Le 5 differenze tra cellule aploidi e diploidi

La cellula è l'unità morfologica e funzionale dell'essere vivente. Ogni essere vivente, dai batteri più basali all'essere umano, possiede almeno una cellula in grado di auto-replicarsi e di scambiare sostanze con l'ambiente. Gli esseri viventi procarioti hanno una sola cellula che costituisce tutto il loro corpo, ma gli eucarioti possono integrarsi miliardi di loro nel nostro corpo, ognuno in un sistema molto più grande dell'unità e con funzionalità spiccate.

Come abbiamo detto, l'entità cellulare è equivalente alla vita. Gli unici organismi che convergono con questa premessa sono virus, viroidi e prioni, ma raramente sono considerati esseri viventi. Piuttosto, costituiscono un gruppo separato di agenti patogeni biologici con potenziale infettivo. Senza la cellula non si raggiungono i requisiti minimi affinché la vita possa svilupparsi come tale.

In ogni caso, va notato che, ad esempio, all'interno dell'uomo esistono 2 tipi di cellule principali: aploide e diploide. Nelle righe seguenti vi diciamo le differenze tra cellula aploide e diploide e il suo significato evolutivo.

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Quali sono le differenze tra aploidia e diploidia?

In natura, nessun adattamento si è sviluppato per caso. Ogni caratteristica serve (o ha servito) un ruolo nella storia evolutiva della specie, quindi la Il fatto che ci siano cellule aploidi e diploidi all'interno dello stesso organismo deve avere una ragione di essere. Nei punti seguenti lo approfondiamo.

1. Le cellule aploidi contengono un solo set di cromosomi, le cellule diploidi due

Questa è la principale differenza tra aploidia e diploidia. Una cellula diploide (2n) contiene all'interno del suo nucleo un insieme di cromosomi appaiati, in cui si trova tutta l'informazione genetica dell'individuo, metà del padre e metà della madre. Nel caso degli esseri umani, ci sono 23 coppie di cromosomi, 22 autosomici e uno sessuale (XX e XY), che racchiudono tutti circa 25.000 geni diversi. Dei 46 cromosomi totali che esistono all'interno del nucleo cellulare, 23 provengono da un genitore e 23 dall'altro.

D'altra parte, una cellula aploide (n) è quella che contiene un solo cromosoma di ciascun tipo. Nel caso dei gameti umani (ovuli e spermatozoi), il nucleo cellulare contiene solo 23 cromosomi. La spiegazione è semplice; se ogni gamete fosse diploide, nell'unione per formare lo zigote le cellule risultanti avrebbero sempre più cromosomi:

• Cellula aploide (n) + cellula aploide (n) = cellula diploide (2n)
• cellula diploide (2n) + cellula diploide (2n) = cellula tetraploide (4n)
• Cellula tetraploide (4n) + Cellula tetraploide (4n) = Cellula con 8 serie di cromosomi (8n)

Quindi, se le cellule aploidi non esistessero durante la riproduzione sessuale, in sole 3 generazioni un essere umano passerebbe da 46 cromosomi (23 x 2) a 184 (23 x 8). La duplicazione di un singolo cromosoma quando non si tocca può già essere fatale, quindi questo meccanismo di accumulo genetico sarebbe incompatibile con la vita.

2. Le cellule diploidi si dividono per mitosi e le cellule aploidi per meiosi

Come abbiamo già stabilito, una cellula somatica diploide (che costituisce i tessuti) ha una coppia di ciascun cromosoma, ogni membro di uno dei due genitori.

Poiché queste cellule non sono coinvolte nella riproduzione (sono destinate esclusivamente a mantenere e riparare le strutture corporee), non hanno bisogno di dividere le loro informazioni genetiche per metà. Pertanto, si dividono per mitosi, un processo in cui una cellula staminale dà origine a due esattamente le stesse cellule figlie, duplicando il loro DNA e la partizione del citoplasma.

Come potresti sospettare, il caso delle cellule aploidi è completamente diverso. Nel corpo umano, queste unità cellulari sono gli ovuli e gli spermatozoi, i responsabili della fecondazione. Perché la diploidia rimanga nello zigote, ogni coppia di cromosomi deve essere "divisa" a metà e deve essere lasciato solo uno dei due membri, come abbiamo visto nella sezione precedente.

Così che, il processo di formazione di una cellula aploide è molto più complesso di quello di un diploide (almeno all'interno di un organismo diploide). Per esemplificarlo, vi mostriamo il processo di sintesi di uno spermatozoo:

• Fase proliferativa: una cellula staminale germinale diploide forma spermatogoni di tipo A e B. Gli A sono divisi per mitosi per aumentare lo stock in quantità, ma i B non lo sono.
• Uno spermatogoni si differenzia nello spermatocita primario e per meiosi I questo dà origine a due spermatociti secondari. Nella meiosi II, ogni spermatocita secondario dà origine a due spermatidi aploidi.
• Quindi, dove prima c'era uno spermatogonia diploide B, ora ci sono 4 spermatidi aploidi, con metà dell'informazione genetica.
• Gli spermatidi maturano in spermatozoi funzionali.

Così, 4 gameti aploidi sono prodotti dove c'era una cellula staminale germinale diploide. Inoltre, durante tutto questo processo ci sono incroci e permutazioni cromosomiche, che rendono l'informazione genitoriale non presente allo stesso modo nella prole. Per questo motivo, si dice che la riproduzione sessuale sia la base della diversità genetica nelle specie.

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3. L'aploidia e la diploidia sono limitate a diversi gruppi cellulari

Tutte le cellule che compongono il nostro corpo sono diploidi, ad eccezione dei gameti (ovuli e spermatozoi), che sono sintetizzati rispettivamente nell'ovulo e nel testicolo. Pertanto, è generalizzato che le cellule somatiche umane sono diploidi e le cellule sessuali aploidi.

Tuttavia, questo non è del tutto vero: ad esempio, la maggior parte degli epatociti (cellule epatiche) sono tetraploidi, nel senso che contengono il doppio delle informazioni genetiche di una normale cellula somatica. Ci sono sempre eccezioni che confermano la regola.

4. La diploidia consente la differenziazione del sesso in alcune specie

Nelle colonie di insetti eusociali come api, vespe e formiche (Imenotteri) i maschi sono aploidi (X) e le femmine diploidi (XX). Questa strategia evolutiva segue uno schema chiaro: i maschi possono nascere da una femmina fertile senza che ne sia necessario. è stato fecondato in precedenza, il che facilita notevolmente il periodo riproduttivo tra le colonie dello stesso popolazione.

Come puoi immaginare, negli umani non è affatto così, poiché sia ​​i maschi (XY) che le femmine (XX) sono diploidi. Comunque è interessante sapere che codici aploidi maschili in alcune specie del regno animale.

5. Ogni tipo di cellula ha una funzione diversa

Nel corpo umano, la funzione delle cellule diploidi è quella di mantenere a galla il sistema biologico del corpo. Ad esempio, le cellule somatiche degli strati dermico ed epidermico sono in continua crescita, poiché 40.000 cheratinociti (cellule dello strato corneo, il più superficiale) perdono ogni minuto del nostro tutta la vita. La divisione per mitosi promuove il ripristino, il mantenimento e la sostituzione di tutti i tessuti del corpo.

D'altro canto, le cellule aploidi hanno una funzionalità già esplorata: la riproduzione sessuale. Sebbene la riproduzione sessuale sia molto più costosa della semplice mitosi, ha un grande senso evolutivo. Tutti i discendenti di un lignaggio diviso per mitosi sono geneticamente uguali, quindi hanno le stesse attitudini di fronte ai cambiamenti ambientali e la loro gamma di capacità di adattamento è minima.

D'altra parte, le specie che seguono un modello di riproduzione sessuale presentano esemplari molto diversi all'interno della stessa popolazione. a livello genetico, poiché un bambino non è mai uguale a uno dei suoi genitori, ma una combinazione di entrambi (più mutazioni e crossover). Così, l'esistenza di cellule aploidi e la formazione di gameti è ciò che genera la diversità del pianeta attraverso le generazioni, oltre alle capacità di adattamento.

Curriculum vitae

Come hai visto, le differenze tra una cellula aploide e una cellula diploide vanno ben oltre la dotazione cromosomica. È essenziale conoscere le variazioni tra entità cellulari a livello microscopico, ma anche applicarlo in campo medico ed evolutivo.

Entrambi i tipi di cellule sono due parti essenziali dello stesso ingranaggio: la diploidia mantiene la vita, mentre l'aploidia la genera. Entrambi i processi sono vitali per il mantenimento delle specie che si riproducono sessualmente.