POLYPLOIDY: MGA URI, SA MGA HAYOP, SA MGA TAO, SA MGA HALAMAN - BIOLOGY - 2025

Ang polyploidy ay isang uri ng genetic mutation ay ang pagdaragdag ng isang buong pandagdag (kumpletong hanay) ng mga kromosom sa nucleus ng cell, na bumubuo ng mga homogenous na pares. Ang ganitong uri ng mutasyon ng chromosomal ay ang pinakakaraniwan ng euploidias at nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang katawan ay nagdadala ng tatlo o higit pang kumpletong hanay ng mga kromosom.

Ang isang organismo (karaniwang diploid = 2n) ay itinuturing na polyploid kapag nakuha nito ang isa o higit pang kumpletong hanay ng mga kromosoma. Hindi tulad ng mga mutation ng point, chromosomal inversions, at mga duplication, ang prosesong ito ay malaki-laki, iyon ay, nangyayari ito sa kumpletong hanay ng mga kromosoma.

Pinagmulan: Haploid_vs_diploid.svg: Ehambergderivative na gawa: Ehamberg

Sa halip na maging haploid (n) o diploid (2n), ang isang organismo ng polyploid ay maaaring tetraploid (4n), octoploid (8n), o higit pa. Ang prosesong mutation na ito ay pangkaraniwan sa mga halaman at bihira sa mga hayop. Ang mekanismong ito ay maaaring dagdagan ang pagkakaiba-iba ng genetic sa mga sessile na organismo na hindi makagalaw.

Ang Polyploidy ay may kahalagahan sa mga tuntunin ng ebolusyon sa ilang mga biological na grupo, kung saan ito ay bumubuo ng isang madalas na mekanismo para sa henerasyon ng mga bagong species dahil ang pag-load ng chromosomal ay isang mapagbigay na kondisyon.

Kailan naganap ang polyploidy?

Ang mga kaguluhan ng numero ng Chromosome ay maaaring mangyari kapwa sa kalikasan at sa mga populasyon na naitatag ng laboratoryo. Maaari rin silang ma-impluwensyahan sa mga ahente ng mutagenic tulad ng colchicine. Sa kabila ng hindi kapani-paniwalang katumpakan ng meiosis, nagaganap ang mga chromosomal aberrations at mas karaniwan kaysa sa iniisip ng isa.

Ang polyploidy ay lumitaw bilang isang resulta ng ilang mga pagbabago na maaaring mangyari sa panahon ng meiosis, alinman sa unang bahagi ng meiotic o sa panahon ng prophase, kung saan ang mga homologous chromosome ay nakaayos sa mga pares upang bumuo ng mga tetrads at isang nondisjunction ng huli ay nangyayari sa panahon ng anaphase I.

Ang hitsura ng mga bagong species

Mahalaga ang Polyploidy dahil ito ay isang panimulang punto upang magmula ng mga bagong species. Ang kababalaghan na ito ay isang mahalagang mapagkukunan ng pagkakaiba-iba ng genetic, dahil nagbibigay ito ng pagtaas sa daan-daang o libu-libong dobleng lokong naiwan upang makakuha ng mga bagong pag-andar.

Sa mga halaman ito ay partikular na mahalaga at medyo laganap. Tinatayang higit sa 50% ng mga namumulaklak na halaman ang nagmula sa polyploidy.

Sa karamihan ng mga kaso, ang mga polyploid ay naiiba sa physiologically mula sa orihinal na species at dahil dito, maaari silang kolonahin ang mga kapaligiran na may mga bagong katangian. Maraming mga mahahalagang species sa agrikultura (kabilang ang trigo), ay mga polyploids na pinagmulan ng mestiso.

Mga uri ng polyploidy

Ang mga polyploidies ay maaaring maiuri ayon sa bilang ng mga kumpletong set ng chromosome na naroroon sa cell nucleus.

Sa kahulugan na ito, ang isang organismo na naglalaman ng "tatlong" mga hanay ng mga kromosom ay "triploid", "tetraploid" kung naglalaman ito ng 4 na hanay ng mga kromosoma, pentaploid (5 set), hexaploidae (6 set), heptaploid (pitong hanay), octoploid (walong mga laro), nonaploidae (siyam na laro), decaploid (10 laro), at iba pa.

Sa kabilang banda, ang mga polyploidies ay maaari ring maiuri ayon sa pinagmulan ng mga endowment ng chromosomal. Sa pagkakasunud-sunod ng mga ideya, ang isang organismo ay maaaring: autopolyploid o allopolyploid.

Ang isang autopolyploid ay naglalaman ng maraming mga hanay ng mga homologous chromosome na nagmula sa parehong indibidwal o mula sa isang indibidwal na kabilang sa parehong species. Sa kasong ito, ang mga polyploids ay nabuo ng unyon ng mga di-nabawasan na mga gamet ng mga genetically tugma na mga organismo na may katalogo bilang parehong species.

Ang isang allopolyploid ay ang organismo na naglalaman ng mga hindi homologous na hanay ng mga kromosom dahil sa hybridization sa pagitan ng iba't ibang mga species. Sa kasong ito, ang polyploidy ay nangyayari pagkatapos ng hybridization sa pagitan ng dalawang magkakaugnay na species.

Polyploidy sa mga hayop

Ang polyploidy ay bihirang o madalang sa mga hayop. Ang pinakalat na hypothesis na nagpapaliwanag ng mababang dalas ng mga species ng polyploid sa mas mataas na hayop ay ang kanilang kumplikadong mekanismo ng pagpapasiya sa sex ay nakasalalay sa isang napaka-maselan na balanse sa bilang ng mga chromosome sa sex at autosome.

Ang ideyang ito ay naitatag sa kabila ng pag-iipon ng ebidensya mula sa mga hayop na umiiral bilang polyploids. Sa pangkalahatan ito ay sinusunod sa mas mababang mga pangkat ng hayop tulad ng mga bulate at isang malawak na iba't ibang mga flatworm, kung saan ang mga indibidwal ay karaniwang mayroong kapwa lalaki at babaeng gonads, na pinapadali ang pagpapabunga sa sarili.

Ang mga species na may huli na kondisyon ay tinatawag na mga katugma sa sarili na hermaphrodites. Sa kabilang banda, maaari rin itong maganap sa iba pang mga grupo na ang mga babae ay maaaring magbigay ng supling nang walang pagpapabunga, sa pamamagitan ng isang proseso na tinatawag na parthenogenesis (na hindi nagpapahiwatig ng isang normal na meiotic sexual cycle)

Sa panahon ng parthenogenesis, ang mga supling ay karaniwang ginawa ng mitotic division ng mga cell ng magulang. Kasama dito ang maraming mga species ng invertebrates tulad ng mga beetles, isopods, moths, hipon, iba't ibang mga grupo ng mga arachnids, at ilang mga species ng isda, amphibians, at reptile.

Hindi tulad ng mga halaman, ang pagtutukoy sa pamamagitan ng polyploidy ay isang pambihirang kaganapan sa mga hayop.

Mga halimbawa sa mga hayop

Ang Tympanoctomys barriere rodent ay isang tetraploid species na mayroong 102 chromosome bawat somatic cell. Mayroon din itong "gigantic" na epekto sa iyong tamud. Ang allopolyploid species na ito marahil ay nagmula sa paglitaw ng maraming mga kaganapan sa pag-hybrid ng iba pang mga species ng rodent tulad ng Octomys mimax at Pipanacoctomys aureus.

Polyploidy sa mga tao

Ang polyploidy ay hindi pangkaraniwan sa mga vertebrates at itinuturing na hindi nauugnay sa pag-iiba ng mga pangkat tulad ng mga mammal (kumpara sa mga halaman) dahil sa mga pagkagambala na nangyayari sa sistema ng pagpapasiya ng sex at ang mekanismo ng kabayaran sa dosis.

Tinatayang limang sa bawat 1000 tao ay ipinanganak na may malubhang genetic na mga depekto na naiugnay sa mga chromosomal abnormalities. Kahit na higit pang mga embryo na may mga chromosomal na mga depekto sa pagkakuha, at marami pang iba na hindi kailanman pinanganak ito.

Ang mga Chromosomal polyploidies ay itinuturing na nakamamatay sa mga tao. Gayunpaman, sa mga somatic cells tulad ng mga hepatocytes, halos 50% sa mga ito ay karaniwang polyploid (tetraploid o octaploid).

Ang pinaka madalas na napansin na mga polyploidies sa aming mga species ay kumpletong mga triploidies at tetraploidies, pati na rin ang diploid / triploid (2n / 3n) at diploid / tetraploid (2n / 4n) mixoploids.

Sa huli, ang isang populasyon ng mga normal na selulang diploid (2n) ay magkakasamang kasama ng isa pa na mayroong 3 o higit pang mga masasamang multiple ng chromosome, halimbawa: triploid (3n) o tetraploid (4n).

Ang mga Triploidies at tetraplodia sa mga tao ay hindi maaaring mabuhay sa pangmatagalang panahon. Ang kamatayan sa kapanganakan o kahit na ilang araw pagkatapos ng kapanganakan ay iniulat sa karamihan ng mga kaso, mula sa mas mababa sa isang buwan hanggang sa maximum na 26 na buwan.

Polyploidy sa mga halaman

Ang pagkakaroon ng higit sa isang genome sa parehong nucleus ay may mahalagang papel sa pinagmulan at ebolusyon ng mga halaman, na marahil ang pinakamahalagang pagbabago ng cytogenetic sa pagtutukoy ng halaman at ebolusyon. Ang mga halaman ay ang gateway sa kaalaman ng mga cell na may higit sa dalawang hanay ng mga kromosom bawat cell.

Mula sa simula ng mga bilang ng chromosomal, napansin na ang isang mahusay na iba't ibang mga ligaw at nilinang halaman (kabilang ang ilan sa pinakamahalaga) ay polyploid. Halos kalahati ng mga kilalang species ng angiosperms (namumulaklak na halaman) ay polyploid, gayon din ang karamihan sa mga ferns (95%) at isang malawak na iba't ibang mga mosses.

Ang pagkakaroon ng polyploidy sa gymnosperm halaman ay bihirang at lubos na variable sa mga grupo ng mga angiosperms. Sa pangkalahatan, itinuro na ang mga halaman ng polyploid ay lubos na angkop, na makayanan ang mga tirahan na hindi magagawa ng kanilang mga ninuno. Bukod dito, ang mga halaman ng polyploid na may maraming mga kopya ng genomic ay nakakokolekta ng higit na "pagkakaiba-iba".

Sa loob ng mga halaman, marahil ang allopolyploids (pinakakaraniwan sa kalikasan) ay gumanap ng isang pangunahing papel sa pagtutukoy at agpang radiation ng maraming mga grupo.

Pagpapabuti ng hortikultural

Sa mga halaman, ang polyploidy ay maaaring magmula mula sa maraming magkakaibang mga kababalaghan, marahil ang madalas na pagkakamali sa panahon ng proseso ng meiosis na nagdaragdag ng mga gamut na diploid.

Mahigit sa 40% ng mga nakatanim na halaman ay polyploid, bukod sa mga ito alfalfa, koton, patatas, kape, strawberry, trigo bukod sa iba pa, nang walang ugnayan sa pagitan ng pag-uumpisa at polyploidy ng mga halaman.

Dahil ang colchicine ay ipinatupad bilang isang ahente upang mag-udyok ng polyploidy, ginamit ito sa mga halaman ng pananim sa pangunahing tatlong mga kadahilanan:

-To makabuo ng polyploidy sa ilang mga mahahalagang species, bilang isang pagtatangka upang makakuha ng mas mahusay na mga halaman, dahil sa polyploids mayroong karaniwang isang phenotype kung saan mayroong isang kilalang paglaki ng "gigabytes" dahil sa ang katunayan na mayroong isang mas maraming bilang ng mga cell. Pinapayagan nito ang mga kapansin-pansin na pagsulong sa hortikultura at sa larangan ng genetic na pagpapabuti ng halaman.

-Para sa polyploidization ng mga hybrids at nakukuha nila ang pagkamayabong sa isang paraan na ang ilang mga species ay muling idisenyo o synthesized.

-At sa wakas, bilang isang paraan upang mailipat ang mga gene sa pagitan ng mga species na may iba't ibang mga antas ng ploidy o sa loob ng parehong species.

Mga halimbawa sa mga halaman

Sa loob ng mga halaman, isang likas na polyploid na may kahalagahan at partikular na kawili-wili ay trigo ng tinapay, Triticum aestibum (hexaploid). Kasabay ng rye, isang polyploid na tinatawag na "Triticale" ay sadyang itinayo, isang allopolyploid na may mataas na produktibo ng trigo at ang lakas ng rye, na may malaking potensyal.

Ang trigo sa loob ng mga nakatanim na halaman ay talagang mahalaga. Mayroong 14 na species ng trigo na umusbong ng allopolyploidy, at bumubuo sila ng tatlong grupo, isa sa 14, isa pa sa 28 at isang huling 42 na mga kromosom. Kasama sa unang pangkat ang pinakalumang species ng genus T. monococcum at T. boeoticum.

Ang pangalawang pangkat ay binubuo ng 7 species at tila nagmula sa hybridization ng T. boeoticum na may isang wild species species mula sa isa pang genus na tinatawag na Aegilops. Ang pagtawid ay gumagawa ng isang masigla sterile hybrid na sa pamamagitan ng chromosome duplication ay maaaring magresulta sa isang mayabong allotetraploid.

Ang ikatlong pangkat ng 42 kromosom ay kung saan matatagpuan ang trigo ng tinapay, na marahil ay nagmula sa pamamagitan ng pag-hybrid ng isang tertraploid species na may isa pang species ng Aegilops na sinundan ng isang pagdoble ng chromosomal complement.

Mga Sanggunian

1. Alcántar, JP (2014). Polyploidy at kahalagahan ng ebolusyon nito. Mga isyu sa kakulangan at Teknolohiya, 18: 17-29.
2. Ballesta, FJ (2017). Ang ilang mga pagsasaalang-alang sa bioethical na may kaugnayan sa pagkakaroon ng mga kaso ng tao na may kumpletong tetraploidy o triploidy, ipinanganak na buhay. Studia Bioethica, 10 (10): 67-75.
3. Castro, S., & Loureiro, J. (2014). Ang papel na ginagawang pagpaparami sa pinagmulan at ebolusyon ng mga halaman ng polyploid. Ecosistemas Magazine, 23 (3), 67-77.
4. Freeman, S at Herron, JC (2002). Pagsusuri ng Ebolusyon. Edukasyon sa Pearson.
5. Hichins, CFI (2010). Ang genetic at geographic na pinagmulan ng tetraploid rodent Tympanoctomys barriere (Octodontidae), batay sa pagsusuri ng mitochondrial cytochrome b mga pagkakasunud-sunod (Disertasyon ng Doctoral, Institute of Ecology).
6. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I’Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Mga Pinagsamang Prinsipyo ng Zoology. New York: McGraw-Hill. ^Ika- 14 na Edisyon.
7. Pimentel Benítez, H., Lantigua Curz, A., & Quiñones Maza, O. (1999). Diploid-tetraploid myxoloidy: unang ulat sa aming setting. Cuban Journal of Pediatrics, 71 (3), 168-173.
8. Schifino-Wittmann, MT (2004). Polyploidy at ang epekto nito sa pinagmulan at ebolusyon ng mga ligaw at nilinang halaman. Magazine ng Brazil ng agrociencia, 10 (2): 151-157.
9. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H & Lewontin, RC (1992). Panimula sa Pagsusuri ng Genetic. McGraw-Hill Interamericana. ^Ika- 4 na Edisyon.