5-те разлики между хаплоидни и диплоидни клетки

Клетката е морфологичната и функционална единица на живото същество. Всяко живо същество, от най-базалните бактерии до човешкото същество, има поне една клетка, способна да се самовъзпроизвежда и да обменя вещества с околната среда. Живите същества на прокариотите имат само една клетка, която съставлява цялото им тяло, но еукариотите могат да се интегрират милиарди от тях в нашето тяло, всеки един в система много по-голяма от единицата и с подчертана функционалност.

Както казахме, клетъчната единица е еквивалентна на живота. Единствените организми, които се сливат с тази предпоставка, са вируси, вироиди и приони, но те рядко се считат за живи същества. По-скоро те представляват отделна група биологични патогени с инфекциозен потенциал. Без клетката не се достигат минималните изисквания, за да може животът да се развива като такъв.

Във всеки случай трябва да се отбележи, че например в хората има 2 основни клетъчни типа: хаплоидни и диплоидни. В следващите редове ви казваме разликите между хаплоидни и диплоидни клетки и неговото еволюционно значение.

• Свързана статия: „Разлики между митоза и мейоза“

Какви са разликите между хаплоидия и диплоидия?

В природата случайно не се е развила адаптация. Всяка характеристика играе (или е служила) роля в еволюционната история на вида, така че Фактът, че в един и същи организъм има хаплоидни и диплоидни клетки, трябва да има причина за това да бъде. В следващите точки ние го изследваме.

1. Хаплоидните клетки съдържат само един набор от хромозоми, диплоидните клетки - два

Това е основната разлика между хаплоидията и диплоидията. Диплоидна клетка (2n) съдържа в ядрото си набор от сдвоени хромозоми, в които се намира цялата генетична информация на индивида, половината от бащата и половината от майката. При хората има 23 двойки хромозоми, 22 автозомни и една полова (XX и XY), които всички обхващат около 25 000 различни гена. От общо 46 хромозоми, които съществуват в клетъчното ядро, 23 идват от единия родител, а 23 от другия.

От друга страна, хаплоидна клетка (n) е тази, която съдържа само по една хромозома от всеки тип. В случай на човешки гамети (яйцеклетки и сперматозоиди) клетъчното ядро ​​съдържа само 23 хромозоми. Обяснението е просто; ако всяка гамета беше диплоидна, в съединението, за да се образува зигота, получените клетки щяха да имат все повече и повече хромозоми:

• Хаплоидна клетка (n) + Хаплоидна клетка (n) = Диплоидна клетка (2n)
• Диплоидна клетка (2n) + Диплоидна клетка (2n) = Тетраплоидна клетка (4n)
• Тетраплоидна клетка (4n) + Тетраплоидна клетка (4n) = Клетка с 8 комплекта хромозоми (8n)

По този начин, ако хаплоидните клетки не съществуват по време на сексуално размножаване, само за 3 поколения човек ще премине от 46 хромозоми (23 х 2) до 184 (23 х 8). Дублирането на една хромозома, когато тя не се докосва, вече може да бъде фатално, така че този механизъм на генетично натрупване би бил несъвместим с живота.

2. Диплоидните клетки се делят чрез митоза, а хаплоидните клетки чрез мейоза

Както вече установихме, соматична диплоидна клетка (която изгражда тъканите) има двойка от всяка хромозома, всеки член на един от двамата родители.

Тъй като тези клетки не участват в размножаването (те са предназначени само за поддържане и възстановяват структурите на тялото), те нямат нужда да разделят генетичната си информация на половината. Следователно те се разделят чрез митоза, процес, при който стволовата клетка поражда две абсолютно еднакви дъщерни клетки, чрез дублиране на техните ДНК и разделянето на цитоплазмата.

Както може би подозирате, случаят с хаплоидните клетки е съвсем различен. В човешкото тяло тези клетъчни единици са яйцеклетките и сперматозоидите, които отговарят за оплождането. За да остане диплоидията в зиготата, всяка двойка хромозоми трябва да бъде „разделена“ наполовина и да остане само един от двата члена, както видяхме в предишния раздел.

Така че, процесът на образуване на хаплоидна клетка е много по-сложен от този на диплоид (поне в рамките на диплоиден организъм). За да го илюстрираме, ние ви показваме процеса на синтез на сперма:

• Пролиферативна фаза: диплоидна зародишна стволова клетка образува сперматогония тип А и В. А се разделят на митоза, за да се увеличи количеството на запасите, но В не.
• Сперматогонията се диференцира в първичен сперматоцит и чрез мейоза I това поражда две вторични сперматоцити. При мейоза II всеки вторичен сперматоцит поражда две хаплоидни сперматиди.
• По този начин, където преди е имало диплоидна В сперматогония, сега има 4 хаплоидни сперматиди, с половината генетична информация.
• Сперматидите узряват във функционални сперматозоиди.

Поради това, Произвеждат се 4 хаплоидни гамети, където преди е имало диплоидни зародишни стволови клетки. Освен това, по време на целия този процес има кросоувъри и хромозомни пермутации, които правят информацията за родителите да не присъства по същия начин в потомството. Поради тази причина се казва, че сексуалното размножаване е в основата на генетичното разнообразие на видовете.

• Може да се интересувате от: "Основни клетъчни типове на човешкото тяло"

3. Хаплоидията и диплоидията са ограничени до различни клетъчни групи

Всички клетки, изграждащи нашето тяло, са диплоидни, с изключение на гаметите (яйцеклетки и сперматозоиди), които се синтезират съответно в яйцеклетката и тестисите. По този начин е обобщено, че човешките соматични клетки са диплоидни, а половите клетки са хаплоидни.

И все пак, това не е напълно вярно: например, повечето хепатоцити (чернодробни клетки) са тетраплоидни, което означава, че съдържат два пъти повече генетична информация от нормалната соматична клетка. Винаги има изключения, които доказват правилото.

4. Диплодията позволява диференциация на пола при някои видове

В колониите на евсоциални насекоми като пчели, оси и мравки (Hymenoptera) мъжките са хаплоидни (X), а женските диплоидни (XX). Тази еволюционна стратегия следва ясен модел: мъжете могат да се родят от плодородна жена, без да е необходимо това. е бил оплоден преди това, което значително улеснява репродуктивния период между колониите на същата население.

Както можете да си представите, при хората това изобщо не е така, тъй като и мъжете (XY), и жените (XX) са диплоидни. Както и да е, интересно е да се знае това хаплоидни кодове за мъже в някои видове от животинското царство.

5. Всеки тип клетка има различна функция

В човешкото тяло функцията на диплоидните клетки е да поддържат биологичната система на тялото на повърхността. Например, соматичните клетки на дермалния и епидермалния слой са в непрекъснат растеж, тъй като те 40 000 кератиноцити (клетки на роговия слой, най-повърхностните) отделят всяка минута от нашата живот. Разделянето чрез митоза насърчава възстановяването, поддържането и подмяната на всички телесни тъкани.

От друга страна, хаплоидните клетки имат вече проучена функционалност: сексуално размножаване. Въпреки че сексуалното размножаване е много по-скъпо от обикновената митоза, има голям еволюционен смисъл. Всички потомци на линия, разделена чрез митоза, са генетично еднакви, така че те имат еднакви склонности в лицето на промените в околната среда и техният обхват на адаптивна способност е минимален.

От друга страна, видовете, които следват модел на полово размножаване, представят много различни екземпляри в рамките на една и съща популация. на генетично ниво, тъй като детето никога не е същото като един от родителите си, а комбинация от двете (повече мутации и кросоувъри). Поради това, съществуването на хаплоидни клетки и образуването на гамети е това, което генерира разнообразието на планетата през поколенията, в допълнение към адаптивните способности.

Продължи

Както видяхте, разликите между хаплоидна клетка и диплоидна клетка далеч надхвърлят хромозомната дарба. От съществено значение е да се знаят вариациите между клетъчните образувания на микроскопично ниво, но също така да се прилага в медицинска и еволюционна област.

И двата типа клетки са две съществени части в една и съща предавка: диплоидията поддържа живота, докато хаплоидията го генерира. И двата процеса са жизненоважни за поддържането на видове, които се размножават по полов път.