Les 5 différences entre les cellules haploïdes et diploïdes

La cellule est l'unité morphologique et fonctionnelle de l'être vivant. Chaque entité vivante, de la bactérie la plus basale à l'être humain, possède au moins une cellule capable de s'auto-répliquer et d'échanger des substances avec l'environnement. Les êtres vivants procaryotes n'ont qu'une seule cellule qui constitue tout leur corps, mais les eucaryotes peuvent s'intégrer des milliards d'entre eux dans notre corps, chacun dans un système beaucoup plus grand que l'unité et avec des fonctionnalités marquées.

Comme nous l'avons dit, l'entité cellulaire équivaut à la vie. Les seuls organismes qui convergent avec cette prémisse sont les virus, les viroïdes et les prions, mais ils sont rarement considérés comme des êtres vivants. Ils constituent plutôt un groupe distinct d'agents pathogènes biologiques à potentiel infectieux. Sans la cellule, les exigences minimales ne sont pas atteintes pour que la vie puisse se développer en tant que telle.

Dans tous les cas, il convient de noter que, par exemple, chez l'homme, il existe 2 types cellulaires majeurs: haploïdes et diploïdes. Dans les lignes suivantes, nous vous disons

les différences entre les cellules haploïdes et diploïdes et sa signification évolutive.

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Quelles sont les différences entre haploïdie et diploïdie ?

Dans la nature, aucune adaptation ne s'est développée par hasard. Chaque caractéristique sert (ou a servi) un rôle dans l'histoire évolutive de l'espèce, de sorte que le Le fait qu'il y ait des cellules haploïdes et diploïdes au sein du même organisme doit avoir une raison de être. Dans les points suivants, nous l'explorons.

1. Les cellules haploïdes ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes, les cellules diploïdes deux

C'est la principale différence entre l'haploïdie et la diploïdie. Une cellule diploïde (2n) contient dans son noyau un ensemble de chromosomes appariés, dans lesquels se trouve toute l'information génétique de l'individu, moitié du père et moitié de la mère. Dans le cas de l'homme, il existe 23 paires de chromosomes, 22 autosomiques et un sexuel (XX et XY), qui englobent tous environ 25 000 gènes différents. Sur les 46 chromosomes totaux qui existent dans le noyau cellulaire, 23 proviennent d'un parent et 23 de l'autre.

D'autre part, une cellule haploïde (n) est une cellule qui ne contient qu'un seul chromosome de chaque type. Dans le cas des gamètes humains (ovules et spermatozoïdes), le noyau cellulaire ne contient que 23 chromosomes. L'explication est simple; si chaque gamète était diploïde, dans l'union pour former le zygote les cellules résultantes auraient de plus en plus de chromosomes:

• Cellule haploïde (n) + Cellule haploïde (n) = Cellule diploïde (2n)
• Cellule diploïde (2n) + Cellule diploïde (2n) = Cellule tétraploïde (4n)
• Cellule tétraploïde (4n) + Cellule tétraploïde (4n) = Cellule avec 8 jeux de chromosomes (8n)

Ainsi, si les cellules haploïdes n'existaient pas lors de la reproduction sexuée, en seulement 3 générations un être humain passerait de 46 chromosomes (23 x 2) à 184 (23 x 8). La duplication d'un seul chromosome lorsqu'il ne se touche pas peut déjà être fatale, donc ce mécanisme d'accumulation génétique serait incompatible avec la vie.

2. Les cellules diploïdes se divisent par mitose et les cellules haploïdes par méiose

Comme nous l'avons déjà établi, une cellule diploïde somatique (qui compose les tissus) possède une paire de chaque chromosome, chaque membre de l'un des deux parents.

Ces cellules n'étant pas impliquées dans la reproduction (elles sont uniquement destinées à maintenir et réparer les structures corporelles), ils n'ont pas besoin de diviser leur information génétique pour la moitié. Par conséquent, ils se divisent par mitose, un processus dans lequel une cellule souche donne naissance à deux cellules filles exactement identiques, en dupliquant leur ADN et la partition du cytoplasme.

Comme vous pouvez vous en douter, le cas des cellules haploïdes est complètement différent. Dans le corps humain, ces unités cellulaires sont les ovules et les spermatozoïdes, responsables de la fécondation. Pour que la diploïdie reste dans le zygote, chaque paire de chromosomes doit être "séparée" en deux et un seul des deux membres doit être conservé, comme nous l'avons vu dans la section précédente.

Donc, le processus de formation d'une cellule haploïde est beaucoup plus complexe que celui d'une diploïde (au moins dans un organisme diploïde). Pour l'illustrer, nous vous montrons le processus de synthèse d'un spermatozoïde :

• Phase proliférative: une cellule souche germinale diploïde forme des spermatogonies de type A et B. Les A sont divisés par mitose pour augmenter le stock en quantité, mais pas les B.
• Une spermatogonie se différencie en spermatocyte primaire et, par la méiose I, donne naissance à deux spermatocytes secondaires. Dans la méiose II, chaque spermatocyte secondaire donne naissance à deux spermatides haploïdes.
• Ainsi, là où il y avait auparavant une spermatogonie B diploïde, il y a maintenant 4 spermatides haploïdes, avec la moitié de l'information génétique.
• Les spermatides se transforment en spermatozoïdes fonctionnels.

De cette façon, 4 gamètes haploïdes sont produits là où il y avait une cellule souche germinale diploïde. De plus, tout au long de ce processus, il y a des croisements et des permutations chromosomiques, qui font que les informations parentales ne sont pas présentes de la même manière dans la progéniture. Pour cette raison, la reproduction sexuée serait à la base de la diversité génétique des espèces.

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3. L'haploïdie et la diploïdie sont limitées à différents groupes cellulaires

Toutes les cellules qui composent notre corps sont diploïdes, à l'exception des gamètes (œufs et spermatozoïdes), qui sont synthétisés respectivement dans l'ovule et les testicules. Ainsi, il est généralisé que les cellules somatiques humaines sont diploïdes et les cellules sexuelles haploïdes.

Pourtant, ce n'est pas tout à fait vrai: par exemple, la plupart des hépatocytes (cellules hépatiques) sont tétraploïdes, ce qui signifie qu'ils contiennent deux fois plus d'informations génétiques qu'une cellule somatique normale. Il y a toujours des exceptions qui confirment la règle.

4. La diploïdie permet la différenciation sexuelle chez certaines espèces

Dans les colonies d'insectes eusociaux tels que les abeilles, les guêpes et les fourmis (hyménoptères), les mâles sont haploïdes (X) et les femelles diploïdes (XX). Cette stratégie évolutive suit un schéma clair: les mâles peuvent naître d'une femelle fertile sans en avoir besoin. a été fécondé auparavant, ce qui facilite grandement la période de reproduction entre les colonies d'un même Ville.

Comme vous pouvez l'imaginer, chez l'homme, ce n'est pas du tout le cas, car les mâles (XY) et les femelles (XX) sont diploïdes. Quoi qu'il en soit, il est intéressant de savoir que codes d'haploïdie pour les mâles chez certaines espèces du règne animal.

5. Chaque type de cellule a une fonction différente

Dans le corps humain, la fonction des cellules diploïdes est de maintenir à flot le système biologique du corps. Par exemple, les cellules somatiques des couches dermiques et épidermiques sont en croissance continue, car elles 40 000 kératinocytes (cellules du stratum corneum, les plus superficielles) excrétés chaque minute de notre durée de vie. La division par mitose favorise la restauration, l'entretien et le remplacement de tous les tissus du corps.

D'un autre côté, les cellules haploïdes ont une fonctionnalité déjà explorée: la reproduction sexuée. Bien que la reproduction sexuée soit beaucoup plus chère que la simple mitose, elle a un grand sens évolutif. Tous les descendants d'une lignée divisée par mitose sont génétiquement les mêmes, ils ont donc les mêmes aptitudes face aux changements environnementaux et leur gamme de capacité d'adaptation est minime.

En revanche, les espèces qui suivent un schéma de reproduction sexuée présentent des spécimens très différents au sein d'une même population. au niveau génétique, puisqu'un enfant n'est jamais le même qu'un de ses parents, mais une combinaison des deux (plus de mutations et de croisements). Pour lui, l'existence de cellules haploïdes et la formation de gamètes est ce qui génère la diversité de la planète à travers les générations, en plus des capacités d'adaptation.

résumé

Comme vous l'avez vu, les différences entre une cellule haploïde et une cellule diploïde vont bien au-delà de la dotation chromosomique. Il est essentiel de connaître les variations entre entités cellulaires au niveau microscopique, mais aussi de l'appliquer dans un domaine médical et évolutif.

Les deux types de cellules sont deux pièces essentielles dans le même engrenage: la diploïdie maintient la vie, tandis que l'haploïdie la génère. Les deux processus sont vitaux pour le maintien des espèces qui se reproduisent sexuellement.