מהם התאים הפועלים? - ביולוגיה - 2025

תא הפלואידים הוא תא בעל הגנום מורכב ערכה בסיסית אחת של כרומוזומים. לפיכך לתאי הפלואיד יש תוכן גנומי שאנו מכנים מטען הבסיס 'n'. סט כרומוזומים בסיסי זה אופייני לכל אחד מהמינים.

המצב הפפול אינו קשור למספר הכרומוזומים, אלא למספר קבוצת הכרומוזומים המייצג את הגנום של המין. כלומר העומס או המספר הבסיסי שלו.

במילים אחרות, אם מספר הכרומוזומים המרכיבים את הגנום של מין הוא שתים עשרה, זהו המספר הבסיסי שלו. אם בתאים של אותו אורגניזם היפותטי יש שנים-עשר כרומוזומים (כלומר עם מספר בסיס של אחד), התא הזה הוא haploid.

אם יש לו שני סטים שלמים (כלומר, 2 X 12), זה דיפלויד. אם יש לכם שלושה, מדובר בתא טריפלואידי שאמור להכיל כ -36 כרומוזומים בסך הכל שמקורם ב -3 קבוצות שלמות כאלה.

ברוב התאים הפרוקריוטים, אם לא כולם, הגנום מיוצג על ידי מולקולת DNA יחידה. למרות שכפול עם חלוקה מתעכבת יכול להוביל לדיפלואידיה חלקית, הפרוקריוטים הם חד-תאיים ופרוסים.

באופן כללי, הם גם גנום בלתי-מולקולרי. כלומר עם גנום המיוצג על ידי מולקולת DNA יחידה. יש אורגניזמים אוקריוטים שהם גם גנום חד מולקולות, אם כי הם יכולים להיות גם דיפלואידים.

עם זאת, לרוב יש גנום המחולק למולקולות DNA שונות (כרומוזומים). הסט המלא של הכרומוזומים שלך מכיל את כל הגנום הספציפי שלך.

הפלוידי באוקריוטות

באורגניזמים אאוקריוטים אנו יכולים למצוא סיטואציות מגוונות ומורכבות יותר מבחינת תפקודן. בהתאם למחזור חייו של האורגניזם אנו נתקלים במקרים, למשל, בהם אאוקריוטים תאי תאיים יכולים להיות דיפלואידים בנקודה מסוימת בחייהם, ולהשתלשל בנקודה אחרת.

בתוך אותו המין, יתכן גם שכמה אנשים הם דיפלואידים בעוד שאחרים הם פרי. לבסוף, המקרה השכיח ביותר הוא שאותו אורגניזם מייצר גם תאים דיפלואידים וגם תאים haploid.

תאים הפלואידים נוצרים על ידי מיטוזה או על ידי מיוזה, אך הם יכולים לעבור רק מיטוזה. כלומר, תא 'n' haploid אחד יכול להתחלק ולהוליד שני תאים n-haploid (מיטוזה).

מצד שני, תאי '2n' דיפלואידים יכולים גם לעורר ארבעה תאים 'n' מפושטים (מיוזה). אך לעולם לא יתאפשר לתא haploid להתחלק על ידי מיוזה שכן, בהגדרה ביולוגית, מיוזה מרמזת על חלוקה עם צמצום המספר הבסיסי של הכרומוזומים.

ברור, תא עם מספר בסיס של אחד (כלומר, haploid) אינו יכול לעבור חלוקות רדוקטיביות, מכיוון שאין דבר כזה תאים עם שברים חלקיים של הגנום.

המקרה של צמחים רבים

לרוב הצמחים מחזור חיים המאופיין במה שמכונה לסירוגין של דורות. הדורות הללו המתחלפים בחייו של צמח הם דור הספורופיטים ('2n') ודור הגמטופיטים ('n').

כאשר מתרחש איחוי של גמט 'n' ומוליד זיגוטה "2n" דיפלואידית, נוצר התא הספורופיט הראשון. זה יחולק ברצף על ידי מיטוזה עד שהצמח יגיע לשלב הרבייה.

כאן החלוקה המיוטית בקבוצה מסוימת של תאים '2n' תביא לסט של תאים 'n' הפועלים שיהוו את מה שמכונה גמטופיט, זכר או נקבה.

התאים המטפלים של גמטופיטים אינם גמטות. נהפוך הוא, בהמשך, הם יחלקו כדי להצמיח את הגמטות הזכריים או הנשיים בהתאמה, אך על ידי מיטוזה.

המקרה של בעלי חיים רבים

אצל בעלי חיים הכלל הוא שמיוזה היא גנטית. כלומר, הגמטות מיוצרים על ידי מיוזה. האורגניזם, בדרך כלל דיפלואיד, יצור מערכת של תאים ייעודיים שבמקום להתחלק במיטוזה תעשה זאת על ידי מיוזה, ובאופן סופני.

כלומר, הגמטות המתקבלים מהווים את היעד הסופי של אותו שושלת תאים. יש כמובן יוצאים מן הכלל.

אצל חרקים רבים, למשל, זכרים מן המין הם חסרי יכולת משום שהם תוצר של התפתחות על ידי גידול מיטוטי של ביצים לא מופרות. עם הגיעם לבגרות הם ייצרו גם גמטות, אך על ידי מיטוזה.

האם זה יתרון להיות מפורסם?

תאי הפלואיד המתפקדים כגמטים הם הבסיס החומרי ליצירת השתנות על ידי הפרדה ושילוב מחדש.

אבל אם זה לא בגלל שההתמזגות של שני תאים חצובים מאפשרת את קיומם של אלה שאינם (דיפלואידים), היינו מאמינים שגמטים הם רק מכשיר ולא מטרה בפני עצמם.

עם זאת, ישנם אורגניזמים רבים שאינם מודעים להצלחה אבולוציונית או אקולוגית.

חיידקים וארכיאה

חיידקים וארקאה, למשל, היו כאן הרבה זמן, הרבה לפני אורגניזמים דיפלואידים, כולל רב-תאיים.

הם בהחלט מסתמכים הרבה יותר על מוטציה מאשר תהליכים אחרים כדי ליצור שונות. אבל השונות היא בעצם מטבולית.

מוטציות

בתא מפורסם תוצג ההשפעה של כל מוטציה בדור יחיד. לכן, ניתן לבחור כל מוטציה בעד או נגד מהר מאוד.

זה תורם רבות ליכולת ההסתגלות היעילה של אורגניזמים אלה. לפיכך, מה שאינו מועיל לאורגניזם, עשוי להתברר כמועיל עבור החוקר, מאחר והרבה יותר קל לעשות גנטיקה עם אורגניזמים הפועלים.

למעשה, אצל התפלואידים, הפנוטיפ יכול להיות קשור ישירות לגנוטיפ, קל יותר ליצור קווים טהורים וקל יותר לזהות את ההשפעה של מוטציות ספונטניות ומושרות.

אוקריוטות ודיפלואידים

לעומת זאת, באורגניזמים שהם אוקיארוטים ודיפלואידים, התפלודיות מהווה נשק מושלם לבדיקת מוטציות פחות שימושיות. על ידי יצירת gametophyte שהוא haploid, תאים אלה יביעו רק את המקבילה לתוכן גנומי יחיד.

כלומר, התאים יהיו המיסיגיים לכל הגנים. אם מוות תאים נובע ממצב זה, השושלת הזו לא תתרום גמטות כתוצאה ממיטוזה, ובכך תפעל כמסנן למוטציות לא רצויות.

נימוקים דומים יכולים להיות מיושמים על זכרים כי הם קיימים במינים מסוימים של בעלי חיים. הם גם המיסיגיים לכל הגנים שהם נושאים.

אם הם לא ישרדו ולא יגיעו לגיל הרבייה, לא תהיה להם אפשרות להעביר את המידע הגנטי הזה לדורות הבאים. במילים אחרות, הופך קל יותר לחסל גנומים פחות פונקציונליים.

הפניות

1. אלברטס, ב, ג 'ונסון, AD, לואיס, ג', מורגן, ד, רף, M., רוברטס, ק ', וולטר, P. (2014) ביולוגיה מולקולרית של התא (6 ^th Edition). WW Norton & Company, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) היתרון האבולוציוני של חיידקים הפועלים לעומת דיפלואידים בסביבות דלות תזונה. כתב העת לביולוגיה תיאורטית, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). גנטיקה: ניתוח ועקרונות. McGraw-Hill השכלה גבוהה, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
4. Goodenough, UW (1984) גנטיקה. WB Saunders Co. בע"מ, פילדלפיה, פנסילווניה, ארה"ב.
5. גריפית'ס, AJF, ווסלר, ר., קרול, ס.ב., דובי, ג'יי (2015). מבוא לניתוח גנטי (11 ^th ed.). ניו יורק: WH Freeman, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) כלי גנטי רב-תכליתי: תאים haploid. מחקר וטיפול בתאי גזע, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.