok sokfélesége lehetővé teszi a poliploidia két nagy osztályának felépítését: az autopoliploidia és az allopoliploidia.

Tigridia pavonia. Rjcastillo, a Wikimedia Commonsból

Autopoliploidia esetén több mint két azonos kromoszómacsoport van kombinálva, így a sejtnek több mint két csoportja van a szülõktõl örökölt haploid kromoszómákból. A szülőknek ez a két kromoszómakészlete megismétlődik a gyermekekben, és új faj származhat.

A kromoszómák több típusa létezik: haploid (egyszeres), diploid (kettős), triploid (hármas) és tetraploid (négyszeres). A hármasok és négyszögek tehát a poliploidia példái.

Azok az élőlények, amelyek sejtjei nukleárisak (eukarióták), diploidok, ami azt jelenti, hogy két kromoszómacsoportuk van, mindegyik csoport a szülőtől származik. Egyes élőlényekben (főleg növényekben) azonban gyakori a poliploidia.

Poliploidiát

A poliploidia azon sejtek állapota, amelyeknek a magjában kettőnél több kromoszómakészlet van, amely homológ párokat alkot.

A poliploidia a sejtosztódás rendellenessége miatt jelentkezhet. Ez történhet mitózis (szomatikus sejtek sejtosztása) vagy a meiosis I. metafázisa során (nemi sejtek sejtmegosztása).

Ezt az állapotot stimulálhatják a sejttenyészetekben és növényekben is, kémiai induktorok felhasználásával. A legismertebb a kolchicin, amely kromoszóma-duplikációt eredményezhet, például az oryzalin.

Ezenkívül a poliploidia a szimmetrikus specifikáció mechanizmusa, azaz egy faj kialakulása anélkül, hogy két populáció között földrajzi akadályt kellene előzetesen kialakítani. Ennek oka az, hogy a poliploid organizmusok a legtöbb esetben nem képesek keresztezni a fajuk más tagjaival, amelyek diploidok.

A poliploidia példája az Erythranthe peregrina növény: ennek a növénynek a kromoszómális szekvenciája megerősítette, hogy a faj az Erythranthe robertsii-ből származik, amely egy steril triploid hibrid az Erythranthe guttata és az E. Erythranthe lutea keresztezéséből. Ezeket a fajokat egy másik élőhelyről hozták az Egyesült Királyságba.

Az új ökoszisztémában való honosítás után az Erythranthe peregrina új populációi megjelentek Skóciában és az Orkney-szigeteken az Erythranthe robertsii helyi populációinak genomjának megkettőződése miatt.

Hogyan történik az autopoliploidia?

Az autopoliploidia a faj által tapasztalt különböző folyamatok eredményeként fordulhat elő:

• Egyszerű genomikus duplikáció a csírasejt-megoszlás hibáiból, mitotikus megosztás után
• A ivarsejtek előállítása és megtermékenyítése nem csökken a sejtosztódás hibájával, meiozis után (állatokban ez alapvetően a tojásokban fordul elő)
• Polyspermia, amikor egy tojást egynél több sperma megtermékenyít

Ezen kívül vannak olyan külső tényezők, mint például a szaporodás módja és a környezeti hőmérséklet, amelyek növelhetik az autopoliploid előállítás gyakoriságát és mennyiségét.

Az autopoliploidok néha a szomatikus genom spontán párhuzamos formájában jelentkeznek, mint az almacsírák (Malus domesticus) esetében.

Ez a mesterségesen indukált poliploidia leggyakoribb formája, ahol protoplaszt fúziót vagy kolchicinnel, oryzalinnal vagy mitotikus inhibitorokkal történő kezelést alkalmaznak a normál mitotikus megoszlás megszakításához.

Ez a folyamat aktiválja a poliploid sejtek termelődését és nagyon hasznos lehet a növények javításában, különösen akkor, ha az introgressziót (a gének egyik fajról a másikra történő mozgatása hibridizációval, majd visszahúzással) kívánjuk alkalmazni növények tölgy és nyír esetében. valamint farkasok és prérifarkasok állatoknál.

Mi az autotriploidia?

Az autotriploidia olyan állapot, amikor a sejtek hármas számú kromoszómát tartalmaznak ugyanabból a fajból, három azonos genomot mutatva. A növényekben az autotriploidia az apomiktikus párzáshoz kapcsolódik (vetőmagokon történő szaporodás).

A mezőgazdaságban az autotriploidia vetőmaghiányhoz vezethet, mint a banán és a görögdinnye esetében. A triploidyt a lazac- és pisztrángtenyészetben is alkalmazzák a sterilitás indukálására.

A triploid kölykök sterilek ("triploid blokk" jelenség), de alkalmanként hozzájárulhatnak a tetraploid képződéshez. A tetraploidia felé vezető utat "triploid hídnak" nevezzük.

Allopolipolidek és autopoliploidok

Az alloppoliploidok olyan fajok, amelyek sejtjeiben több mint három kromoszómakészlet található, és gyakrabbak, mint az autopoliploidok, de az autopoliploidok nagyobb jelentőséggel bírnak

Az autopoliploidok olyan poliploidok, amelyek több kromoszómacsoportot tartalmaznak ugyanabból a taxonból (tudományos osztályozási csoport). A természetes autopoliploidokra példa a malacka növény (Tolmiea menzisii) és a fehér tojás (Acipenser transmontanum).

Az autopoliploidoknak legalább három homológ kromoszómacsoportja van, ez a párzás magas százalékát okozza a meiozis során és csökkenti a termékenységet társulással.

A természetes autopoliploidokban a szabálytalan kromoszómák párosulása a meiozis során sterilitást okoz, mivel a multivalens képződés zajlik.

Az egyik faj az autopoliploidiaból származik, ha a populációban levő organizmusok petesejtjeinek és spermáinak véletlenszerűen megkétszereződött a kromoszómáinak száma, és amikor egymással szaporodnak, tetraploid utódokat generálnak.

Ha ezek az utódok párosulnak egymással, akkor a népesség többi részétől genetikailag izolált termékeny tetraploid utódok keletkeznek. Így az egygenerációs autopoliploidia akadályt képez a génáramlásban érlelő fajok és szülő fajuk között.

Irodalom

1. Campbell, NA és Reece, JB (2007). Biológia. Madrid: szerkesztő Médica Panamericana.
2. Gregory T. (2005). A genom evolúciója. San Diego: Elservier Academic Press.
3. Hassan Dar, T. és Rehman, R. (2017). Poliploidia: Recen trendek és jövőbeli kilátások. Újdelhi: Springer.
4. Jenkins, J. (1986). Genetika. Barcelona: szerkesztõi fordító.
5. Niklas, K. (1997). A növények evolúciós biológiája. Chicago: A University of Chicago Press.