5 rozdielov medzi haploidnými a diploidnými bunkami

Bunka je morfologická a funkčná jednotka živej bytosti. Každá živá bytosť, od najbázálnejších baktérií po človeka, má aspoň jednu bunku schopnú samoreplikácie a výmeny látok s prostredím. Prokaryotické živé bytosti majú iba jednu bunku, ktorá predstavuje celé ich telo, ale eukaryoty sa môžu integrovať miliardy z nich v našom tele, každá v systéme oveľa väčšom ako jednotka a so zreteľnou funkčnosťou.

Ako sme už povedali, bunková entita je rovnocenná so životom. Jediné organizmy, ktoré konvergujú s týmto predpokladom, sú vírusy, viroidy a prióny, ale zriedka sa považujú za živé bytosti. Predstavujú skôr samostatnú skupinu biologických patogénov s infekčným potenciálom. Bez bunky nie sú dosiahnuté minimálne požiadavky, aby sa mohol vyvíjať život ako taký.

V každom prípade je potrebné poznamenať, že napríklad u ľudí existujú 2 hlavné typy buniek: haploidné a diploidné. V nasledujúcich riadkoch vám to prezradíme rozdiely medzi haploidnou a diploidnou bunkou a jeho evolučný význam.

• Súvisiaci článok: „Rozdiely medzi mitózou a meiózou“

Aké sú rozdiely medzi haploidiou a diploidiou?

V prírode sa žiadna adaptácia nevyvinula náhodou. Každá vlastnosť slúži (alebo slúžila) úlohe v evolučnej histórii druhu, takže Skutočnosť, že v tom istom organizme existujú haploidné a diploidné bunky, musí mať svoj dôvod byť. V nasledujúcich bodoch to skúmame.

1. Haploidné bunky obsahujú iba jednu sadu chromozómov, diploidné bunky dve

To je hlavný rozdiel medzi haploidiou a diploidiou. Diploidná bunka (2n) obsahuje vo svojom jadre súbor spárovaných chromozómov, v ktorých sa nachádzajú všetky genetické informácie jednotlivca, polovice otca a polovice matky. V prípade ľudí existuje 23 párov chromozómov, 22 autozomálnych a jeden sexuálny (XX a XY), ktoré všetky zahŕňajú asi 25 000 rôznych génov. Zo 46 celkových chromozómov, ktoré existujú v bunkovom jadre, 23 pochádza od jedného z rodičov a 23 od druhého.

Na druhej strane je haploidná bunka (n) taká, ktorá obsahuje iba jeden chromozóm každého typu. V prípade ľudských gamét (vajíčka a spermie) obsahuje bunkové jadro iba 23 chromozómov. Vysvetlenie je jednoduché; ak by každá gaméta bola diploidná, v únii na vytvorenie zygoty by výsledné bunky mali viac a viac chromozómov:

• Haploidná bunka (n) + Haploidná bunka (n) = Diploidná bunka (2n)
• Diploidná bunka (2n) + Diploidná bunka (2n) = Tetraploidná bunka (4n)
• Tetraploidná bunka (4n) + Tetraploidná bunka (4n) = bunka s 8 sadami chromozómov (8n)

Keby teda haploidné bunky neexistovali počas sexuálnej reprodukcie, za pouhé 3 generácie by ľudská bytosť prešla zo 46 chromozómov (23 x 2) na 184 (23 x 8). Duplikácia jediného chromozómu, keď sa ho nedotýka, môže byť už smrteľná, takže tento mechanizmus genetickej akumulácie by bol nezlučiteľný so životom.

2. Diploidné bunky sa delia mitózou a haploidné bunky meiózou

Ako sme už zistili, somatická diploidná bunka (ktorá tvorí tkanivá) má pár každého chromozómu, každý člen jedného z dvoch rodičov.

Pretože tieto bunky nie sú zapojené do reprodukcie (sú určené iba na udržiavanie a opravy štruktúr tela), nie je potrebné deliť ich s genetickými informáciami polovica. Preto sa delia mitózou, procesom, pri ktorom z kmeňovej bunky vzniknú dve presne rovnaké dcérske bunky, a to duplikáciou ich DNA a rozdelenie cytoplazmy.

Ako môžete tušiť, prípad haploidných buniek je úplne odlišný. V ľudskom tele sú týmito bunkovými jednotkami vajíčka a spermie, ktoré sú zodpovedné za oplodnenie. Aby diploidia zostala v zygote, musí sa každá dvojica chromozómov „rozdeliť“ na polovicu a musí zostať iba jeden z dvoch členov, ako sme videli v predchádzajúcej časti.

Takže proces tvorby haploidnej bunky je oveľa zložitejší ako proces diploidu (aspoň v rámci diploidného organizmu). Na ukážku vám ukážeme proces syntézy spermií:

• Proliferatívna fáza: diploidná zárodočná kmeňová bunka tvorí spermatogóniu typu A a B. A sú rozdelené mitózou, aby sa zvýšil zásoba v množstve, ale B nie.
• Spermatogónia sa diferencuje na primárny spermatocyt a pri meióze I vzniknú dva sekundárne spermatocyty. V prípade meiózy II z každého sekundárneho spermatocytu vznikajú dve haploidné spermatidy.
• Takže tam, kde predtým boli diploidné spermatogónie B, sú teraz 4 haploidné spermatidy s polovičnou genetickou informáciou.
• Spermatidy dozrievajú do funkčných spermií.

Teda Tam, kde predtým boli diploidné zárodočné kmeňové bunky, sa vytvárajú 4 haploidné gaméty. Okrem toho sa v priebehu tohto procesu vyskytujú kríženia a chromozomálne permutácie, vďaka ktorým sa rodičovská informácia u potomkov nenachádza rovnakým spôsobom. Z tohto dôvodu sa hovorí, že pohlavné rozmnožovanie je základom genetickej rozmanitosti druhov.

• Mohlo by vás zaujímať: „Hlavné typy buniek ľudského tela“

3. Haploidia a diploidia sú obmedzené na rôzne bunkové skupiny

Všetky bunky, ktoré tvoria naše telo, sú diploidné, s výnimkou gamét (vajíčok a spermií), ktoré sa syntetizujú vo vajíčku a semenníkoch. Zovšeobecňuje sa teda, že ľudské somatické bunky sú diploidné a sexuálne bunky haploidné.

Nie je to tak celkom pravda: napríklad väčšina hepatocytov (pečeňové bunky) je tetraploidná, čo znamená, že obsahujú dvakrát toľko genetickej informácie ako normálna somatická bunka. Vždy existujú výnimky, ktoré potvrdzujú pravidlo.

4. Diploidy umožňuje u niektorých druhov rozlišovať pohlavie

V kolóniách eusociálneho hmyzu, ako sú včely, osy a mravce (Hymenoptera), sú muži haploidní (X) a ženy diploidné (XX). Táto evolučná stratégia sleduje jasný vzorec: samcovi sa môže narodiť plodná žena bez toho, aby to bolo potrebné. bol oplodnený predtým, čo výrazne uľahčuje reprodukčné obdobie medzi rovnakými kolóniami populácia.

Ako si viete predstaviť, u ľudí to tak vôbec nie je, pretože muži (XY) aj ženy (XX) sú diploidní. Je každopádne zaujímavé to vedieť haploidné kódy pre mužov u niektorých druhov živočíšnej ríše.

5. Každý typ bunky má inú funkciu

V ľudskom tele je funkciou diploidných buniek udržiavanie biologického systému tela nad vodou. Napríklad somatické bunky dermálnej a epidermálnej vrstvy sú v nepretržitom raste Každú minútu vylučuje 40 000 keratinocytov (bunky povrchovej vrstvy stratum corneum) život. Delenie mitózou podporuje obnovu, údržbu a výmenu všetkých telesných tkanív.

Na druhej strane, haploidné bunky majú už preskúmanú funkčnosť: pohlavné rozmnožovanie. Aj keď je sexuálna reprodukcia oveľa nákladnejšia ako jednoduchá mitóza, má veľký evolučný zmysel. Všetci potomkovia rodu deleného mitózou sú geneticky rovnakí, takže majú rovnaké vlohy aj napriek zmenám v životnom prostredí a ich rozsah adaptačných schopností je minimálny.

Na druhej strane druhy, ktoré sa riadia vzorom sexuálnej reprodukcie, predstavujú veľmi odlišné exempláre v rámci tej istej populácie. na genetickej úrovni, pretože dieťa nikdy nie je rovnaké ako jeden z jeho rodičov, ale kombinácia oboch (viac mutácií a vzájomných krížení). Teda existencia haploidných buniek a tvorba gamét je to, čo generuje rozmanitosť planéty po celé generácie, okrem adaptačných kapacít.

Pokračovať

Ako ste videli, rozdiely medzi haploidnou bunkou a diploidnou bunkou idú ďaleko za hranice chromozomálneho vybavenia. Je nevyhnutné poznať variácie medzi bunkovými entitami na mikroskopickej úrovni, ale tiež ich aplikovať v lekárskej a evolučnej oblasti.

Oba typy buniek sú dva základné kúsky v rovnakom prevodovom stupni: diploidia udržuje život, zatiaľ čo haploidia ho generuje. Oba procesy sú životne dôležité pre udržanie druhov, ktoré sa pohlavne množia.