5 განსხვავება ჰაპლოიდურ და დიპლოიდურ უჯრედებს შორის

უჯრედი არის ცოცხალი არსების მორფოლოგიური და ფუნქციონალური ერთეული. ყველა ცოცხალ არსებას, ყველაზე ბაზალურ ბაქტერიიდან დაწყებული ადამიანით, აქვს მინიმუმ ერთი უჯრედი, რომელსაც შეუძლია თვითრეპლიკაცია და ნივთიერებების გაცვლა გარემოსთან. პროკარიოტულ ცოცხალ არსებებს მხოლოდ ერთი უჯრედი აქვთ, რომელიც მთელ მათ სხეულს წარმოადგენს, მაგრამ ეუკარიოტებს შეუძლიათ ინტეგრირება მილიარდობით მათგანი ჩვენს სხეულში, თითოეული სისტემაში გაცილებით დიდია ვიდრე ერთეული და გამოხატული ფუნქციონირება.

როგორც ვთქვით, უჯრედული სხეული სიცოცხლის ტოლფასია. ერთადერთი ორგანიზმი, რომელიც ამ შენობასთან გადადის, არის ვირუსები, ვირუსები და პრიონები, მაგრამ ისინი იშვიათად განიხილებიან, როგორც ცოცხალი არსებები. უფრო მეტიც, ისინი წარმოადგენენ ინფექციური პოტენციალის მქონე ბიოლოგიურ პათოგენების ცალკეულ ჯგუფს. უჯრედის გარეშე, მინიმალური მოთხოვნები არ არის მიღწეული, რომ სიცოცხლე განვითარდეს, როგორც ასეთი.

ნებისმიერ შემთხვევაში, უნდა აღინიშნოს, რომ, მაგალითად, ადამიანებში არსებობს უჯრედის 2 ძირითადი ტიპი: ჰაპლოიდი და დიპლოიდი. შემდეგ სტრიქონებში ჩვენ გეუბნებით

განსხვავებები ჰაპლოიდურ და დიპლოიდურ უჯრედებს შორის და მისი ევოლუციური მნიშვნელობა.

• დაკავშირებული სტატია: "განსხვავებები მიტოზსა და მეიოზს შორის"

რა განსხვავებაა ჰაპლოიდიასა და დიპლოიდიას შორის?

ბუნებაში არანაირი ადაპტაცია შემთხვევით არ განვითარებულა. ყველა მახასიათებელი ასრულებს (ან მსახურობდა) როლს სახეობის ევოლუციურ ისტორიაში, ასე რომ ის ფაქტი, რომ ერთი და იგივე ორგანიზმში არსებობს ჰაპლოიდური და დიპლოიდური უჯრედები, უნდა იყოს მიზეზი ყოფნა. შემდეგ პუნქტებში, ჩვენ შეისწავლით მას.

1. ჰაპლოიდური უჯრედები შეიცავს მხოლოდ ერთ ქრომოსომას, დიპლოიდური უჯრედები - ორს

ეს არის მთავარი განსხვავება ჰაპლოიდიასა და დიპლოიდიას შორის. დიპლოიდური უჯრედი (2n) თავის ბირთვში შეიცავს დაწყვილებულ ქრომოსომებს, რომელშიც გვხვდება მთელი გენეტიკური ინფორმაცია ინდივიდის, მამის ნახევარი და დედის ნახევარი. ადამიანის შემთხვევაში, არსებობს 23 წყვილი ქრომოსომა, 22 აუტოსომური და ერთი სქესობრივი (XX და XY), რაც ყველა მოიცავს დაახლოებით 25000 სხვადასხვა გენს. უჯრედის ბირთვში არსებული 46 საერთო ქრომოსომადან 23 ერთი მშობლისგან მოდის, 23 - მეორისგან.

მეორეს მხრივ, ჰაპლოიდური უჯრედი (n) არის ის, რომელიც შეიცავს თითოეული ტიპის მხოლოდ ერთ ქრომოსომას. ადამიანის გამეტების შემთხვევაში (კვერცხუჯრედები და სპერმატოზოიდები), უჯრედის ბირთვი შეიცავს მხოლოდ 23 ქრომოსომას. განმარტება მარტივია; თუ თითოეული გამეტა დიპლოიდური იქნებოდა, ზიგოტის წარმოქმნის კავშირში შედეგად უჯრედებს უფრო და უფრო მეტი ქრომოსომა ექნებოდა:

• ჰაპლოიდური უჯრედი (n) + ჰაპლოიდური უჯრედი (n) = დიპლოიდური უჯრედი (2n)
• დიპლოიდური უჯრედი (2n) + დიპლოიდური უჯრედი (2n) = ტეტრაპლოიდური უჯრედი (4n)
• ტეტრაპლოიდური უჯრედი (4n) + ტეტრაპლოიდური უჯრედი (4n) = უჯრედი 8 ნაკრების ქრომოსომით (8n)

ამრიგად, თუ ჰაპლოიდური უჯრედები არ არსებობდა სქესობრივი გამრავლების დროს, მხოლოდ 3 თაობაში ადამიანი 46 ქრომოსომის (23 x 2) მქონედან გადავა 184-მდე (23 x 8). ერთი ქრომოსომის დუბლირება, როდესაც ის არ ეხება, შეიძლება უკვე ფატალური იყოს, ამიტომ გენეტიკური დაგროვების ეს მექანიზმი შეუთავსებელი იქნება ცხოვრებასთან.

2. დიპლოიდური უჯრედები იყოფა მიტოზით, ხოლო ჰაპლოიდური უჯრედები მეიოზით

როგორც უკვე დავადგინეთ, სომატური დიპლოიდური უჯრედი (რომელიც ქმნის ქსოვილებს) აქვს თითოეული ქრომოსომის წყვილი, ორი მშობლისგან თითოეული.

რადგან ეს უჯრედები არ მონაწილეობენ რეპროდუქციაში (ისინი მხოლოდ შენარჩუნებისა და სხეულის სტრუქტურების შეკეთება), მათ არ სჭირდებათ მათი გენეტიკური ინფორმაციის გაყოფა ნახევარი. ამიტომ, ისინი იყოფა მიტოზით, პროცესი, რომლის დროსაც ღეროვან უჯრედს წარმოშობს ორი ზუსტად იგივე ქალიშვილი უჯრედი, მათი დუბლირების გზით დნმ და ციტოპლაზმის დანაყოფი.

როგორც შეიძლება ეჭვი გქონდეთ, ჰაპლოიდური უჯრედების შემთხვევა სულ სხვაა. ადამიანის სხეულში, ეს უჯრედების ერთეულებია კვერცხუჯრედები და სპერმატოზოიდები, რომლებიც განაყოფიერებისთვის არიან პასუხისმგებელნი. იმისათვის, რომ დიპლოიდია ზიგოტაში დარჩეს, თითოეული წყვილი ქრომოსომა უნდა "გაიყოს" შუაზე და ორი წევრიდან მხოლოდ ერთი უნდა დარჩეს, რაც წინა ნაწილში ვნახეთ.

Ამიტომ, ჰაპლოიდური უჯრედის ფორმირების პროცესი გაცილებით რთულია, ვიდრე დიპლოიდისა (ყოველ შემთხვევაში დიპლოიდური ორგანიზმის ფარგლებში). ამის გასაგებად, ჩვენ გაჩვენებთ სპერმის სინთეზის პროცესს:

• პროლიფერაციული ფაზა: დიპლოიდური ჩანასახოვანი ღეროვანი უჯრედი აყალიბებს A და B ტიპის სპერმატოგონიას. A- ები იყოფა მიტოზით, რომ მარაგი რაოდენობრივად გაიზარდოს, მაგრამ B არ არის.
• სპერმატოგონია დიფერენცირდება პირველადი სპერმატოციტად და მეიოზის შედეგად ეს იწვევს ორ მეორად სპერმატოციტს. II მეიოზის დროს თითოეული მეორადი სპერმატოციტი წარმოშობს ორ ჰაპლოიდურ სპერმატიდს.
• ამრიგად, სადაც ადრე დიპლოიდური B სპერმატოგონია იყო, ახლა არსებობს 4 ჰაპლოიდური სპერმატიდი, ნახევარი გენეტიკური ინფორმაციით.
• სპერმატიდები მწიფდება ფუნქციურ სპერმებად.

ამრიგად, 4 ჰაპლოიდური გამეტი წარმოიქმნება იქ, სადაც ადრე დიპლოიდური ჩანასახოვანი უჯრედია. გარდა ამისა, მთელი ამ პროცესის განმავლობაში გვხვდება კროსოვერები და ქრომოსომული პერმუტაციები, რის გამოც მშობლების ინფორმაცია შთამომავლებში არ არის იგივე სახით. ამ მიზეზით, ნათქვამია, რომ სქესობრივი გამრავლება წარმოადგენს ჯიშების გენეტიკური მრავალფეროვნების საფუძველს.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ადამიანის სხეულის ძირითადი უჯრედების ტიპები"

3. ჰაპლოიდია და დიპლოიდია შემოიფარგლება უჯრედების სხვადასხვა ჯგუფებში

ყველა უჯრედი, რომელიც ქმნის ჩვენს სხეულს, დიპლოიდია, გარდა გამეტებისა (კვერცხუჯრედები და სპერმატოზოიდები), რომლებიც სინთეზირებულია შესაბამისად კვერცხუჯრედსა და სათესლე ჯირკვალში. ამრიგად, განზოგადებულია, რომ ადამიანის სომატური უჯრედები დიპლოიდურია და სექსუალური უჯრედები - ჰაპლოიდი.

მიუხედავად ამისა, ეს მთლად სიმართლეს არ შეესაბამება: მაგალითად, ჰეპატოციტების უმეტესობა (ღვიძლის უჯრედები) ტეტრაპლოიდია, ანუ ისინი შეიცავს ორჯერ მეტ გენეტიკურ ინფორმაციას, ვიდრე ნორმალური სომატური უჯრედი. ყოველთვის არსებობს გამონაკლისები, რომლებიც ამ წესს ამტკიცებს.

4. დიპლოიდია საშუალებას იძლევა სქესის დიფერენცირება ზოგიერთ სახეობაში

Eusocial მწერების კოლონიებში, როგორიცაა ფუტკარი, ვოსფსი და ჭიანჭველა (Hymenoptera) მამაკაცი ჰაპლოიდურია (X), ხოლო ქალი დიპლოიდური (XX). ეს ევოლუციური სტრატეგია გასდევს მკაფიო ნიმუშს: მამრობითი სქესის წარმომადგენლებს შეეძლებათ ნაყოფიერი ქალი. ადრე იყო განაყოფიერებული, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს იმავე კოლონიებს შორის რეპროდუქციულ პერიოდს მოსახლეობა.

როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, ადამიანებში ეს სულაც არ არის ასე, რადგან ორივე მამაკაცი (XY) და ქალი (XX) დიპლოიდურია. ყოველ შემთხვევაში, საინტერესოა ამის ცოდნა ცხოველების სამეფოს ზოგიერთ სახეობაში მამაკაცებისთვის ჰაპლოიდიის კოდები.

5. უჯრედის თითოეულ ტიპს განსხვავებული ფუნქცია აქვს

ადამიანის ორგანიზმში დიპლოიდური უჯრედების ფუნქციაა სხეულის ბიოლოგიური სისტემის შენარჩუნება. მაგალითად, კანისა და ეპიდერმული ფენების სომატური უჯრედები მუდმივ ზრდას განიცდიან 40,000 კერატინოციტი (რქოვანის შრის უჯრედები, ყველაზე ზედაპირულია) ჩვენს თითოეულ წუთს სიცოცხლის განმავლობაში. მიტოზის დაყოფა ხელს უწყობს სხეულის ყველა ქსოვილის აღდგენას, შენარჩუნებას და ჩანაცვლებას.

Მეორეს მხრივ, ჰაპლოიდურ უჯრედებს უკვე შესწავლილი აქვთ ფუნქციონირება: სექსუალური გამრავლება. მიუხედავად იმისა, რომ სექსუალური გამრავლება გაცილებით ძვირია, ვიდრე უბრალო მიტოზი, ამას დიდი ევოლუციური აზრი აქვს. მიტოზით დაყოფილი ხაზის ყველა შთამომავალი გენეტიკურად ერთნაირია, ამიტომ მათ აქვთ იგივე მიდრეკილებები გარემოს ცვლილებების პირობებში და მათი ადაპტაციური სიმძლავრე მინიმალურია.

მეორეს მხრივ, სახეობები, რომლებიც სექსუალური გამრავლების ნიმუშს მისდევენ, წარმოადგენენ ძალიან განსხვავებულ ნიმუშებს ერთი და იგივე პოპულაციაში. გენეტიკურ დონეზე, ვინაიდან ბავშვი არასდროს არის იგივე, რაც მისი მშობლები, არამედ კომბინაცია ორივე (მეტი მუტაცია და გადაკვეთა). ამრიგად, ჰაპლოიდური უჯრედების არსებობა და გამეტების წარმოქმნა წარმოშობს პლანეტის მრავალფეროვნებას თაობებშიადაპტაციური შესაძლებლობების გარდა.

Გაგრძელება

როგორც უკვე ნახეთ, განსხვავებები ჰაპლოიდურ უჯრედსა და დიპლოიდურ უჯრედს შორის გაცილებით მეტია, ვიდრე ქრომოსომული ნიჭი. აუცილებელია იცოდეთ უჯრედულ უჯრედებს შორის არსებული ვარიაციები მიკროსკოპულ დონეზე, მაგრამ ასევე უნდა გამოიყენოთ იგი სამედიცინო და ევოლუციურ სფეროში.

უჯრედების ორივე ტიპი ორი აუცილებელი ნაწილია ერთი და იგივე სიჩქარეში: დიპლოიდია ინარჩუნებს სიცოცხლეს, ხოლო ჰაპლოიდია წარმოქმნის მას. ორივე პროცესი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია იმ სახეობების შენარჩუნებისთვის, რომლებიც მრავლდებიან სექსუალურად.