5 rozdílů mezi haploidními a diploidními buňkami

Buňka je morfologická a funkční jednotka živé bytosti. Každá živá bytost, od nejzákladnějších bakterií po člověka, má alespoň jednu buňku schopnou samoreplikace a výměny látek s prostředím. Prokaryotické živé bytosti mají pouze jednu buňku, která tvoří celé jejich tělo, ale eukaryoty se mohou integrovat miliardy z nich v našem těle, každý v systému mnohem větším než jednotka a se značnou funkčností.

Jak jsme řekli, buněčná entita je ekvivalentní životu. Jediné organismy, které konvergují s touto premisou, jsou viry, viroidy a priony, ale jsou zřídka považovány za živé bytosti. Spíše představují samostatnou skupinu biologických patogenů s infekčním potenciálem. Bez cely není dosaženo minimálních požadavků, aby se život mohl vyvíjet jako takový.

V každém případě je třeba poznamenat, že například u lidí existují 2 hlavní typy buněk: haploidní a diploidní. V následujících řádcích vám to řekneme rozdíly mezi haploidní a diploidní buňkou a jeho evoluční význam.

• Související článek: „Rozdíly mezi mitózou a meiózou“

Jaké jsou rozdíly mezi haploidií a diploidií?

V přírodě se žádná adaptace nevyvinula náhodou. Každá charakteristika slouží (nebo sloužila) roli v evoluční historii druhu, takže Skutečnost, že ve stejném organismu existují haploidní a diploidní buňky, musí mít svůj důvod být. V následujících bodech to prozkoumáme.

1. Haploidní buňky obsahují pouze jednu sadu chromozomů, diploidní buňky dvě

To je hlavní rozdíl mezi haploidií a diploidií. Diploidní buňka (2n) obsahuje ve svém jádru sadu spárovaných chromozomů, ve kterých se nachází veškerá genetická informace jedince, poloviny otce a poloviny matky. V případě lidí existuje 23 párů chromozomů, 22 autozomálních a jeden sexuální (XX a XY), které všechny zahrnují přibližně 25 000 různých genů. Ze 46 celkových chromozomů, které existují v buněčném jádru, 23 pochází od jednoho rodiče a 23 od druhého.

Na druhou stranu je haploidní buňka (n) ta, která obsahuje pouze jeden chromozom každého typu. V případě lidských gamet (vajíček a spermií) obsahuje buněčné jádro pouze 23 chromozomů. Vysvětlení je jednoduché; pokud by každá gameta byla diploidní, v jednotce pro vytvoření zygoty by výsledné buňky měly stále více a více chromozomů:

• Haploidní buňka (n) + haploidní buňka (n) = Diploidní buňka (2n)
• Diploidní buňka (2n) + Diploidní buňka (2n) = Tetraploidní buňka (4n)
• Tetraploidní buňka (4n) + Tetraploidní buňka (4n) = buňka s 8 sadami chromozomů (8n)

Pokud by tedy haploidní buňky během sexuální reprodukce neexistovaly, za pouhé 3 generace by lidská bytost přešla z 46 chromozomů (23 x 2) na 184 (23 x 8). Duplikace jediného chromozomu, když se nedotýká, může být již fatální, takže tento mechanismus genetické akumulace by byl neslučitelný se životem.

2. Diploidní buňky se dělí mitózou a haploidní buňky meiózou

Jak jsme již zjistili, somatická diploidní buňka (která tvoří tkáně) má pár každého chromozomu, každý člen jednoho ze dvou rodičů.

Protože tyto buňky nejsou zapojeny do reprodukce (jejich účelem je pouze udržovat a opravy tělesných struktur), není nutné, aby na ně dělily své genetické informace polovina. Proto se dělí mitózou, což je proces, při kterém z kmenové buňky vznikají dvě přesně stejné dceřiné buňky duplikováním jejich DNA a rozdělení cytoplazmy.

Jak můžete tušit, případ haploidních buněk je zcela odlišný. V lidském těle jsou těmito buněčnými jednotkami vajíčka a spermie, odpovědné za oplodnění. Aby diploidie zůstala v zygote, musí být každá dvojice chromozomů „rozdělena“ na polovinu a musí být ponechán pouze jeden ze dvou členů, jak jsme viděli v předchozí části.

Aby, proces formování haploidní buňky je mnohem složitější než proces tvorby diploidu (alespoň v rámci diploidního organismu). Pro ilustraci vám ukážeme proces syntézy spermií:

• Proliferativní fáze: diploidní zárodečná kmenová buňka tvoří spermatogonii typu A a B. A se dělí mitózou, aby se zvýšila zásoba v množství, ale B nejsou.
• Spermatogonie se diferencuje na primární spermatocyty a meiózou I vznikají dva sekundární spermatocyty. U meiózy II vede každý sekundární spermatocyt ke dvěma haploidním spermatidům.
• Takže tam, kde dříve existovala diploidní spermatogonie B, jsou nyní 4 haploidní spermatidy s poloviční genetickou informací.
• Spermatidy dozrávají do funkčních spermií.

Tím pádem, Tam, kde dříve byla diploidní zárodečná kmenová buňka, se produkují 4 haploidní gamety. Kromě toho v celém tomto procesu dochází k crossoverům a chromozomálním permutacím, díky nimž se rodičovská informace u potomků neobjevuje stejným způsobem. Z tohoto důvodu je sexuální reprodukce považována za základ genetické rozmanitosti druhů.

• Mohlo by vás zajímat: „Hlavní typy buněk lidského těla“

3. Haploidie a diploidie jsou omezeny na různé buněčné skupiny

Všechny buňky, které tvoří naše tělo, jsou diploidní, s výjimkou gamet (vajíček a spermií), které jsou syntetizovány ve vajíčku a varlatech. Zobecňuje se tedy, že lidské somatické buňky jsou diploidní a sexuální buňky haploidní.

Není to tak úplně pravda: například většina hepatocytů (jaterních buněk) je tetraploidních, což znamená, že obsahují dvakrát tolik genetické informace než normální somatická buňka. Vždy existují výjimky, které dokazují pravidlo.

4. Diploidy umožňuje u některých druhů rozlišovat pohlaví

V koloniích eusociálního hmyzu, jako jsou včely, vosy a mravenci (Hymenoptera), jsou muži haploidní (X) a samice diploidní (XX). Tato evoluční strategie sleduje jasný vzorec: muži se mohou plodné ženě narodit, aniž by to bylo nutné. byl oplodněn dříve, což výrazně usnadňuje reprodukční období mezi stejnými koloniemi populace.

Jak si dokážete představit, u lidí tomu tak vůbec není, protože jak muži (XY), tak ženy (XX) jsou diploidní. Je zajímavé to vědět haploidní kódy pro muže u některých druhů živočišné říše.

5. Každý typ buňky má jinou funkci

V lidském těle je funkcí diploidních buněk udržovat biologický systém těla nad vodou. Například somatické buňky dermální a epidermální vrstvy jsou v nepřetržitém růstu 40 000 keratinocytů (buňky povrchové vrstvy, nejpovrchnější) vylučují každou minutu život. Dělení mitózou podporuje obnovu, údržbu a náhradu všech tělesných tkání.

Na druhou stranu, haploidní buňky mají již prozkoumanou funkčnost: sexuální reprodukci. Ačkoli je sexuální reprodukce mnohem dražší než jednoduchá mitóza, dává to velký evoluční smysl. Všichni potomci linie dělené mitózou jsou geneticky stejní, takže mají stejné schopnosti tváří v tvář změnám v prostředí a jejich rozsah adaptivní kapacity je minimální.

Na druhou stranu druhy, které sledují vzorec sexuální reprodukce, představují velmi odlišné vzorky ve stejné populaci. na genetické úrovni, protože dítě nikdy není stejné jako jeden z jeho rodičů, ale kombinace obou (více mutací a křížení). Tím pádem, existence haploidních buněk a tvorba gamet je to, co generuje rozmanitost planety po celé generace, kromě adaptivních kapacit.

Životopis

Jak jste viděli, rozdíly mezi haploidní buňkou a diploidní buňkou jdou daleko za hranice chromozomální dotace. Je nezbytné znát variace mezi buněčnými entitami na mikroskopické úrovni, ale také je aplikovat v lékařské a evoluční oblasti.

Oba typy buněk jsou dva základní kousky ve stejné výbavě: diploidie udržuje život, zatímco haploidie jej generuje. Oba procesy jsou životně důležité pro udržení druhů, které se pohlavně rozmnožují.