מונופולידי: כיצד הוא מתרחש, אורגניזמים, תדירות ותועלת - ביולוגיה - 2025

Monoploidía מתייחס למספר הכרומוזומים כי הוא כרומוזום בסיסי (x) ב אורגניזם; המשמעות היא שהזוגות ההומולוגיים אינם נמצאים בערכה הכרומוזומלית. מונולואידי מאפיין אורגניזמים הפועלים (n) שבהם יש רק כרומוזום אחד לכל סוג.

אורגניזם מונופולואידי נושא מערכת יחידה של כרומוזומים לאורך רוב מחזור חייו. בטבע, אורגניזמים שלמים עם סוג זה של ניוון דלקת הם נדירים. לעומת זאת, פוליפלואידיות הן סוג נפוץ יותר של דלקת ניבים באורגניזמים גבוהים יותר כמו צמחים.

מקור: pixabay.com

פוליפלואידי הוא החזקה של מספר קבוצות של כרומוזומים הומולוגיים בגנום. יתכנו אז אורגניזמים טריפלואידים (3n), טטרפולידים (4n) וכן הלאה, על פי מספר הסטים השלמים הקיימים בגרעין התא.

לעומת זאת, בהתאם למוצא הכרומוזומים, אינדיבידואל פוליפלואידי יכול להיות אוטו-פלואיד (אוטו-פלואיד) כאשר ההקצאות הכרומוזומליות הן מזן בודד או allopolloloid (alloploid) כאשר הם מגיעים מכמה מינים הקרובים זה לזה בצורה אבולוציונית.

מונופולידיות והתפרצויות

אין להתבלבל בין מונופולידי לבין קיומם של תאים הפועלים. המספר הפפול (n) שמשמש בהזדמנויות רבות לתיאור העומס הכרומוזומלי, מתייחס בקפדנות למספר הכרומוזומים בגמטים שהם תאי הרבייה הנשיים או הזכריים.

ברוב בעלי החיים וברבים מהצמחים הידועים, המספר המונופולידי עולה בקנה אחד עם המספר האפולידי, ולכן ניתן להשתמש להחלפה "n" או "x" (או למשל 2n ו- 2x). עם זאת, במינים כמו חיטה, שהוא מין הקספלואידי, מונחי הכרומוזום אינם תואמים זה את זה.

בחיטה (Triticum aestivum) המספר המונופולואידי (x) אינו עולה בקנה אחד עם המספר החפוידי (n). לחיטה יש 42 כרומוזומים והוא גם מין הקספלואידי (allopolyploid), מכיוון שהתפאורה הכרומוזומלית שלו אינה מגיעה ממין הורי יחיד); למין זה יש שש קבוצות של שבעה די כרומוזומים דומים אך לא אותם.

לפיכך 6X = 42, מה שמצביע על כך שהמספר המונופלואידי הוא x = 7. לעומת זאת, גמט חיטה מכיל 21 כרומוזומים, ולכן 2n = 42 ו- n = 21 בהקצאת הכרומוזום שלהם.

איך זה קרה?

בתאי הנבט של אורגניזם מונופולואידי, מיוזה אינה מתרחשת בדרך כלל מכיוון שלכרומוזומים אין מקביליהם איתם ניתן להזדווג. מסיבה זו מונופולואידים הם בדרך כלל סטריליים.

מוטציות כתוצאה משגיאות בהפרדת כרומוזומים הומולוגיים במהלך מיוזה הן הסיבה העיקרית לקיומם של מונופולואידים.

אורגניזמים מונולואידים?

אנשים מונופולואידים יכולים להופיע באופן טבעי באוכלוסיות כשגיאות או סטיות נדירות. כיחידים מונופולואידים ניתן לשקול את השלבים הגמטופיטים של צמחים תחתונים וזכרים של אורגניזמים שקבעו מינית על ידי התפולידי.

זה האחרון מתרחש בצווי חרקים רבים, כולל הימנוסטרטה עם גבס (נמלים, צרעות ודבורים), הומופטרה, תריפסים, קולופטרטה, וכמה קבוצות של ערניבים וסיבובים.

ברוב האורגניזמים הללו הזכרים הם בדרך כלל מונופולואידים, מכיוון שהם מגיעים מביצים לא מופרות. בדרך כלל, מונעים מאורגניזמים מונופולואיד לייצר צאצאים פוריים, אולם ברוב אלה ייצור הגטות מתרחש באופן רגיל (על ידי חלוקה מיטוטית), מכיוון שהם כבר מותאמים.

מונופולידיות ודיפלואידיות (2n) נמצאות ברחבי ממלכות החיות והצמחים, וחוות את התנאים הללו במהלך מחזור חייהם הרגיל. אצל המין האנושי, למשל, חלק ממעגל החיים אחראי, על אף היותה אורגניזמים דיפלואידים, ליצירת תאים מונופולואידים (haploid), לדור הזיגוטה.

אותו דבר מתרחש ברוב הצמחים הגבוהים יותר שבהם יש גרעינים מונופוליים של אבקנים ונקבות.

תדירות מונופולידיות

אנשים הפלואידים, כתנאי לא תקין, מופיעים בתדירות גבוהה יותר בממלכת הצמחים מאשר בממלכת החיות. בקבוצה האחרונה הזו יש מעט מאוד התייחסויות למונופולואיד טבעי או נגרם.

אפילו באורגניזמים מסוימים שנחקרו כל כך בהרחבה עם תסיסנית, מעולם לא נמצאו haploids. עם זאת, אנשים דיפלואידים נמצאו עם רקמות מסוימות.

מקרים אחרים של מונופולידיות המתוארים בממלכת החיות הם סלמנדרות הנגרמות על ידי חלוקה של הגאמט הנשי בפרק הזמן שבין כניסת הזרע לבין המיזוג של שני הפרונקלים.

בנוסף, ישנם כמה לטאות מימיות המתקבלות על ידי טיפול בטמפרטורות נמוכות, במינים שונים של צפרדעים כמו Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata ו- R. rugosa המתקבלים על ידי הזרעה של נקבות עם זרע המטופל באמצעות UV או טיפולים כימיים. .

האפשרות שחיה מונופולואיד תגיע לבגרות היא קטנה מאוד, וזו הסיבה שתופעה זו עשויה להיות לא מעניינת בממלכת החיות. עם זאת, כדי לחקור את פעולת הגנים בשלבים הראשונים של ההתפתחות, מונופולואידי יכול להיות שימושי, מכיוון שניתן לבוא לידי ביטוי גנים כאשר הם נמצאים במצב המיזיגי.

השימוש באורגניזמים מונופולואידים

מונולואידים ממלאים תפקיד חשוב בגישות הנוכחיות לשיפור גנטי. דיפלואידי הוא מכשול כשמדובר בהשראת ובחירת מוטציות חדשות בצמחים ושילובים חדשים של גנים שכבר קיימים.

על מנת שהמוטציות הרססיביות יבואו לידי ביטוי, עליהן להיות הומוזיגיות; שילובי גנים חיוביים בהטרוזיגוטים נהרסים במהלך מיוזה. מונולואידים מאפשרים לעקוף כמה מהבעיות הללו.

בחלק מהצמחים ניתן להשיג מונופולואידים באופן מלאכותי מתוצרי המיוזה באנשי הצמח. אלה יכולים לעבור טיפולי קור ולהקצות מה יהיה גרגר אבקה לעובר (מסה קטנה של תאים המפרידים). עובר זה יכול לצמוח על אגר כדי להצמיח צמח מונופולואידי.

יישום אחד של מונופולואידים הוא לחפש שילובי גנים חיוביים ואז מגורמים כמו קולכיצין מולידים דיפלואיד הומוזיגואי שמסוגל לייצר זרעים קיימא דרך קווים הומוזיגוטיים.

תועלת נוספת של מונופולואידים היא שניתן לטפל בתאים שלהם כאילו היו אוכלוסיה של אורגניזמים חסרי-חיים בתהליכי מוטגנזה ובחירה.

הפניות

1. ג'נקינס, ג'יי.בי (2009). גנטיקה אדוני הפכתי.
2. Jiménez, LF, & Merchant, H. (2003). ביולוגיה תאית ומולקולרית. חינוך פירסון
3. היקמן, סי. פ., רוברטס, ל.ס., קין, ס.ל., לארסון, א., אניסון, ה. אייזנהור, די.ג'יי (2008). עקרונות משולבים של זואולוגיה. ניו יורק: מקגרו היל. 14 ^th Edition.
4. Lacadena, JR (1996). ציטוגנטיקה. מחסומי עריכה.
5. סוזוקי, DT; גריפית'ס, AJF; מילר, ג'יי H & Lewontin, RC (1992). מבוא לניתוח גנטי. מקגרו היל אינטרמריקנה. 4 ^th Edition.