5 atšķirības starp haploīdajām un diploīdajām šūnām

Šūna ir dzīvās būtnes morfoloģiskā un funkcionālā vienība. Katrai dzīvai būtnei, sākot no bazālākajām baktērijām līdz cilvēkam, ir vismaz viena šūna, kas spēj sevi atkārtot un apmainīties ar vielām ar vidi. Prokariotu dzīvajām būtnēm ir tikai viena šūna, kas veido visu ķermeni, bet eikarioti var integrēties miljardiem no tiem mūsu ķermenī, katrs no tiem ir sistēmā, kas ir daudz lielāka par vienību un ar ievērojamu funkcionalitāti.

Kā mēs teicām, šūnu vienība ir līdzvērtīga dzīvei. Vienīgie organismi, kas saplūst ar šo pieņēmumu, ir vīrusi, viroīdi un prioni, taču tos reti uzskata par dzīvām būtnēm. Drīzāk tie veido atsevišķu bioloģisko patogēnu grupu ar infekcijas potenciālu. Bez šūnas netiek sasniegtas minimālās prasības, lai dzīve kā tāda varētu attīstīties.

Jebkurā gadījumā jāatzīmē, ka, piemēram, cilvēkiem ir 2 galvenie šūnu tipi: haploīdie un diploīdie. Turpmākajās rindiņās mēs jums sakām atšķirības starp haploīdu un diploīdu šūnu un tā evolūcijas nozīme.

• Saistītais raksts: "Atšķirības starp mitozi un mejozi"

Kādas ir atšķirības starp haploīdiju un diploīdiju?

Dabā neviena adaptācija nav izveidojusies nejauši. Katra pazīme kalpo (vai ir kalpojusi) lomai sugas evolūcijas vēsturē, tāpēc Fakts, ka vienā un tajā pašā organismā ir haploīdās un diploīdās šūnas, ir jāpamato būt. Turpmākajos punktos mēs to izpētām.

1. Haploīdās šūnas satur tikai vienu hromosomu komplektu, diploīdās šūnas - divas

Šī ir galvenā atšķirība starp haploīdiju un diploīdiju. Diploīdās šūnas (2n) kodolā ir sapārotu hromosomu kopums, kurā atrodama visa ģenētiskā informācija indivīda puse tēva un puse mātes. Cilvēku gadījumā ir 23 hromosomu pāri, 22 autosomāli un viens seksuāls (XX un XY), kas visi ietver apmēram 25 000 dažādu gēnu. No 46 kopējām hromosomām, kas pastāv šūnas kodolā, 23 nāk no viena no vecākiem un 23 no otra.

No otras puses, haploīdā šūna (n) ir tā, kas satur tikai vienu katra veida hromosomu. Cilvēka gametu (olšūnu un spermas) gadījumā šūnu kodols satur tikai 23 hromosomas. Paskaidrojums ir vienkāršs; ja katra gamete būtu diploīda, savienojumā, veidojot zigotu, iegūtajām šūnām būtu arvien vairāk hromosomu:

• Haploīdā šūna (n) + Haploīdā šūna (n) = Diploīdā šūna (2n)
• Diploīdā šūna (2n) + Diploīdā šūna (2n) = Tetraploīdā šūna (4n)
• Tetraploīdā šūna (4n) + Tetraploīdā šūna (4n) = šūna ar 8 hromosomu komplektiem (8n)

Tādējādi, ja seksuālās reprodukcijas laikā nepastāvētu haploīdās šūnas, tikai 3 paaudzēs cilvēks no 46 hromosomām (23 x 2) pārietu uz 184 (23 x 8). Vienas hromosomas dublēšanās, kad tā nepieskaras, jau var būt letāla, tāpēc šis ģenētiskās uzkrāšanās mehānisms nebūtu saderīgs ar dzīvi.

2. Diploīdās šūnas dalās ar mitozi, bet haploīdās šūnas - ar mejozi

Kā mēs jau esam noskaidrojuši, somatiskajā diploīdā šūnā (kas veido audus) ir katras hromosomas pāris, katrs no diviem vecākiem.

Tā kā šīs šūnas nav iesaistītas reprodukcijā (tās ir paredzētas tikai uzturēšanai un labot ķermeņa struktūras), viņiem nav jādala sava ģenētiskā informācija puse. Tāpēc viņi dalās ar mitozi - procesu, kurā cilmes šūna rada divas tieši vienas un tās pašas meitas šūnas, dublējot to DNS un citoplazmas sadalīšana.

Kā jūs varētu domāt, haploīdu šūnu gadījums ir pilnīgi atšķirīgs. Cilvēka ķermenī šīs šūnu vienības ir olšūnas un sperma, kas ir atbildīgas par apaugļošanu. Lai diploīdija paliktu zigotā, katram hromosomu pārim jābūt "sadalītam" uz pusēm un jāatstāj tikai viens no diviem dalībniekiem, kā mēs redzējām iepriekšējā sadaļā.

Tā, haploīdās šūnas veidošanās process ir daudz sarežģītāks nekā diploīds (vismaz diploīda organisma iekšienē). Lai to parādītu, mēs parādīsim spermas sintēzes procesu:

• Proliferatīvā fāze: diploīda dīgļa cilmes šūna veido A un B tipa spermatogoniju. A ir sadalīti ar mitozi, lai palielinātu krājumu daudzumu, bet B nav.
• Spermatogonija diferencējas primārajā spermatocitā, un I mejozes rezultātā rodas divi sekundārie spermatocīti. Mejozes II gadījumā katrs sekundārais spermatocīts rada divus haploīdus spermatīdus.
• Tādējādi tur, kur agrāk bija diploīds B spermatogonija, tagad ir 4 haploīdi spermatīdi ar pusi ģenētiskās informācijas.
• Spermatīdi nobriest funkcionālā spermā.

Tādējādi Tiek ražotas 4 haploīdās gametas, kur agrāk bijusi diploīdu dīgļu cilmes šūna. Turklāt visā šajā procesā notiek krustojumi un hromosomu permutācijas, kuru dēļ vecāku informācija pēcnācējiem nav vienāda. Šī iemesla dēļ tiek uzskatīts, ka seksuālā reprodukcija ir sugu ģenētiskās daudzveidības pamats.

• Jūs varētu interesēt: "Galvenie cilvēka ķermeņa šūnu tipi"

3. Haploīdija un diploīdija attiecas tikai uz dažādām šūnu grupām

Visas šūnas, kas veido mūsu ķermeni, ir diploīdas, izņemot gametas (olšūnas un spermu), kas tiek sintezētas attiecīgi olšūnā un sēkliniekos. Tādējādi tiek vispārināts, ka cilvēka somatiskās šūnas ir diploīdas, bet dzimumšūnas - haploīdas.

Tomēr tas nav pilnīgi taisnība: piemēram, lielākā daļa hepatocītu (aknu šūnas) ir tetraploīdi, tas nozīmē, ka tie satur divreiz vairāk ģenētiskās informācijas nekā parastā somatiskā šūna. Vienmēr ir izņēmumi, kas pierāda noteikumu.

4. Diploīdija ļauj dažām sugām diferencēt dzimumu

Eusociālo kukaiņu, piemēram, bites, lapsenes un skudras (Hymenoptera), kolonijās tēviņi ir haploīdi (X) un sievietes - diploīdi (XX). Šī evolūcijas stratēģija seko skaidram paraugam: tēviņi var piedzimt auglīgai mātītei bez vajadzības. ir apaugļota iepriekš, kas ievērojami atvieglo reproduktīvo periodu starp tās pašas kolonijām populācija.

Kā jūs varat iedomāties, cilvēkiem tas tā vispār nav, jo gan vīrieši (XY), gan sievietes (XX) ir diploīdi. Jebkurā gadījumā ir interesanti to uzzināt dažu dzīvnieku valsts sugu vīriešu haploīdijas kodi.

5. Katram šūnu tipam ir atšķirīga funkcija

Cilvēka ķermenī diploīdu šūnu funkcija ir uzturēt ķermeņa bioloģisko sistēmu virs ūdens. Piemēram, dermas un epidermas slāņu somatiskās šūnas nepārtraukti aug, tāpat kā tās Katru minūti no mums izdalās 40 000 keratinocītu (virspusēji raga slāņa šūnas) mūžs. Dalīšana ar mitozi veicina visu ķermeņa audu atjaunošanu, uzturēšanu un aizstāšanu.

No otras puses, haploīdajām šūnām ir jau izpētīta funkcionalitāte: dzimumaudzēšana. Lai arī dzimumaudzēšana ir daudz dārgāka nekā vienkārša mitoze, tai ir liela evolūcijas jēga. Visi cilts pēcnācēji, kas dalīti ar mitozi, ir ģenētiski vienādi, tāpēc vides izmaiņu apstākļos viņiem ir vienādas spējas, un viņu pielāgošanās spēja ir minimāla.

No otras puses, sugām, kas seko dzimumaudzēšanas modelim, vienā populācijā ir ļoti atšķirīgi īpatņi. ģenētiskā līmenī, jo bērns nekad nav tāds pats kā viens no viņa vecākiem, bet gan abu (vairāk mutāciju un krustojumu) kombinācija. Tādējādi haploīdu šūnu esamība un gametu veidošanās ir tas, kas ģenerē planētas daudzveidību visu paaudžu laikā, papildus adaptīvajām spējām.

Turpināt

Kā jūs redzējāt, atšķirības starp haploīdu šūnu un diploīdu šūnu pārsniedz hromosomu dotācijas robežas. Ir svarīgi zināt atšķirības starp šūnu vienībām mikroskopiskā līmenī, bet arī to pielietot medicīnas un evolūcijas jomā.

Abi šūnu tipi ir divi būtiski gabali vienā un tajā pašā pārnesumā: diploīdija uztur dzīvību, bet haploidija to ģenerē. Abi procesi ir vitāli nepieciešami, lai uzturētu sugas, kas vairojas seksuāli.