5 skirtumai tarp haploidinių ir diploidinių ląstelių

Ląstelė yra gyvosios būtybės morfologinis ir funkcinis vienetas. Kiekviena gyva būtybė, pradedant pačiomis pagrindinėmis bakterijomis ir baigiant žmogumi, turi bent vieną ląstelę, galinčią save daugintis ir keistis medžiagomis su aplinka. Prokariotinės gyvosios būtybės turi tik vieną ląstelę, kuri sudaro visą jų kūną, tačiau eukariotai gali integruotis milijardai jų mūsų kūne, kiekvienas iš jų yra daug didesnėje už įrenginį sistemoje ir pasižymi ryškiu funkcionalumu.

Kaip jau minėjome, ląstelinė esybė yra tolygi gyvenimui. Vieninteliai organizmai, kurie sutampa su šia prielaida, yra virusai, viroidai ir prionai, tačiau jie retai laikomi gyvomis būtybėmis. Atvirkščiai, jie sudaro atskirą infekcinio potencialo biologinių patogenų grupę. Be ląstelės minimalūs reikalavimai nepasiekiami, kad gyvybė galėtų tokia vystytis.

Bet kokiu atveju reikia pažymėti, kad, pavyzdžiui, žmonėse yra 2 pagrindiniai ląstelių tipai: haploidiniai ir diploidiniai. Šiose eilutėse mes jums sakome skirtumai tarp haploidinės ir diploidinės ląstelės ir jo evoliucinė reikšmė.

• Susijęs straipsnis: „Mitozės ir mejozės skirtumai“

Kuo skiriasi haploidija ir diploidija?

Gamtoje adaptacija neatsirado atsitiktinai. Kiekviena savybė atlieka (arba tarnavo) vaidmenį rūšies evoliucijos istorijoje, taigi Tai, kad tame pačiame organizme yra haploidinių ir diploidinių ląstelių, turi turėti priežastį būti. Tolesniuose punktuose mes jį tyrinėjame.

1. Haploidinėse ląstelėse yra tik vienas chromosomų rinkinys, diploidinių - dvi

Tai yra pagrindinis skirtumas tarp haploidijos ir diploidijos. Diploidinės ląstelės (2n) branduolyje yra suporuotų chromosomų rinkinys, kuriame randama visa genetinė informacija asmens, pusė tėvo ir pusė motinos. Žmonių atveju yra 23 chromosomų poros, 22 autosominės ir viena lytinė (XX ir XY), kurios visos apima apie 25 000 skirtingų genų. Iš visų 46 chromosomų, esančių ląstelės branduolyje, 23 yra iš vieno iš tėvų ir 23 iš kito.

Kita vertus, haploidinė ląstelė (n) yra ta, kurioje yra tik viena kiekvieno tipo chromosoma. Žmogaus lytinių ląstelių (kiaušinėlių ir spermos) atveju ląstelės branduolyje yra tik 23 chromosomos. Paaiškinimas yra paprastas; jei kiekviena lytinė ląstelė būtų diploidinė, susiformavus zigotai, gautose ląstelėse būtų vis daugiau chromosomų:

• Haploidinė ląstelė (n) + Haploidinė ląstelė (n) = Diploidinė ląstelė (2n)
• Diploidinė ląstelė (2n) + Diploidinė ląstelė (2n) = tetraploidinė ląstelė (4n)
• Tetraploidinė ląstelė (4n) + Tetraploidinė ląstelė (4n) = ląstelė su 8 chromosomų rinkiniais (8n)

Taigi, jei lytinio dauginimosi metu haploidinių ląstelių nebūtų, tik per 3 kartas žmogus nuo 46 chromosomų (23 x 2) pereitų prie 184 (23 x 8). Vienos chromosomos dubliavimasis, kai ji neliečia, jau gali būti mirtina, todėl šis genetinio kaupimosi mechanizmas būtų nesuderinamas su gyvenimu.

2. Diploidinės ląstelės dalijasi iš mitozės, o haploidinės - pagal mejozę

Kaip mes jau nustatėme, somatinėje diploidinėje ląstelėje (kuri sudaro audinius) yra kiekvienos chromosomos pora, kiekvienas iš dviejų tėvų.

Kadangi šios ląstelės nedalyvauja reprodukcijoje (jos skirtos tik palaikyti ir remontuoti kūno struktūras), jiems nereikia dalyti savo genetinės informacijos pusė. Todėl jie dalijasi iš mitozės - proceso, kurio metu kamieninė ląstelė duoda lygiai tas pačias dukterines ląsteles, dubliuodama jų DNR ir citoplazmos pasidalijimas.

Kaip galite įtarti, haploidinių ląstelių atvejis yra visiškai kitoks. Žmogaus kūne šios ląstelės yra kiaušialąstės ir spermatozoidai, atsakingi už apvaisinimą. Kad diploidija išliktų zigotoje, kiekviena chromosomų pora turi būti „padalinta“ per pusę ir likti tik vienas iš dviejų narių, kaip matėme ankstesniame skyriuje.

Taigi, haploidinės ląstelės susidarymo procesas yra daug sudėtingesnis nei diploido (bent jau diploidiniame organizme). Norėdami tai parodyti, parodome spermos sintezės procesą:

• Proliferacinė fazė: diploidinė gemalo kamieninė ląstelė formuoja A ir B tipo spermatogoniją. A yra padalinti iš mitozės, kad padidėtų atsargų kiekis, tačiau B - ne.
• Spermatogonija diferencijuojasi į pirminį spermatocitą, o I mejozės metu tai sukelia du antrinius spermatocitus. II mejozėje kiekvienas antrinis spermatocitas sukelia du haploidinius spermatidus.
• Taigi ten, kur anksčiau buvo diploidinė B spermatogonija, dabar yra 4 haploidiniai spermatidai, turintys pusę genetinės informacijos.
• Spermatidai subręsta iki funkcinių spermatozoidų.

Taigi, Kuriamos diploidinės gemalo kamieninės ląstelės, gaminamos 4 haploidinės gametos. Be to, viso šio proceso metu vyksta kryžminimai ir chromosomų permutacijos, dėl kurių tėvų informacija palikuoniuose nėra vienoda. Dėl šios priežasties lytinis dauginimasis yra rūšių genetinės įvairovės pagrindas.

• Jus gali sudominti: „Pagrindiniai žmogaus kūno ląstelių tipai“

3. Haploidija ir diploidija apsiriboja skirtingomis ląstelių grupėmis

Visos mūsų kūną sudarančios ląstelės yra diploidinės, išskyrus gametas (kiaušinius ir spermą), kurios sintetinamos atitinkamai kiaušialąstėje ir sėklidėje. Taigi apibendrinta, kad žmogaus somatinės ląstelės yra diploidinės, o lytinės - haploidinės.

Vis dėlto tai nėra visiškai tiesa: pavyzdžiui, dauguma hepatocitų (kepenų ląstelių) yra tetraploidai, tai reiškia, kad juose yra dvigubai daugiau genetinės informacijos nei įprastoje somatinėje ląstelėje. Visada yra išimčių, kurios įrodo taisyklę.

4. Diploidija leidžia diferencijuoti kai kurias rūšis

Eusocialinių vabzdžių, tokių kaip bitės, vapsvos ir skruzdėlės (Hymenoptera), kolonijose patinai yra haploidiniai (X), o moterys - diploidiniai (XX). Ši evoliucijos strategija vadovaujasi aiškiu modeliu: vyrai gali gimti vaisingai patelei to nereikalaujant. buvo apvaisintas anksčiau, o tai labai palengvina reprodukcijos laikotarpį tarp to paties kolonijų gyventojų.

Kaip galite įsivaizduoti, žmonėms taip nėra, nes ir vyrai (XY), ir moterys (XX) yra diploidai. Šiaip įdomu tai žinoti kai kurių gyvūnų karalystės rūšių patinų haploidijos kodai.

5. Kiekvienas langelio tipas atlieka skirtingą funkciją

Žmogaus kūne diploidinių ląstelių funkcija yra išlaikyti biologinę kūno sistemą. Pavyzdžiui, somatinės odos ir epidermio sluoksnių ląstelės nuolat auga, nes jos Kiekvieną mūsų minutę išlieja 40 000 keratinocitų (raginio sluoksnio ląstelės, paviršinės) gyvenimas. Padalijimas pagal mitozę skatina visų kūno audinių atstatymą, palaikymą ir pakeitimą.

Iš kitos pusės, haploidinės ląstelės turi jau ištirtą funkcionalumą: lytinį dauginimąsi. Nors lytinis dauginimasis yra daug brangesnis nei paprasta mitozė, tai turi didelę evoliucinę prasmę. Visi mitozės, padalytos iš mitozės, palikuonys yra genetiškai vienodi, todėl jie turi vienodus polinkius į aplinkos pokyčius ir jų adaptacinių gebėjimų diapazonas yra minimalus.

Kita vertus, rūšys, kurios laikosi lytinio dauginimosi modelio, toje pačioje populiacijoje turi labai skirtingus egzempliorius. genetiniu lygmeniu, nes vaikas niekada nėra tas pats, kas vienas iš jo tėvų, bet jų abiejų derinys (daugiau mutacijų ir kryžminimų). Taigi, haploidinių ląstelių egzistavimas ir lytinių ląstelių susidarymas generuoja planetos įvairovę visose kartose, be prisitaikymo galimybių.

Tęsti

Kaip matėte, skirtumai tarp haploidinės ląstelės ir diploidinės ląstelės gerokai viršija chromosomų aprūpinimą. Būtina žinoti ląstelių esybių variacijas mikroskopiniame lygmenyje, tačiau taip pat jas taikyti medicinos ir evoliucijos srityje.

Abu ląstelių tipai yra du esminiai elementai tuo pačiu pavara: diploidija palaiko gyvybę, o haploidija ją sukuria. Abu procesai yra gyvybiškai svarbūs palaikant rūšis, kurios dauginasi lytiniu keliu.