MIK A HAPLOID SEJTEK? - BIOLÓGIA - 2026

A haploid sejt olyan sejt, amelynek genomja egyetlen kromoszóma alapkészletből áll. A hipoid sejtek tehát olyan genomiális tartalommal rendelkeznek, amelyet az alap töltésnek n-nek hívunk. Ez az alapvető kromoszómakészlet minden fajra jellemző.

A haploid állapot nem a kromoszómák számával függ össze, hanem a kromoszómakészlet számával, amely a faj genomját képviseli. Vagyis az alapterhelése vagy száma.

Más szavakkal, ha egy faj genomját alkotó kromoszómák száma tizenkét, ez az alapszáma. Ha annak a hipotetikus szervezetnek a sejtjeiben tizenkét kromoszóma van (azaz egy bázisszámmal rendelkezik), akkor a sejt haploid.

Ha két teljes készlettel (azaz 2 X 12) van, akkor diploid. Ha három van, ez egy triploid sejt, amelynek összesen körülbelül 36 kromoszómát kell tartalmaznia, ezeknek 3 teljes készletéből származtatva.

A legtöbb, ha nem mindegyik prokarióta sejtben a genomot egyetlen DNS molekula képviseli. Bár a késleltetett megosztásos replikáció részleges diploidiat eredményezhet, a prokarióták egysejtűek és haploidok.

Általában ők egy egymolekuláris genom is. Vagyis egy genommal, amelyet egyetlen DNS molekula képvisel. Egyes eukarióta szervezetek szintén egymolekulás genomok, bár ezek szintén diploidok lehetnek.

A legtöbb genom azonban különféle DNS-molekulákra (kromoszómákra) oszlik. A teljes kromoszómakészlet tartalmazza az adott genom teljes egészét.

Haploidia az eukariótákban

Az eukarióta szervezetekben sokrétűbb és összetettebb helyzeteket találunk ploidiaik szempontjából. A szervezet életciklusától függően például olyan esetekkel találkozunk, amikor a többsejtű eukarióták életük egyik pontján diploidok lehetnek, a másikban pedig haploidok lehetnek.

Ugyanazon fajon belül előfordulhat, hogy egyes egyének diploidok, míg mások haploidok. Végül, a leggyakoribb eset, hogy ugyanaz a szervezet mind diploid sejteket, mind haploid sejteket termel.

A hipoid sejtek mitózissal vagy meiosissal fordulnak elő, de csak mitózison mennek keresztül. Vagyis egy haploid 'n' sejt osztódhat, hogy két haploid 'n' sejt keletkezzen (mitózis).

Másrészt, a diploid '2n' sejtek négy haploid 'n' sejtet (meiozis) is eredményezhetnek. De a haploid sejtek soha nem lesz képes meiosissal osztódni, mivel biológiai szempontból a meiozis azt jelenti, hogy megosszuk a kromoszómák alapszintjének csökkentésével.

Nyilvánvaló, hogy egy sejt, amelynek bázisszáma egy (azaz haploid), nem mehet keresztül reduktív megosztáson, mivel nincs olyan rész, mint a parciális genomfrakciókkal rendelkező sejtek.

Sok növény esete

A legtöbb növény életciklusa jellemző, amit úgy nevezünk, mint a generációk váltakozására. A növény életében váltakozó generációk a sporofita generáció ('2n') és a gametofita generáció ('n').

Ha az 'n' ivarsejtek fúziója során diploid '2n' zigóta alakul ki, akkor az elsõ sporofita sejt jön létre. Ezt a mitózist egymás után osztják fel, amíg a növény el nem éri a szaporodási stádiumot.

Ebben az esetben a '2n' sejtek egy meghatározott csoportjának meiotikus megosztása haploid 'n' sejtek sorozatát eredményezi, amelyek az úgynevezett gametofitát, hím vagy nőstényt képezik.

A gametofiták haploid sejtjei nem ivarsejtek. Éppen ellenkezőleg, később megoszlanak, hogy a megfelelő férfi vagy női ivarsejt kialakuljon, de mitózis útján.

Sok állat esete

Állatokban a szabály az, hogy a meiozis gametikus. Vagyis a ivarsejteket a meiosis termelte. A szervezet, általában a diploid, speciális sejtek halmazát generálja, amelyek a mitózissal való elosztás helyett meiozis útján és végleges módon teszik meg.

Vagyis a keletkező ivarsejtek képezik ennek a sejtvonalnak a végső célpontját. Természetesen vannak kivételek.

Például sok rovar esetében a fajok hímjei haploidok, mivel ezek a megtermékenyítetlen tojások mitotikus növekedése általi fejlődés eredménye. A felnőttkor elérésekor ivarsejteket is termelnek, de mitózissal.

Előnyös-e haploid lenni?

A gametákként funkcionáló hapoid sejtek képezik a szétválasztás és rekombináció révén a variabilitás generálásának alapját.

De ha nem az lett volna, hogy két haploid sejt összeolvadása lehetővé teszi azok meglétét, amelyek nem rendelkeznek (diploidok), akkor azt gondolnánk, hogy a ivarsejtek csak eszköz, és nem önmaguk célja.

Sok organizmus azonban haploid, és nem ismeri az evolúciós vagy ökológiai sikert.

Baktériumok és archaea

A baktériumok és az archaea például már régóta itt vannak, jóval a diploid organizmusok előtt, ideértve a többsejtű szervezeteket is.

Minden bizonnyal sokkal inkább a mutációra támaszkodnak, mint más folyamatok a variabilitás létrehozására. De ez a variabilitás alapvetően metabolikus.

A mutációk

Egy haploid sejtben a mutációk hatásának eredményét egyetlen generáción keresztül kell megfigyelni. Ezért bármilyen ellen vagy ellen történő mutáció nagyon gyorsan kiválasztható.

Ez nagyban hozzájárul ezen organizmusok hatékony alkalmazkodóképességéhez. Így az, ami nem előnyös a szervezetre, hasznosnak bizonyulhat a kutató számára, mivel a haploid organizmusokkal sokkal könnyebb genetikát végezni.

Valójában a haploidokban a fenotípus közvetlenül kapcsolódhat a genotípushoz, könnyebb tiszta vonalak előállítása és könnyebb azonosítani a spontán és indukált mutációk hatását.

Eukarióták és diploidok

Másrészt, eukarióta és diploid organizmusokban a haploidia tökéletes fegyver a kevésbé hasznos mutációk tesztelésére. Ha haploid gametofitot állít elő, ezek a sejtek csak egyetlen genomi tartalom ekvivalensét fejezik ki.

Vagyis a sejtek minden gén esetében hemizigóták lesznek. Ha a sejthalál ebből a betegségből származik, ez a vonal nem járul hozzá a mitózis miatt az ivarsejtekhez, így szűrőként szolgál a nemkívánatos mutációk számára.

Hasonló érvelés alkalmazható a férfiakra is, amelyek bizonyos állatokon haploidok. Ezenkívül hemizigóta az összes hordozott gén esetében.

Ha nem élnek túl, és nem érik el a reprodukciós korot, akkor nem lesz esélyük arra, hogy ezt a genetikai információt továbbadják a következő generációk számára. Más szavakkal: a kevésbé funkcionális genomok könnyebbé válnak.

Irodalom

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) A haploid és a diploid mikrobák evolúciós előnye tápanyagszegény környezetben. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Genetika: elemzés és alapelvek. McGraw-Hill Felsőoktatás, New York, NY, USA.
4. Goodenough, UW (1984), Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Bevezetés a Genetic Analysis (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Sokoldalú genetikai eszköz: haploid sejtek. Őssejtkutatás és -terápia, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.