Cele 5 diferențe dintre celulele haploide și diploide

Celula este unitatea morfologică și funcțională a ființei vii. Fiecare entitate vie, de la cele mai bazale bacterii până la ființa umană, are cel puțin o celulă capabilă să se auto-replice și să schimbe substanțe cu mediul. Ființele vii procariote au o singură celulă care constituie întregul lor corp, dar eucariotele se pot integra miliarde dintre ele în corpul nostru, fiecare într-un sistem mult mai mare decât unitatea și cu funcționalitate marcată.

După cum am spus, entitatea celulară este echivalentă cu viața. Singurele organisme care converg cu această premisă sunt virușii, viroizii și prionii, dar sunt rareori considerați ca ființe vii. Mai degrabă, acestea constituie un grup separat de agenți patogeni biologici cu potențial infecțios. Fără celulă, cerințele minime nu sunt atinse, astfel încât viața să se poată dezvolta ca atare.

În orice caz, trebuie remarcat faptul că, de exemplu, la om există două tipuri majore de celule: haploide și diploide. În rândurile următoare, vă spunem diferențele dintre celula haploidă și cea diploidă și semnificația sa evolutivă.

• Articol asociat: „Diferențele dintre mitoză și meioză”

Care sunt diferențele dintre haploidie și diploidie?

În natură, nicio adaptare nu s-a dezvoltat întâmplător. Fiecare caracteristică servește (sau a servit) un rol în istoria evoluției speciei, deci Faptul că există celule haploide și diploide în cadrul aceluiași organism trebuie să aibă un motiv a fi. În următoarele puncte, îl explorăm.

1. Celulele haploide conțin un singur set de cromozomi, celulele diploide două

Aceasta este principala diferență între haploidie și diploidie. O celulă diploidă (2n) conține în nucleul său un set de cromozomi împerecheați, în care se găsesc toate informațiile genetice ale individului, jumătate din tată și jumătate din mamă. În cazul oamenilor, există 23 de perechi de cromozomi, 22 autozomali și unul sexual (XX și XY), care cuprind aproximativ 25.000 de gene diferite. Din cele 46 de cromozomi care există în nucleul celular, 23 provin de la un părinte și 23 de la celălalt.

Pe de altă parte, o celulă haploidă (n) este una care conține un singur cromozom de fiecare tip. În cazul gametilor umani (ovule și spermatozoizi), nucleul celular conține doar 23 de cromozomi. Explicația este simplă; dacă fiecare gamet ar fi diploid, în uniunea pentru a forma zigotul, celulele rezultate ar avea din ce în ce mai mulți cromozomi:

• Celula haploidă (n) + Celula haloidă (n) = Celula diploidă (2n)
• Celula diploidă (2n) + Celula diploidă (2n) = Celula tetraploidă (4n)
• Celula tetraploidă (4n) + Celula tetraploidă (4n) = Celula cu 8 seturi de cromozomi (8n)

Astfel, dacă celulele haploide nu ar exista în timpul reproducerii sexuale, în doar 3 generații o ființă umană ar trece de la 46 de cromozomi (23 x 2) la 184 (23 x 8). Duplicarea unui singur cromozom atunci când nu se atinge poate fi deja fatală, deci acest mecanism de acumulare genetică ar fi incompatibil cu viața.

2. Celulele diploide se divid prin mitoză, iar celulele haploide prin meioză

După cum am stabilit deja, o celulă somatică diploidă (care alcătuiește țesuturile) are câte o pereche din fiecare cromozom, fiecare membru al unuia dintre cei doi părinți.

Deoarece aceste celule nu sunt implicate în reproducere (ele sunt destinate doar întreținerii și repară structurile corpului), nu au nevoie să-și împartă informațiile genetice la jumătate. Prin urmare, se divid prin mitoză, proces în care o celulă stem dă naștere la două celule fiice exact aceleași, prin duplicarea lor ADN și partiția citoplasmei.

După cum ați putea suspecta, cazul celulelor haploide este complet diferit. În corpul uman, aceste unități celulare sunt ouăle și spermatozoizii, cei responsabili de fertilizare. Pentru ca diploidia să rămână în zigot, fiecare pereche de cromozomi trebuie „împărțită” în jumătate și trebuie lăsat doar unul dintre cei doi membri, așa cum am văzut în secțiunea anterioară.

Astfel încât, procesul de formare a unei celule haploide este mult mai complex decât cel al unei diploide (cel puțin în cadrul unui organism diploid). Pentru a-l exemplifica, vă arătăm procesul de sinteză al unui spermă:

• Faza proliferativă: o celulă stem germinativă diploidă formează spermatogonia de tip A și B. A sunt împărțite la mitoză pentru a crește stocul în cantitate, dar B nu.
• O spermatogonie se diferențiază în spermatocitul primar, iar prin meioză I, aceasta dă naștere la două spermatocite secundare. În meioza II, fiecare spermatocit secundar dă naștere la două spermatide haploide.
• Astfel, unde înainte exista o spermatogonie diploidă B, există acum 4 spermatide haploide, cu jumătate din informațiile genetice.
• Spermatidele se maturizează în spermă funcțională.

Prin urmare, 4 gameți haploizi sunt produși acolo unde existau celule stem germinale diploide. În plus, pe tot parcursul acestui proces există încrucișări și permutații cromozomiale, care fac ca informațiile părinților să nu fie prezente în același mod la descendenți. Din acest motiv, reproducerea sexuală se spune că este baza diversității genetice la specii.

• S-ar putea să vă intereseze: „Tipuri majore de celule ale corpului uman”

3. Haploidia și diploidia sunt limitate la diferite grupuri de celule

Toate celulele care alcătuiesc corpul nostru sunt diploide, cu excepția gametilor (ovulelor și spermatozoizilor), care sunt sintetizați în ovul și, respectiv, în testicul. Astfel, se generalizează faptul că celulele somatice umane sunt diploide și celulele sexuale haploide.

Totuși, acest lucru nu este în întregime adevărat: de exemplu, majoritatea hepatocitelor (celule hepatice) sunt tetraploid, ceea ce înseamnă că conțin informații genetice de două ori mai mari decât o celulă somatică normală. Există întotdeauna excepții care dovedesc regula.

4. Diploidia permite diferențierea sexului la unele specii

În coloniile de insecte eusociale, cum ar fi albinele, viespile și furnicile (himenoptere), masculii sunt haploizi (X) și femelele diploide (XX). Această strategie evolutivă urmează un model clar: masculii se pot naște dintr-o femelă fertilă, fără a fi nevoie de ea. a fost fertilizat anterior, ceea ce facilitează foarte mult perioada de reproducere între coloniile acelorași populației.

După cum vă puteți imagina, la oameni acest lucru nu este deloc cazul, deoarece atât bărbații (XY), cât și femelele (XX) sunt diploide. Oricum, este interesant să știi asta coduri de haploidie pentru masculi în unele specii din regnul animal.

5. Fiecare tip de celulă are o funcție diferită

În corpul uman, funcția celulelor diploide este de a menține sistemul biologic al corpului pe linia de plutire. De exemplu, celulele somatice ale straturilor dermice și epidermice sunt în continuă creștere, ca și ele 40.000 de cheratinocite (celule ale stratului cornos, cele mai superficiale) se varsă în fiecare minut al durata de viață. Împărțirea prin mitoză promovează restaurarea, întreținerea și înlocuirea tuturor țesuturilor corpului.

Pe de altă parte, celulele haploide au o funcționalitate deja explorată: reproducerea sexuală. Deși reproducerea sexuală este mult mai scumpă decât simpla mitoză, are un mare sens evolutiv. Toți descendenții unei descendențe împărțite prin mitoză sunt genetic la fel, deci au aceleași aptitudini în fața schimbărilor de mediu și gama lor de capacitate de adaptare este minimă.

Pe de altă parte, speciile care urmează un model de reproducere sexuală prezintă exemplare foarte diferite în cadrul aceleiași populații. la nivel genetic, deoarece un copil nu este niciodată același cu unul dintre părinții săi, ci o combinație a ambelor (mai multe mutații și încrucișări). Prin urmare, existența celulelor haploide și formarea gametilor este ceea ce generează diversitatea planetei de-a lungul generațiilor, pe lângă capacitățile de adaptare.

Relua

După cum ați văzut, diferențele dintre o celulă haploidă și o celulă diploidă depășesc cu mult dotația cromozomială. Este esențial să cunoaștem variațiile dintre entitățile celulare la nivel microscopic, dar și să o aplicăm într-un câmp medical și evolutiv.

Ambele tipuri de celule sunt două piese esențiale în același angrenaj: diploidia menține viața, în timp ce haploidia o generează. Ambele procese sunt vitale pentru menținerea speciilor care se reproduc sexual.