De 5 verschillen tussen haploïde en diploïde cellen

De cel is de morfologische en functionele eenheid van het levende wezen. Elk levend wezen, van de meest basale bacteriën tot de mens, heeft ten minste één cel die zichzelf kan repliceren en stoffen kan uitwisselen met de omgeving. Prokaryotische levende wezens hebben maar één cel die hun hele lichaam vormt, maar eukaryoten kunnen integreren miljarden van hen in ons lichaam, elk in een systeem dat veel groter is dan de eenheid en met duidelijke functionaliteit.

Zoals we hebben gezegd, is de cellulaire entiteit gelijk aan leven. De enige organismen die met dit uitgangspunt samenkomen, zijn virussen, viroïden en prionen, maar ze worden zelden als levende wezens beschouwd. Ze vormen eerder een aparte groep biologische pathogenen met infectieus potentieel. Zonder de cel worden de minimumeisen niet bereikt zodat het leven zich als zodanig kan ontwikkelen.

In ieder geval moet worden opgemerkt dat er bijvoorbeeld binnen mensen 2 belangrijke celtypen zijn: haploïde en diploïde. In de volgende regels vertellen we u:

de verschillen tussen haploïde en diploïde cel en de evolutionaire betekenis ervan.

• Gerelateerd artikel: "Verschillen tussen mitose en meiose"

Wat zijn de verschillen tussen haploïdie en diploïdie?

In de natuur is geen enkele aanpassing toevallig ontstaan. Elk kenmerk dient (of heeft gediend) een rol in de evolutionaire geschiedenis van de soort, dus de Het feit dat er binnen hetzelfde organisme haploïde en diploïde cellen zijn, moet een reden hebben van: zijn. In de volgende punten onderzoeken we het.

1. Haploïde cellen bevatten slechts één set chromosomen, diploïde cellen twee

Dit is het belangrijkste verschil tussen haploïdie en diploïdie. Een diploïde cel (2n) bevat in zijn kern een reeks gepaarde chromosomen, waarin alle genetische informatie wordt gevonden van het individu, de helft van de vader en de helft van de moeder. In het geval van mensen zijn er 23 paar chromosomen, 22 autosomaal en één seksueel (XX en XY), die allemaal ongeveer 25.000 verschillende genen bevatten. Van de 46 totale chromosomen die in de celkern voorkomen, zijn er 23 afkomstig van de ene ouder en 23 van de andere.

Aan de andere kant is een haploïde cel (n) er een die slechts één chromosoom van elk type bevat. In het geval van menselijke gameten (eieren en sperma) bevat de celkern slechts 23 chromosomen. De verklaring is eenvoudig; als elke gameet diploïde zou zijn, zouden de resulterende cellen in de vereniging om de zygote te vormen steeds meer chromosomen hebben:

• Haploïde cel (n) + Haploïde cel (n) = Diploïde cel (2n)
• Diploïde cel (2n) + Diploïde cel (2n) = Tetraploïde cel (4n)
• Tetraploïde cel (4n) + Tetraploïde cel (4n) = Cel met 8 sets chromosomen (8n)

Dus als haploïde cellen niet zouden bestaan ​​tijdens seksuele voortplanting, zou een mens in slechts 3 generaties van 46 chromosomen (23 x 2) naar 184 (23 x 8) gaan. De verdubbeling van een enkel chromosoom wanneer het elkaar niet raakt, kan al fataal zijn, dus dit mechanisme van genetische accumulatie zou onverenigbaar zijn met het leven.

2. Diploïde cellen delen door mitose en haploïde cellen door meiose

Zoals we al hebben vastgesteld, heeft een somatische diploïde cel (die de weefsels vormt) een paar van elk chromosoom, elk lid van een van de twee ouders.

Aangezien deze cellen niet betrokken zijn bij de voortplanting (ze zijn alleen bedoeld om lichaamsstructuren herstellen), hoeven ze hun genetische informatie niet te delen om voor de helft. Daarom delen ze zich door mitose, een proces waarbij een stamcel twee exact dezelfde dochtercellen voortbrengt, door te dupliceren DNA en de verdeling van het cytoplasma.

Zoals je zou kunnen vermoeden, is het geval van haploïde cellen compleet anders. In het menselijk lichaam zijn deze celeenheden de eieren en het sperma, die verantwoordelijk zijn voor de bevruchting. Om diploïdie in de zygote te laten blijven, moet elk paar chromosomen in tweeën worden "gesplitst" en moet slechts één van de twee leden overblijven, zoals we in de vorige sectie hebben gezien.

Zodat, het proces van vorming van een haploïde cel is veel complexer dan dat van een diploïde (althans binnen een diploïde organisme). Om het te illustreren, laten we u het syntheseproces van een sperma zien:

• Proliferatieve fase: een diploïde kiemstamcel vormt type A en B spermatogonia. De A's worden gedeeld door mitose om de voorraad in hoeveelheid te vergroten, maar de B's niet.
• Een spermatogonia differentieert in de primaire spermatocyt, en door meiose I geeft dit aanleiding tot twee secundaire spermatocyten. In meiose II geeft elke secundaire spermatocyt aanleiding tot twee haploïde spermatiden.
• Dus, waar er voorheen een diploïde B spermatogonia was, zijn er nu 4 haploïde spermatiden, met de helft van de genetische informatie.
• Spermatiden rijpen uit tot functioneel sperma.

Dus, 4 haploïde gameten worden geproduceerd waar vroeger een diploïde kiemstamcel was. Bovendien zijn er tijdens dit proces cross-overs en chromosomale permutaties, waardoor de ouderinformatie niet op dezelfde manier aanwezig is in het nageslacht. Om deze reden zou seksuele reproductie de basis zijn van genetische diversiteit in soorten.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Grote celtypen van het menselijk lichaam"

3. Haploïdie en diploïdie zijn beperkt tot verschillende celgroepen

Alle cellen waaruit ons lichaam bestaat, zijn diploïde, behalve gameten (eieren en sperma), die respectievelijk in de eicel en de testis worden gesynthetiseerd. Zo wordt algemeen aangenomen dat menselijke lichaamscellen diploïde zijn en seksuele cellen haploïde.

Toch is dit niet helemaal waar: bv. de meeste hepatocyten (levercellen) zijn tetraploïde, wat betekent dat ze twee keer zoveel genetische informatie bevatten als een normale lichaamscel. Er zijn altijd uitzonderingen die de regel bevestigen.

4. Diploïdie maakt geslachtsdifferentiatie bij sommige soorten mogelijk

In de kolonies van eusociale insecten zoals bijen, wespen en mieren (Hymenoptera) zijn de mannetjes haploïde (X) en de vrouwtjes diploïde (XX). Deze evolutionaire strategie volgt een duidelijk patroon: mannetjes kunnen worden geboren uit een vruchtbaar vrouwtje zonder dat dit nodig is. is eerder bevrucht, wat de reproductieve periode tussen kolonies van hetzelfde enorm vergemakkelijkt bevolking.

Zoals je je kunt voorstellen, is dit bij mensen helemaal niet het geval, aangezien zowel mannen (XY) als vrouwen (XX) diploïde zijn. Hoe dan ook, het is interessant om te weten dat haploïdiecodes voor mannen in sommige soorten van het dierenrijk.

5. Elk celtype heeft een andere functie

In het menselijk lichaam is de functie van diploïde cellen om het biologische systeem van het lichaam overeind te houden. De somatische cellen van de dermale en epidermale lagen zijn bijvoorbeeld in continue groei, omdat ze 40.000 keratinocyten (cellen van het stratum corneum, de meest oppervlakkige) werpen elke minuut van onze levenslang. Deling door mitose bevordert het herstel, het onderhoud en de vervanging van alle lichaamsweefsels.

Aan de andere kant, haploïde cellen hebben een reeds onderzochte functionaliteit: seksuele reproductie. Hoewel seksuele reproductie veel duurder is dan eenvoudige mitose, is het evolutionair gezien zeer zinvol. Alle afstammelingen van een afstammingslijn gedeeld door mitose zijn genetisch hetzelfde, dus ze hebben dezelfde aanleg voor veranderingen in de omgeving en hun aanpassingsvermogen is minimaal.

Aan de andere kant presenteren de soorten die een seksueel reproductiepatroon volgen, zeer verschillende exemplaren binnen dezelfde populatie. op genetisch niveau, aangezien een kind nooit hetzelfde is als een van zijn ouders, maar een combinatie van beide (meer mutaties en kruisingen). Dus, het bestaan ​​van haploïde cellen en de vorming van gameten is wat de diversiteit van de planeet door de generaties heen genereert, naast het aanpassingsvermogen.

Hervat

Zoals je hebt gezien, gaan de verschillen tussen een haploïde cel en een diploïde cel veel verder dan de chromosomale begiftiging. Het is essentieel om de variaties tussen cellulaire entiteiten op microscopisch niveau te kennen, maar ook om deze toe te passen op medisch en evolutionair gebied.

Beide celtypen zijn twee essentiële onderdelen in dezelfde versnelling: diploïdie houdt het leven in stand, terwijl haploïdie het genereert. Beide processen zijn van vitaal belang voor het in stand houden van soorten die zich seksueel voortplanten.