5 razlika između haploidnih i diploidnih stanica

Stanica je morfološka i funkcionalna jedinica živog bića. Svako živo biće, od najosnovnijih bakterija do ljudskog bića, ima barem jednu stanicu sposobnu za samokopiranje i izmjenu tvari s okolinom. Prokariotska živa bića imaju samo jednu stanicu koja čini cijelo njihovo tijelo, ali eukarioti se mogu integrirati milijarde ih u našem tijelu, svaka u sustavu mnogo većem od jedinice i s istaknutom funkcionalnošću.

Kao što smo rekli, stanični entitet ekvivalentan je životu. Jedini organizmi koji se spajaju s tom premisom su virusi, viroidi i prioni, ali rijetko se smatraju živim bićima. Umjesto toga, oni čine zasebnu skupinu bioloških patogena s zaraznim potencijalom. Bez stanice se ne postižu minimalni zahtjevi kako bi se život mogao razvijati kao takav.

U svakom slučaju, treba napomenuti da, na primjer, unutar čovjeka postoje 2 glavne vrste stanica: haploidna i diploidna. U sljedećim redovima kažemo vam razlike između haploidne i diploidne stanice i njegov evolucijski značaj.

• Povezani članak: "Razlike između mitoze i mejoze"

Koje su razlike između haploidije i diploidije?

U prirodi se nijedna adaptacija nije slučajno razvila. Svaka karakteristika ima (ili je služila) ulogu u evolucijskoj povijesti vrste, pa tako Činjenica da u istom organizmu postoje haploidne i diploidne stanice mora imati razlog tome biti. U sljedećim točkama istražujemo ga.

1. Haploidne stanice sadrže samo jedan set kromosoma, a diploidne dvije

To je glavna razlika između haploidije i diploidije. Diploidna stanica (2n) sadrži unutar svoje jezgre skup uparenih kromosoma u kojima se nalaze sve genetske informacije pojedinca, pola oca i pola majke. U slučaju ljudi postoji 23 para kromosoma, 22 autosomna i jedan spolni (XX i XY), koji svi obuhvaćaju oko 25 000 različitih gena. Od ukupno 46 kromosoma koji postoje unutar stanične jezgre, 23 potječu od jednog roditelja, a 23 od drugog.

S druge strane, haploidna stanica (n) je ona koja sadrži samo jedan kromosom svake vrste. U slučaju ljudskih spolnih stanica (jajašca i spermija), stanična jezgra sadrži samo 23 kromosoma. Objašnjenje je jednostavno; ako bi svaka gameta bila diploidna, u spoju da bi se stvorila zigota rezultirajuće stanice imale bi sve više i više kromosoma:

• Haploidna stanica (n) + Haploidna stanica (n) = Diploidna stanica (2n)
• Diploidna stanica (2n) + Diploidna stanica (2n) = Tetraploidna stanica (4n)
• Tetraploidna stanica (4n) + Tetraploidna stanica (4n) = Stanica s 8 kompleta kromosoma (8n)

Dakle, ako haploidne stanice ne bi postojale tijekom spolne reprodukcije, za samo 3 generacije ljudsko bi biće prešlo s 46 kromosoma (23 x 2) na 184 (23 x 8). Umnožavanje pojedinog kromosoma kad se ne dodiruje već može biti kobno, pa bi ovaj mehanizam genetskog nakupljanja bio nespojiv sa životom.

2. Diploidne stanice dijele se mitozom, a haploidne stanice mejozom

Kao što smo već utvrdili, somatska diploidna stanica (koja čini tkiva) ima par svakog kromosoma, svaki član jednog od dva roditelja.

Kako ove stanice nisu uključene u reprodukciju (namijenjene su samo održavanju i popravljati tjelesne strukture), nemaju potrebu dijeliti svoje genetske podatke s pola. Stoga se dijele mitozom, procesom u kojem matična stanica daje dvije potpuno iste stanice kćeri, duplicirajući njihove DNA i pregrada citoplazme.

Kao što možete pretpostaviti, slučaj haploidnih stanica potpuno je drugačiji. U ljudskom su tijelu ove stanične jedinice jajašca i spermija, odgovorni za oplodnju. Da bi diploidija ostala u zigoti, svaki par kromosoma mora biti "podijeljen" na pola i mora ostati samo jedan od dva člana, kao što smo vidjeli u prethodnom odjeljku.

Tako da, postupak stvaranja haploidne stanice mnogo je složeniji od diploidnog (barem unutar diploidnog organizma). Kao primjer, prikazujemo vam postupak sinteze sperme:

• Proliferativna faza: diploidna matična stanica oblikuje spermatogonije tipa A i B. A se dijele mitozom kako bi se povećala količina, ali B ne.
• Spermatogonija se diferencira u primarni spermatocit, a mejozom I iz toga nastaju dvije sekundarne spermatocite. U mejozi II, svaka sekundarna spermatocita daje dvije haploidne spermatide.
• Dakle, tamo gdje je prije bila diploidna B spermatogonija, sada postoje 4 haploidne spermatide, s polovicom genetskih informacija.
• Spermatide sazrijevaju u funkcionalne sperme.

Tako, Na mjestu gdje su nekada postojale diploidne matične stanice stvaraju se 4 haploidne spolne stanice. Osim toga, tijekom ovog postupka postoje križanja i kromosomske permutacije, zbog kojih roditeljski podaci nisu na isti način prisutni u potomstva. Iz tog razloga se kaže da je spolno razmnožavanje osnova genetske raznolikosti vrsta.

• Možda će vas zanimati: "Glavne vrste stanica ljudskog tijela"

3. Haploidija i diploidija ograničene su na različite stanične skupine

Sve stanice koje čine naše tijelo su diploidne, osim spolnih stanica (ovula i spermija), koje se sintetiziraju u jajnu stanicu, odnosno testise. Dakle, generalizirano je da su ljudske somatske stanice diploidne, a spolne stanice haploidne.

Ipak, to nije sasvim točno: na primjer, većina hepatocita (stanice jetre) su tetraploidne, što znači da sadrže dvostruko više genetičkih informacija od normalnih somatskih stanica. Uvijek postoje iznimke koje dokazuju pravilo.

4. Diploidija omogućuje diferencijaciju spola kod nekih vrsta

U kolonijama eusocijalnih insekata poput pčela, osa i mrava (Hymenoptera) mužjaci su haploidni (X), a ženke diploidni (XX). Ova evolucijska strategija slijedi jasan obrazac: mužjaci se mogu roditi plodnoj ženki bez potrebe. je prethodno oplođena, što uvelike olakšava reproduktivno razdoblje između kolonija istih populacija.

Kao što možete zamisliti, kod ljudi to uopće nije slučaj, jer su i muškarci (XY) i žene (XX) diploidni. Svejedno, zanimljivo je to znati haploidni kodovi za muškarce u nekim vrstama životinjskog carstva.

5. Svaka vrsta ćelija ima drugačiju funkciju

U ljudskom tijelu funkcija diploidnih stanica je održavati biološki sustav tijela na površini. Na primjer, somatske stanice dermalnog i epidermalnog sloja neprekidno rastu, kao i one 40 000 keratinocita (stanice rožnog sloja, najpovršnije) bacaju se svake minute naše doživotno. Podjela mitozom potiče obnavljanje, održavanje i zamjenu svih tjelesnih tkiva.

S druge strane, haploidne stanice imaju već istraženu funkcionalnost: spolno razmnožavanje. Iako je spolno razmnožavanje mnogo skuplje od jednostavne mitoze, to ima velikog evolucijskog smisla. Svi potomci loze podijeljene mitozom genetski su isti, pa imaju iste sklonosti pred promjenama u okolišu i njihov opseg prilagodbenih sposobnosti je minimalan.

S druge strane, vrste koje slijede obrazac spolnog razmnožavanja imaju vrlo različite primjerke unutar iste populacije. na genetskoj razini, jer dijete nikada nije isto kao jedan od njegovih roditelja, već kombinacija oboje (više mutacija i križanja). Tako, postojanje haploidnih stanica i stvaranje spolnih stanica je ono što generira raznolikost planeta kroz generacije, uz prilagodljive kapacitete.

Nastavi

Kao što ste vidjeli, razlike između haploidne stanice i diploidne stanice daleko premašuju kromosomsku obdarenost. Nužno je znati varijacije između staničnih entiteta na mikroskopskoj razini, ali i primijeniti ih u medicinskom i evolucijskom polju.

Obje vrste stanica su dva bitna dijela u istoj opremi: diploidija održava život, dok ga haploidija generira. Oba su procesa vitalna za održavanje vrsta koje se spolno razmnožavaju.