5 відмінностей між гаплоїдними та диплоїдними клітинами

Клітина є морфологічною та функціональною одиницею живої істоти. У кожної живої істоти, починаючи від найбільш базальних бактерій і закінчуючи людиною, є принаймні одна клітина, здатна самовідтворюватися і обмінюватися речовинами з навколишнім середовищем. У живих істот прокаріотів є лише одна клітина, яка становить усе їх тіло, але еукаріоти можуть інтегруватися мільярди їх у нашому тілі, кожен у системі набагато більшій за одиницю та з помітною функціональністю.

Як ми вже говорили, клітинна сутність еквівалентна життю. Єдиними організмами, що сходяться з цією передумовою, є віруси, віруси та пріони, але їх рідко розглядають як живих істот. Швидше вони становлять окрему групу біологічних збудників з інфекційним потенціалом. Без клітини не досягаються мінімальні вимоги, щоб життя могло розвиватися як таке.

У будь-якому випадку слід зазначити, що, наприклад, у людини існує 2 основних типи клітин: гаплоїдна та диплоїдна. У наступних рядках ми розповідаємо вам відмінності між гаплоїдною та диплоїдною клітинами та його еволюційне значення.

• Пов’язана стаття: "Різниця між мітозом та мейозом"

Які відмінності між гаплоїдією та диплоїдією?

У природі жодна адаптація не склалася випадково. Кожна характеристика відіграє (або відігравала) певну роль в еволюційній історії виду, тому Той факт, що в одному організмі є гаплоїдні та диплоїдні клітини, повинен мати причину бути. У наступних пунктах ми досліджуємо це.

1. Гаплоїдні клітини містять лише один набір хромосом, диплоїдні клітини - два

Це основна різниця між гаплоїдією та диплоїдією. Диплоїдна клітина (2n) містить у своєму ядрі набір парних хромосом, в яких знаходиться вся генетична інформація особи, половина батька і половина матері. У випадку з людиною існує 23 пари хромосом, 22 аутосомні та одна статева (XX і XY), які охоплюють близько 25 000 різних генів. З 46 загальних хромосом, які існують у клітинному ядрі, 23 походять від одного з батьків, а 23 від іншого.

З іншого боку, гаплоїдна клітина (n) - це та, яка містить лише одну хромосому кожного типу. У випадку людських гамет (яйцеклітини та сперматозоїди) ядро ​​клітини містить лише 23 хромосоми. Пояснення просте; якби кожна гамета була диплоїдною, в об'єднанні для утворення зиготи отримані клітини мали б все більше і більше хромосом:

• Гаплоїдна клітина (n) + Гаплоїдна клітина (n) = Диплоїдна клітина (2n)
• Диплоїдна клітина (2n) + Диплоїдна клітина (2n) = Тетраплоїдна клітина (4n)
• Тетраплоїдна клітина (4n) + Тетраплоїдна клітина (4n) = Клітина з 8 наборами хромосом (8n)

Таким чином, якби гаплоїдних клітин не існувало під час статевого розмноження, лише за 3 покоління людина перейшла б від 46 хромосом (23 х 2) до 184 (23 х 8). Дублювання однієї хромосоми, коли вона не торкається, вже може бути фатальним, тому цей механізм генетичного накопичення був би несумісним із життям.

2. Диплоїдні клітини діляться мітозом, а гаплоїдні клітини мейозом

Як ми вже встановили, соматична диплоїдна клітина (з якої складаються тканини) має пару кожної хромосоми, кожен член одного з двох батьків.

Оскільки ці клітини не беруть участі у розмноженні (вони призначені лише для підтримки та відновлення структур тіла), їм не потрібно ділити свою генетичну інформацію з наполовину. З цієї причини вони діляться мітозом - процесом, при якому стовбурова клітина дає дві абсолютно однакові дочірні клітини, дублюючи їх ДНК і розподіл цитоплазми.

Як ви можете підозрювати, випадок гаплоїдних клітин зовсім інший. В людському організмі ці клітинні одиниці - це яйцеклітини та сперма, відповідальні за запліднення. Щоб диплоїдія залишалася в зиготі, кожна пара хромосом повинна бути "розділена" навпіл, і лише один із двох членів повинен залишитися, як ми бачили в попередньому розділі.

Так що, процес утворення гаплоїдної клітини набагато складніший, ніж у диплоїдної (принаймні в межах диплоїдного організму). Для прикладу ми покажемо вам процес синтезу сперми:

• Проліферативна фаза: диплоїдна зародкова стовбурова клітина утворює сперматогонії типу А і В. А розділяються мітозом, щоб збільшити кількість, а Б - ні.
• Сперматагонія диференціюється у первинну сперматоцит, і внаслідок мейозу I це дає два вторинні сперматоцити. При мейозі II кожна вторинна сперматоцит дає дві гаплоїдні сперматиди.
• Отже, там, де раніше існувала диплоїдна сперматогонія В, зараз існує 4 гаплоїдні сперматиди, що мають половину генетичної інформації.
• Сперматиди дозрівають до функціональних сперматозоїдів.

Таким чином, Там, де раніше існували диплоїдні статеві клітини, утворюються 4 гаплоїдні гамети. Крім того, протягом цього процесу відбуваються кросовери та хромосомні перестановки, через які батьківська інформація не однаково присутня у нащадків. З цієї причини статеве розмноження вважається основою генетичного різноманіття видів.

• Вас можуть зацікавити: "Основні типи клітин людського тіла"

3. Гаплоїдія та диплоїдія обмежені різними групами клітин

Всі клітини, що складають наше тіло, диплоїдні, за винятком гамет (яйцеклітин та сперми), які синтезуються в яйцеклітині та яєчку відповідно. Таким чином, узагальнено, що соматичні клітини людини є диплоїдними, а статеві клітини гаплоїдними.

Проте це не зовсім так: наприклад, більшість гепатоцитів (клітин печінки) є тетраплоїдними, тобто вони містять вдвічі більше генетичної інформації, ніж звичайні соматичні клітини. Завжди є винятки, які доводять правило.

4. Диплоїдія дозволяє диференціювати стать за деяких видів

У колоніях комерційних комах, таких як бджоли, оси та мурахи (Hymenoptera), самці гаплоїдні (X), а самки диплоїдні (XX). Ця еволюційна стратегія дотримується чіткої закономірності: самці можуть народитися у плодючої самки без необхідності в цьому. був запліднений раніше, що значно полегшує репродуктивний період між колоніями населення.

Як ви можете собі уявити, у людей це зовсім не так, оскільки і чоловіки (XY), і жінки (XX) диплоїдні. У всякому разі, цікаво це знати коди гаплоїдій для самців деяких видів тваринного світу.

5. Кожен тип комірок має різну функцію

В організмі людини функція диплоїдних клітин полягає в утриманні біологічної системи організму на плаву. Наприклад, соматичні клітини шкірного та епідермального шарів постійно ростуть, як і вони 40000 кератиноцитів (клітини рогового шару, найбільш поверхневі) скидають кожну хвилину нашого час життя. Поділ мітозом сприяє відновленню, підтримці та заміщенню всіх тканин організму.

З іншої сторони, гаплоїдні клітини мають вже вивчену функціональність: статеве розмноження. Хоча статеве розмноження набагато дорожче простого мітозу, це має великий еволюційний сенс. Усі нащадки роду, розділеного за допомогою мітозу, генетично однакові, тому вони мають однакові здібності в умовах змін навколишнього середовища, а їх діапазон адаптаційних можливостей є мінімальним.

З іншого боку, види, які дотримуються моделі статевого розмноження, мають дуже різні екземпляри в межах однієї популяції. на генетичному рівні, оскільки дитина ніколи не є таким, як один з його батьків, а поєднання обох (більше мутацій та кросоверів). Таким чином, існування гаплоїдних клітин і утворення гамет - це те, що породжує різноманітність планети протягом поколінь, крім адаптаційних можливостей.

Резюме

Як ви бачили, відмінності між гаплоїдною клітиною та диплоїдною клітиною виходять далеко за межі хромосомного наділення. Важливо знати варіації між клітинними утвореннями на мікроскопічному рівні, а також застосовувати їх у медичній та еволюційній областях.

Обидва типи клітин є двома важливими елементами в одній передачі: диплоїдія підтримує життя, тоді як гаплоїдія породжує його. Обидва процеси життєво важливі для утримання видів, які розмножуються статевим шляхом.