MONOPLOIDY: JAK K TOMU DOCHÁZÍ, ORGANISMY, FREKVENCE A UŽITEČNOST - BIOLOGIE - 2025

Monoploidía se vztahuje k počtu chromozomů, které je základní chromozomu (x) v organismu; To znamená, že homologní páry se v chromosomální sadě nenacházejí. Monoloidy jsou charakteristické pro haploidní (n) organismy, ve kterých je pouze jeden chromozom pro každý typ.

Monoploidní organismus nese jediný soubor chromozomů po většinu svého životního cyklu. V přírodě jsou celé organismy s tímto typem euploidy vzácné. Naproti tomu polyploidie je rozšířenějším typem euploidie u vyšších organismů, jako jsou rostliny.

Zdroj: pixabay.com

Polyploidy je vlastnictvím několika sad homologních chromozomů v genomu. Potom mohou existovat triploidní organismy (3n), tetrapolidy (4n) atd., Podle počtu úplných sad přítomných v buněčném jádře.

Na druhé straně, podle původu chromozomů, může být polyploidní jedinec autopolyploid (autoploid), když chromozomální nadace pocházejí z jediného druhu nebo alopolyploid (alloploid), když pocházejí z několika evolučně blízkých druhů.

Monoploidy a haploidy

Monoploidie by neměla být zaměňována s existencí haploidních buněk. Haploidní číslo (n), které se v mnoha případech používá k popisu chromozomální zátěže, se přísně týká počtu chromozomů v gametách, které jsou samičími nebo samčími reprodukčními buňkami.

U většiny zvířat a v mnoha známých rostlinách se počet monoploidů shoduje s počtem haploidů, a proto je možné zaměnitelně použít „n“ nebo „x“ (nebo například 2n a 2x). Avšak u druhů, jako je pšenice, což je druh hexaploidů, se tyto chromozomové výrazy neshodují.

U pšenice (Triticum aestivum) se monoploidní číslo (x) neshoduje s haploidním číslem (n). Pšenice má 42 chromozomů a je také hexaploidním druhem (alopolyploid), protože jeho chromozomální sady nepocházejí z jediného rodičovského druhu); Tento druh má šest sad sedmi docela podobných chromozomů, které však nejsou totožné.

6X = 42, což znamená, že monoploidní číslo je x = 7. Na druhé straně, gamety pšenice obsahují 21 chromozomů, takže 2n = 42 an = 21 ve své chromozomální nadaci.

Jak se to stane?

V zárodečných buňkách monoploidního organismu se meióza normálně nevyskytuje, protože chromozomy nemají své protějšky, se kterými by se mohly spárovat. Z tohoto důvodu jsou monoploidy typicky sterilní.

Hlavním důvodem existence monoploidů jsou mutace způsobené chybami při separaci homologních chromozomů během meiózy.

Monoloidní organismy?

Monoploidní jedinci se mohou v populacích vyskytovat přirozeně jako vzácné chyby nebo odchylky. Jako monoploidní jedinci lze uvažovat o gametofytických fázích nižších rostlin a samců organismů sexuálně určených haploidií.

Ten se vyskytuje v mnoha řádech hmyzu, včetně hymenoptera s kastami (mravenci, vosy a včely), homopterany, třásničky Coleoptera a některých skupin pavouků a rotiferů.

Ve většině těchto organismů jsou muži obvykle monoploidní, protože pocházejí z nefertilizovaných vajec. Monoploidním organismům se obvykle brání v produkci plodných potomků, ale ve většině z nich se produkce gamet vyskytuje normálně (mitotickým dělením), protože jsou již přizpůsobeny.

Monoploidie a diploidie (2n) se nacházejí v celém živočišném a rostlinném království a tyto podmínky se vyskytují během jejich normálního životního cyklu. Například u lidského druhu je část životního cyklu, přestože jsou diploidními organismy, odpovědná za generování monoploidních buněk (haploid) za tvorbu zygoty.

Totéž se vyskytuje ve většině vyšších rostlin, kde pylové a ženské gamety mají monoploidní jádra.

Frekvence monoploidie

Haploidní jedinci se jako abnormální stav vyskytují častěji v rostlinné říši než v živočišné říši. V této poslední skupině je opravdu málo odkazů na přírodní nebo způsobené monoploidy.

Dokonce iu některých organismů, které byly rozsáhle studovány s Drosophilou, nebyly haploidy nikdy nalezeny. U některých haploidních tkání se však našli diploidní jedinci.

Jiné případy monoploidie popsané v živočišné říši jsou mloky vyvolané rozdělením ženské gamety v časovém období mezi vstupem spermatu a fúzí dvou pronukleů.

Kromě toho existují některé vodní ještěrky získané ošetřením při nízkých teplotách u různých druhů žab, jako jsou Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata a R. rugosa, získané inseminací samic spermatem ošetřeným UV nebo chemickým ošetřením.

Možnost, že monoploidní zvíře dosáhne dospělosti, je velmi malá, a proto může být tento jev v zvířecí říši nezajímavý. Pro zkoumání působení genu v raných stádiích vývoje však může být užitečná monoploidie, protože geny se mohou projevovat v hemizygózním stavu.

Užitečnost monoploidních organismů

Monoloidy hrají důležitou roli v současných přístupech ke genetickému zlepšení. Diploidy jsou překážkou, pokud jde o indukci a výběr nových mutací v rostlinách a nové kombinace genů, které již existují.

Aby mohly být exprimovány recesivní mutace, musí být homozygotní; příznivé genové kombinace v heterozygotech se během meiózy ničí. Monoloidy umožňují obejít některé z těchto problémů.

U některých rostlin lze monoploidy získat uměle z produktů meiózy v prašcích rostliny. Tito mohou podstoupit ošetření za studena a přiřadit to, co by bylo pylové zrno embryí (malé množství dělících se buněk). Toto embryo může růst na agaru za vzniku monoploidní rostliny.

Jednou aplikací monoploidů je hledání příznivých genových kombinací a potom z činidel, jako je kolchicin, vznikne homozygotní diploid schopný produkovat životaschopná semena homozygotními liniemi.

Další výhodou monoploidů je to, že s jejich buňkami lze v procesu mutageneze a selekce zacházet jako s populací haploidních organismů.

Reference

1. Jenkins, JB (2009). Genetika Ed.
2. Jiménez, LF, a Merchant, H. (2003). Buněčná a molekulární biologie. Pearsonovo vzdělávání
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrované základy zoologie. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
4. Lacadena, JR (1996). Cytogenetika. Redakční komplikace.
5. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H & Lewontin, RC (1992). Úvod do genetické analýzy. McGraw-Hill Interamericana. 4 ^th Edition.