CO JSOU DIPLOIDNÍ BUŇKY? - BIOLOGIE - 2025

V diploidní buňky jsou ty, které obsahují duplicitní sadu chromozomů. Nazýváme chromozomy, které tvoří páry homologních chromozomů. Diploidní buňky proto mají dvojí genomy díky přítomnosti dvou úplných sad homologních chromozomů. Každý genom přispívá různými gamety v případě sexuální reprodukce.

Protože gamety jsou odvozeny z haploidních buněk, jejichž obsah chromozomů se rovná n, při fúzi vytvářejí diploidní buňky 2n. U mnohobuněčných organismů se počáteční diploidní buňka odvozená z tohoto procesu oplodnění nazývá zygota.

Následně se zygota rozdělí mitózou, čímž vzniknou diploidní buňky, které tvoří celý organismus. Jedna skupina buněk těla se však bude věnovat budoucí produkci haploidních gamet.

Gamety v organismu s diploidními buňkami mohou být produkovány meiózou (gametic meiosis). V jiných případech způsobuje meióza tkáň, složku nebo generaci, která mitózou dá vznik gametám.

Toto je typický případ například rostlin, ve kterých se vyskytuje sporofytická generace („2n“) a poté gametofytická („n“). Gametofyt, produkt meiotických divizí, je zodpovědný za produkci gamet, ale mitózou.

Kromě fúze gamete proto převládajícím způsobem generování diploidních buněk je mitóza jiných diploidních buněk.

Tyto buňky jsou privilegovaným místem genové interakce, selekce a diferenciace. To znamená, že v každé diploidní buňce interagují dvě alely každého genu, z nichž každá přispívá odlišným genomem.

Výhody diploidie

Živé věci se vyvinuly tak, aby nejúčinněji převládaly v podmínkách, za nichž mohou představovat robustní reakci. To znamená přežít a přispět k existenci a přetrvávání dané genetické linie.

Ti, kteří mohou reagovat, spíše než zahynout, za nových a náročných podmínek podniknou další kroky stejným nebo dokonce novým. Existují však změny, které vyústily v hlavní milníky v diverzifikační trajektorii živých bytostí.

Mezi nimi je nepochybně výskyt sexuální reprodukce, kromě vzhledu diploidie. Z několika hledisek to přináší výhody diploidnímu organismu.

Trochu si zde povíme o některých důsledcích vyplývajících z existence dvou různých, ale příbuzných genomů ve stejné buňce. V haploidní buňce je genom exprimován jako monolog; v diploidu, jako konverzace.

Výraz bez hluku pozadí

Přítomnost dvou alel na gen v diploidech umožňuje expresi genu bez šumu pozadí na globální úrovni.

Ačkoli vždy bude existovat možnost deaktivace pro určitou funkci, dvojitý genom obecně snižuje pravděpodobnost deaktivace, protože to může určit jediný genom.

Genetická záloha

Jedna alela je informativní potvrzení druhé, ale ne stejným způsobem, že komplementární pás DNA je její sestrou.

V posledně uvedeném případě má podpora dosáhnout stálosti a věrnosti stejné sekvence. V první řadě je to tak, že koexistence variability a rozdílů mezi dvěma různými genomy umožňuje trvalost funkčnosti.

Nepřetržitý výraz

U diploidního organismu se zvyšuje možnost udržovat aktivní funkce, které definují a umožňují informace o genomu. U haploidního organismu si mutovaný gen ukládá vlastnost spojenou s jeho stavem.

V diploidním organismu přítomnost funkční alely umožní expresi funkce i v přítomnosti nefunkční alely.

Například v případech mutovaných alel se ztrátou funkce; nebo když jsou funkční alely deaktivovány virovou inzercí nebo methylací. Alela, která netrpí mutací, inaktivací nebo umlčováním, bude mít na starosti projev postavy.

Zachování proměnlivosti

Heterozygosita je samozřejmě možná pouze u diploidních organismů. Heterozygoti poskytují alternativní informace pro budoucí generace v případě drastických změn životních podmínek.

Výběrem budou jistě dva odlišné haploidy pro místo, které kóduje důležitou funkci za určitých podmínek. Pokud vyberete jednu z nich (tj. Pro alelu jedné z nich), ztratíte druhou (tj. Alelu druhé).

V heterozygotním diploidu mohou obě alely existovat po dlouhou dobu, a to i za podmínek, které nepřispívají k výběru jedné z nich.

Výhoda heterozygotů

Výhodou heterozygotů je také hybridní vitalita nebo heteróza. Podle této koncepce vede součet malých účinků pro každý gen k jednotlivcům s lepší biologickou výkonností, protože jsou heterozygotní pro více genů.

Striktně biologickým způsobem je heteróza opakem homozygozity - více interpretována jako genetická čistota. Jsou to dvě protichůdné podmínky a důkazy mají tendenci ukazovat na heterózu jako zdroj nejen změny, ale také lepší přizpůsobivosti ke změně.

Hodnota rekombinace

Kromě generování genetické variability, což je důvod, proč je považována za druhou hnací sílu za evoluční změnou, rekombinace reguluje homeostázu DNA.

To znamená, že zachování informačního obsahu genomu a fyzická integrita DNA závisí na meiotické rekombinaci.

Naproti tomu oprava zprostředkovaná rekombinací umožňuje zajistit integritu organizace a obsahu genomu na místní úrovni.

K tomu je třeba uchýlit se k nepoškozené kopii DNA a pokusit se opravit tu, která utrpěla změnu nebo poškození. To je možné pouze u diploidních organismů nebo alespoň u částečných diploidů.

Reference

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. Brooker, RJ (2017). Genetika: analýza a principy. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýze (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Hedrick, PW (2015) Heterozygotní výhoda: účinek umělého výběru u hospodářských zvířat a domácích zvířat. Journal of Heredity, 106: 141-54. doi: 10,1093 / jhered / esu070
6. Perrot, V., Richerd, S., Valéro, M. (1991) Přechod z haploidie na diploidii. Nature, 351: 315-317.