5 różnic między komórkami haploidalnymi i diploidalnymi

Komórka jest jednostką morfologiczną i funkcjonalną żywej istoty. Każda żywa istota, od najbardziej podstawowych bakterii po istotę ludzką, ma przynajmniej jedną komórkę zdolną do samoreplikacji i wymiany substancji ze środowiskiem. Żywe istoty prokariotyczne mają tylko jedną komórkę, która stanowi całe ich ciało, ale eukarionty mogą się integrować miliardy z nich w naszym ciele, każdy w układzie znacznie większym od jednostki io ​​znacznej funkcjonalności.

Jak powiedzieliśmy, istota komórkowa jest równoważna życiu. Jedynymi organizmami, które zbiegają się z tą przesłanką, są wirusy, wiroidy i priony, ale rzadko są one uważane za żywe istoty. Stanowią raczej odrębną grupę patogenów biologicznych o potencjale zakaźnym. Bez komórki nie można osiągnąć minimalnych wymagań, aby życie mogło się rozwijać.

W każdym razie należy zauważyć, że na przykład u ludzi istnieją 2 główne typy komórek: haploidalne i diploidalne. W kolejnych wierszach powiemy ci różnice między komórką haploidalną i diploidalną i jego ewolucyjne znaczenie.

• Powiązany artykuł: „Różnice między mitozą a mejozą”

Jakie są różnice między haploidią a diploidalnością?

W naturze żadna adaptacja nie powstała przypadkowo. Każda cecha pełni (lub służyła) jakąś rolę w ewolucyjnej historii gatunku, więc To, że w tym samym organizmie znajdują się komórki haploidalne i diploidalne, musi mieć uzasadnienie: być. W kolejnych punktach to zbadamy.

1. Komórki haploidalne zawierają tylko jeden zestaw chromosomów, komórki diploidalne dwa

To jest główna różnica między haploidią a diploidalnością. Komórka diploidalna (2n) zawiera w swoim jądrze zestaw sparowanych chromosomów, w których znajduje się cała informacja genetyczna osoby, połowa ojca i połowa matki. W przypadku ludzi istnieją 23 pary chromosomów, 22 autosomalne i jedna płciowa (XX i XY), które obejmują około 25 000 różnych genów. Spośród wszystkich 46 chromosomów, które istnieją w jądrze komórkowym, 23 pochodzą od jednego rodzica, a 23 od drugiego.

Z drugiej strony komórka haploidalna (n) to taka, która zawiera tylko jeden chromosom każdego typu. W przypadku gamet ludzkich (jaj i plemników) jądro komórkowe zawiera tylko 23 chromosomy. Wyjaśnienie jest proste; gdyby każda gameta była diploidalna, w zjednoczeniu tworzącym zygotę powstałe komórki miałyby coraz więcej chromosomów:

• Haploidalna komórka (n) + Haploidalna komórka (n) = Diploidalna komórka (2n)
• Komórka diploidalna (2n) + Komórka diploidalna (2n) = Komórka tetraploidalna (4n)
• Komórka tetraploidalna (4n) + komórka tetraploidalna (4n) = komórka z 8 zestawami chromosomów (8n)

Tak więc, gdyby komórki haploidalne nie istniały podczas rozmnażania płciowego, w ciągu zaledwie 3 pokoleń człowiek przeszedłby z 46 chromosomów (23 x 2) do 184 (23 x 8). Duplikacja pojedynczego chromosomu, gdy nie dotyka się, może już być śmiertelna, więc ten mechanizm genetycznej akumulacji byłby niezgodny z życiem.

2. Komórki diploidalne dzielą się przez mitozę, a komórki haploidalne przez mejozę

Jak już ustaliliśmy, somatyczna komórka diploidalna (która tworzy tkanki) ma parę każdego chromosomu, każdy członek jednego z dwojga rodziców.

Ponieważ komórki te nie biorą udziału w rozmnażaniu (są przeznaczone jedynie do utrzymania i naprawiają struktury ciała), nie mają potrzeby dzielenia się informacjami genetycznymi pół. Dlatego dzielą się przez mitozę, proces, w którym komórka macierzysta daje początek dwóm dokładnie takim samym komórkom potomnym, poprzez duplikację DNA i podział cytoplazmy.

Jak można się domyślać, przypadek komórek haploidalnych jest zupełnie inny. W ludzkim ciele tymi jednostkami komórkowymi są komórki jajowe i plemniki, odpowiedzialne za zapłodnienie. Aby diploidalność pozostała w zygocie, każda para chromosomów musi zostać „podzielona” na pół i tylko jeden z dwóch członków musi pozostać, jak widzieliśmy w poprzedniej sekcji.

Po to aby, proces powstawania komórki haploidalnej jest znacznie bardziej złożony niż diploidalnej (przynajmniej w organizmie diploidalnym). Aby to zilustrować, przedstawiamy proces syntezy plemnika:

• Faza proliferacyjna: diploidalne zarodkowe komórki macierzyste tworzą spermatogonię typu A i B. A są dzielone przez mitozę, aby zwiększyć ilość zapasów, ale B nie.
• Spermatogonia różnicuje się do pierwotnego spermatocytu, a przez mejozę I daje to początek dwóm wtórnym spermatocytom. W mejozie II każdy wtórny spermatocyt daje początek dwóm haploidalnym spermatydom.
• Tak więc tam, gdzie wcześniej istniała diploidalna spermatogonia B, teraz są 4 haploidalne spermatydy, z połową informacji genetycznej.
• Plemniki dojrzewają do funkcjonalnych plemników.

A zatem, W miejscu, gdzie kiedyś znajdowała się diploidalna zarodkowa komórka macierzysta, powstają 4 haploidalne gamety. Ponadto podczas całego tego procesu dochodzi do skrzyżowań i permutacji chromosomowych, które sprawiają, że informacje rodzicielskie nie są obecne w ten sam sposób u potomstwa. Z tego powodu mówi się, że rozmnażanie płciowe jest podstawą różnorodności genetycznej gatunków.

• Możesz być zainteresowany: „Główne typy komórek ludzkiego ciała”

3. Haploidalność i diploidalność są ograniczone do różnych grup komórek

Wszystkie komórki tworzące nasze ciało są diploidalne, z wyjątkiem gamet (jaj i plemników), które są syntetyzowane odpowiednio w komórce jajowej i jądrze. Tak więc uogólnia się, że ludzkie komórki somatyczne są diploidalne, a komórki płciowe haploidalne.

Jednak nie jest to do końca prawdą: na przykład większość hepatocytów (komórek wątroby) jest tetraploidalna, co oznacza, że ​​zawiera dwa razy więcej informacji genetycznej niż normalna komórka somatyczna. Zawsze są wyjątki potwierdzające regułę.

4. Diploidalność umożliwia zróżnicowanie płci u niektórych gatunków

W koloniach owadów eusocjalnych, takich jak pszczoły, osy i mrówki (Hymenoptera), samce są haploidalne (X), a samice diploidalne (XX). Ta ewolucyjna strategia ma wyraźny wzór: samce mogą urodzić się płodnej samicy bez takiej potrzeby. została wcześniej nawożona, co znacznie ułatwia okres rozrodczy między koloniami tego samego populacja.

Jak możesz sobie wyobrazić, u ludzi tak nie jest, ponieważ zarówno samce (XY), jak i kobiety (XX) są diploidalne. W każdym razie warto to wiedzieć kody haploidii dla samców w niektórych gatunkach królestwa zwierząt.

5. Każdy typ komórki ma inną funkcję

W ludzkim ciele funkcją komórek diploidalnych jest utrzymywanie systemu biologicznego organizmu na powierzchni. Na przykład, komórki somatyczne warstwy skórnej i naskórkowej są w ciągłym wzroście, ponieważ 40 000 keratynocytów (komórek warstwy rogowej naskórka, najbardziej powierzchownej) zrzuca każdą minutę naszego dożywotni. Podział przez mitozę sprzyja odbudowie, utrzymaniu i wymianie wszystkich tkanek ciała.

Z drugiej strony, komórki haploidalne mają już zbadaną funkcję: rozmnażanie płciowe. Chociaż rozmnażanie płciowe jest znacznie droższe niż zwykła mitoza, ma ogromny sens ewolucyjny. Wszyscy potomkowie linii podzielonej przez mitozę są genetycznie tacy sami, a więc mają takie same predyspozycje w obliczu zmian środowiskowych, a ich zakres zdolności adaptacyjnych jest minimalny.

Z drugiej strony gatunki, które podążają za wzorcem rozmnażania płciowego, prezentują bardzo różne okazy w tej samej populacji. na poziomie genetycznym, ponieważ dziecko nigdy nie jest takie samo jak jeden z rodziców, ale jest kombinacją obu (więcej mutacji i skrzyżowań). A zatem, istnienie komórek haploidalnych i powstawanie gamet jest tym, co generuje różnorodność planety na przestrzeni pokoleń, oprócz zdolności adaptacyjnych.

Wznawianie

Jak widzieliście, różnice między komórką haploidalną a komórką diploidalną wykraczają daleko poza wyposażenie chromosomowe. Niezbędne jest poznanie różnic między jednostkami komórkowymi na poziomie mikroskopowym, ale także zastosowanie ich w dziedzinie medycyny i ewolucji.

Oba typy komórek to dwa zasadnicze elementy na tym samym biegu: diploidalność podtrzymuje życie, a haploidia je generuje. Oba procesy są niezbędne do utrzymania gatunków rozmnażających się płciowo.