ความแตกต่าง 5 ประการระหว่างเซลล์เดี่ยวและเซลล์ซ้ำ

เซลล์เป็นหน่วยทางสัณฐานวิทยาและการทำงานของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่แบคทีเรียที่มีพื้นฐานที่สุดไปจนถึงมนุษย์ มีเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ที่สามารถจำลองตัวเองและแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อมได้ สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตมีเซลล์เดียวที่ประกอบเป็นร่างกายทั้งหมด แต่ยูคาริโอตสามารถรวมเข้าด้วยกันได้ ในร่างกายของเรานับพันล้านชิ้น แต่ละอันอยู่ในระบบที่ใหญ่กว่าหน่วยมากและมีฟังก์ชันการทำงานที่ทำเครื่องหมายไว้

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว เอนทิตีของเซลลูลาร์นั้นเทียบเท่ากับชีวิต สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวที่มาบรรจบกับสมมติฐานนี้คือไวรัส ไวรอยด์ และพรีออน แต่ไม่ค่อยถูกมองว่าเป็นสิ่งมีชีวิต ค่อนข้างจะประกอบด้วยกลุ่มเชื้อโรคทางชีววิทยาที่แยกจากกันที่มีศักยภาพในการติดเชื้อ หากไม่มีเซลล์ ความต้องการขั้นต่ำจะไม่บรรลุผลเพื่อให้ชีวิตสามารถพัฒนาได้เช่นนั้น

ไม่ว่าในกรณีใด ควรสังเกตว่า ตัวอย่างเช่น ภายในมนุษย์มีเซลล์หลัก 2 ประเภท ได้แก่ เดี่ยวและดิพลอยด์ ในบรรทัดต่อไปนี้เราบอกคุณ ความแตกต่างระหว่างเซลล์เดี่ยวและเซลล์ซ้ำ และความสำคัญเชิงวิวัฒนาการของมัน

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ความแตกต่างระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส"

แฮพลอยดี้และดิพลอยด์ต่างกันอย่างไร?

โดยธรรมชาติแล้ว การปรับตัวไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ ทุกลักษณะทำหน้าที่ (หรือเคยใช้) บทบาทในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสายพันธุ์ ดังนั้น ความจริงที่ว่ามีเซลล์เดี่ยวและเซลล์ซ้ำภายในสิ่งมีชีวิตเดียวกันต้องมีเหตุผล เป็น. ในประเด็นต่อไปนี้ เราสำรวจมัน

1. เซลล์แฮพลอยด์มีโครโมโซมเพียงชุดเดียว เซลล์ดิพลอยด์สอง

นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง haploidy และ diploidy เซลล์ดิพลอยด์ (2n) ประกอบด้วยชุดโครโมโซมคู่กันภายในนิวเคลียส ซึ่งพบข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด ของปัจเจกบุคคล ครึ่งหนึ่งของบิดาและครึ่งหนึ่งของมารดา ในกรณีของมนุษย์ มีโครโมโซม 23 คู่ ออโตโซม 22 คู่ และเพศ 1 คู่ (XX และ XY) ซึ่งทั้งหมดมียีนที่แตกต่างกันประมาณ 25,000 ยีน จากโครโมโซมทั้งหมด 46 โครโมโซมที่มีอยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์ 23 มาจากพ่อและแม่ 23 คนจากอีกกลุ่มหนึ่ง

ในทางกลับกัน เซลล์เดี่ยว (n) เป็นเซลล์ที่มีโครโมโซมเพียงชนิดเดียวในแต่ละประเภท ในกรณีของ gametes ของมนุษย์ (ไข่และสเปิร์ม) นิวเคลียสของเซลล์มีเพียง 23 โครโมโซมเท่านั้น คำอธิบายนั้นง่าย ถ้าเซลล์สืบพันธุ์แต่ละชนิดเป็นดิพลอยด์ เมื่อรวมกันเป็นไซโกต เซลล์ที่ได้ก็จะมีโครโมโซมมากขึ้นเรื่อยๆ:

• เซลล์แฮพลอยด์ (n) + เซลล์แฮพลอยด์ (n) = เซลล์ดิพลอยด์ (2n)
• เซลล์ดิพลอยด์ (2n) + เซลล์ดิพลอยด์ (2n) = เซลล์เตตราพลอยด์ (4n)
• เซลล์ Tetraploid (4n) + เซลล์ Tetraploid (4n) = เซลล์ที่มีโครโมโซม 8 ชุด (8n)

ดังนั้น หากเซลล์เดี่ยวไม่มีอยู่ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในเวลาเพียง 3 ชั่วอายุคน มนุษย์จะเปลี่ยนจากโครโมโซม 46 อัน (23 x 2) เป็น 184 (23 x 8) การทำซ้ำของโครโมโซมเดี่ยวเมื่อไม่ได้สัมผัสอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ ดังนั้นกลไกของการสะสมทางพันธุกรรมนี้จึงไม่สอดคล้องกับชีวิต

2. เซลล์ดิพลอยด์แบ่งตามไมโทซิส และเซลล์เดี่ยวโดยไมโอซิส

ดังที่เราได้กำหนดไว้แล้ว เซลล์โซมาติกดิพลอยด์ (ซึ่งประกอบขึ้นเป็นเนื้อเยื่อ) มีโครโมโซมคู่หนึ่ง แต่ละอันเป็นสมาชิกของพ่อแม่คนใดคนหนึ่งในสองคน

เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ (เซลล์เหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อรักษาและ ซ่อมแซมโครงสร้างร่างกาย) โดยไม่จำเป็นต้องแบ่งข้อมูลทางพันธุกรรมออกเป็น ครึ่ง. ดังนั้นพวกเขาจึงแบ่งตามไมโทซิสซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์ต้นกำเนิดทำให้เกิดเซลล์ลูกสาวที่เหมือนกันสองเซลล์โดยทำซ้ำ ดีเอ็นเอ และการแบ่งตัวของไซโตพลาสซึม

อย่างที่คุณอาจสงสัย กรณีของเซลล์เดี่ยวนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิง ในร่างกายมนุษย์ หน่วยเซลล์เหล่านี้คือไข่และสเปิร์ม ซึ่งมีหน้าที่ในการปฏิสนธิ เพื่อให้ดิพลอยด์ยังคงอยู่ในไซโกตนั้น โครโมโซมแต่ละคู่จะต้อง "แบ่ง" ครึ่งหนึ่งและต้องเหลือสมาชิกเพียงหนึ่งในสองคนดังที่เราได้เห็นในส่วนที่แล้ว

ดังนั้น, กระบวนการสร้างเซลล์เดี่ยวนั้นซับซ้อนกว่ากระบวนการของดิพลอยด์มาก (อย่างน้อยก็ภายในสิ่งมีชีวิตซ้ำ) เพื่อเป็นตัวอย่าง เราแสดงให้คุณเห็นกระบวนการสังเคราะห์สเปิร์ม:

• ระยะเจริญพันธุ์: สเต็มเซลล์สืบพันธุ์แบบอาศัยพลออยด์สร้างอสุจิชนิด A และ B ตัว A ถูกหารด้วยไมโทซิสเพื่อเพิ่มปริมาณสต็อค แต่ตัว B ไม่ใช่
• สเปิร์มโตโกเนียสร้างความแตกต่างในสเปิร์มเซลล์ปฐมภูมิ และโดยไมโอซิสที่ 1 สิ่งนี้ทำให้เกิดเซลล์อสุจิรองสองตัว ในไมโอซิส II สเปิร์มรองแต่ละตัวจะทำให้เกิดสเปิร์มเดี่ยวสองตัว
• ดังนั้นเมื่อก่อนมีอสุจิบีสเปิร์มแบบดิพลอยด์ ตอนนี้มีสเปิร์มเดี่ยว 4 ตัว โดยมีข้อมูลทางพันธุกรรมครึ่งหนึ่ง
• Spermatids เติบโตเป็นอสุจิที่ใช้งานได้

ดังนั้น เซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว 4 ตัวถูกผลิตขึ้นในที่ที่เคยเป็นสเต็มเซลล์ของเชื้อโรคดิพลอยด์. นอกจากนี้ ตลอดกระบวนการนี้มีครอสโอเวอร์และโครโมโซมเรียงสับเปลี่ยน ซึ่งทำให้ข้อมูลผู้ปกครองไม่ปรากฏในลักษณะเดียวกันในลูกหลาน ด้วยเหตุนี้ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงเป็นพื้นฐานของความหลากหลายทางพันธุกรรมในสายพันธุ์

• คุณอาจสนใจ: "ประเภทเซลล์สำคัญของร่างกายมนุษย์"

3. Haploidy และ diploidy ถูก จำกัด ให้อยู่ในกลุ่มเซลล์ที่ต่างกัน

เซลล์ทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกายของเราเป็นซ้ำ ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์ (ออวุลและสเปิร์ม) ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นในไข่และอัณฑะตามลำดับ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่เซลล์โซมาติกของมนุษย์เป็นเซลล์ซ้ำและเซลล์เพศเดี่ยว

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด ตัวอย่างเช่น เซลล์ตับส่วนใหญ่ (เซลล์ตับ) เป็น tetraploid ซึ่งหมายความว่ามีข้อมูลทางพันธุกรรมมากเป็นสองเท่าของเซลล์โซมาติกปกติ. มีข้อยกเว้นที่พิสูจน์กฎอยู่เสมอ

4. Diploidy ช่วยให้แยกเพศได้ในบางสายพันธุ์

ในอาณานิคมของแมลงในสังคม เช่น ผึ้ง ตัวต่อและมด (Hymenoptera) ตัวผู้จะเป็นเดี่ยว (X) และตัวเมียตัวเมีย (XX) กลยุทธ์วิวัฒนาการนี้เป็นไปตามรูปแบบที่ชัดเจน: เพศชายสามารถเกิดมาเพื่อเป็นผู้หญิงที่เจริญพันธุ์โดยไม่จำเป็นต้องใช้มัน ได้รับการปฏิสนธิมาก่อนซึ่งเอื้อต่อระยะเวลาการสืบพันธุ์ระหว่างอาณานิคมของเดียวกันอย่างมาก ประชากร.

อย่างที่คุณจินตนาการได้ มนุษย์จะไม่เป็นเช่นนั้นเลย เนื่องจากทั้งตัวผู้ (XY) และตัวเมีย (XX) เป็นซ้ำ อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสนใจที่จะรู้ว่า รหัส haploidy สำหรับผู้ชายในอาณาจักรสัตว์บางชนิด.

5. เซลล์แต่ละประเภทมีหน้าที่ต่างกัน

ในร่างกายมนุษย์ หน้าที่ของเซลล์ซ้ำคือการทำให้ระบบชีวภาพของร่างกายลอยอยู่ ตัวอย่างเช่น เซลล์โซมาติกของชั้นผิวหนังและชั้นผิวหนังชั้นนอกมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ 40,000 keratinocytes (เซลล์ของ stratum corneum ที่ผิวเผินที่สุด) หลั่งในแต่ละนาทีของเรา ตลอดชีพ แบ่งตามไมโทซิสส่งเสริมการฟื้นฟู การบำรุงรักษา และการเปลี่ยนเนื้อเยื่อของร่างกายทั้งหมด

ในทางกลับกัน, เซลล์เดี่ยวมีการทำงานที่สำรวจแล้ว: การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ. แม้ว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะมีราคาแพงกว่าการแบ่งเซลล์แบบธรรมดามาก แต่ก็มีเหตุผลที่ดีในวิวัฒนาการ ทายาททั้งหมดของเชื้อสายที่ถูกแบ่งโดยไมโทซีสนั้นมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกัน ดังนั้นพวกเขาจึงมีความถนัดเหมือนกันเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม และช่วงความสามารถในการปรับตัวของพวกมันมีน้อย

ในทางกลับกัน สปีชีส์ที่ทำตามรูปแบบการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนำเสนอตัวอย่างที่แตกต่างกันมากภายในประชากรเดียวกัน ในระดับพันธุกรรม เนื่องจากเด็กไม่เหมือนกับพ่อแม่คนใดคนหนึ่ง แต่เป็นการรวมกันของทั้งสอง (การกลายพันธุ์และครอสโอเวอร์มากกว่า) ดังนั้น การมีอยู่ของเซลล์เดี่ยวและการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์คือสิ่งที่สร้างความหลากหลายของโลกตลอดชั่วอายุคนนอกเหนือไปจากความสามารถในการปรับตัว

เรซูเม่

ดังที่คุณได้เห็น ความแตกต่างระหว่างเซลล์เดี่ยวและเซลล์ดิพลอยด์มีมากกว่าการบริจาคโครโมโซม จำเป็นต้องทราบความแตกต่างระหว่างเอนทิตีของเซลล์ในระดับจุลทรรศน์ แต่ยังต้องนำไปใช้ในด้านการแพทย์และวิวัฒนาการด้วย

เซลล์ทั้งสองประเภทเป็นส่วนประกอบสำคัญสองชิ้นในเฟืองเดียวกัน: ไดพลอยดี้คงชีวิตไว้ ในขณะที่แฮพลอยด์สร้างเซลล์ขึ้นมา กระบวนการทั้งสองมีความสำคัญต่อการบำรุงรักษาสายพันธุ์ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ