De polyploïdie Het is een soort genetische mutatie die bestaat uit de toevoeging van een complete set (complete sets) chromosomen aan de celkern, die homologe paren vormen. Dit type chromosomale mutatie is de meest voorkomende van de euploïden en wordt gekenmerkt door het feit dat het organisme drie of meer complete sets chromosomen draagt..
Een organisme (meestal diploïde = 2n) wordt als polyploïde beschouwd wanneer het een of meer complete sets chromosomen verwerft. In tegenstelling tot puntmutaties, chromosomale inversies en duplicaties, is dit proces grootschalig, dat wil zeggen, het vindt plaats op complete sets chromosomen.
In plaats van haploïde (n) of diploïde (2n) te zijn, kan een polyploïde organisme tetraploïde (4n), octoploïde (8n) of hoger zijn. Dit mutatieproces komt vrij veel voor bij planten en is zeldzaam bij dieren. Dit mechanisme kan de genetische variabiliteit vergroten bij sessiele organismen die niet van de ene omgeving naar de andere kunnen gaan..
Polyploïdie is in evolutionaire termen van groot belang in bepaalde biologische groepen, waar het een frequent mechanisme vormt voor het genereren van nieuwe soorten, aangezien chromosomale belasting een erfelijke aandoening is..
Artikel index
Stoornissen in het aantal chromosomen kunnen zowel in de natuur als in in het laboratorium opgestelde populaties voorkomen. Ze kunnen ook worden geïnduceerd met mutagene stoffen zoals colchicine. Ondanks de ongelooflijke precisie van meiose, treden chromosomale afwijkingen op en komen deze vaker voor dan men zou denken.
Polyploïdie ontstaat als gevolg van enkele veranderingen die kunnen optreden tijdens meiose, hetzij in de eerste meiotische deling, hetzij tijdens de profase, waarbij de homologe chromosomen in paren zijn georganiseerd om tetrads te vormen en een non-disjunctie van de laatste optreedt tijdens de anafase I.
Polyploïdie is belangrijk omdat het een startpunt is voor het ontstaan van nieuwe soorten. Dit fenomeen is een belangrijke bron van genetische variatie, aangezien het aanleiding geeft tot honderden of duizenden dubbele loci die vrijgelaten worden om nieuwe functies te verkrijgen..
Bij planten is het bijzonder belangrijk en vrij wijdverbreid. Naar schatting is meer dan 50% van de bloeiende planten afkomstig van polyploïdie.
In de meeste gevallen verschillen polyploïden fysiologisch van de oorspronkelijke soort en daardoor kunnen ze omgevingen met nieuwe kenmerken koloniseren. Veel belangrijke soorten in de landbouw (waaronder tarwe) zijn polyploïden van hybride oorsprong.
Polyploïdieën kunnen worden geclassificeerd op basis van het aantal sets of complete chromosoomsets dat in de celkern aanwezig is.
In die zin is een organisme dat 'drie' sets chromosomen bevat 'triploïde', 'tetraploïde' als het 4 sets chromosomen bevat, pentaploïde (5 sets), hexaploidae (6 sets), heptaploïde (zeven sets), octoploïde ( acht spellen), nonaploidae (negen spellen), decaploïde (10 spellen), enzovoort.
Aan de andere kant kunnen polyploïdieën ook worden geclassificeerd op basis van de oorsprong van de chromosomale gaven. In deze volgorde van ideeën kan een organisme zijn: autopolyploïde of allopolyploïde.
Een autopolyploïde bevat verschillende sets homologe chromosomen die zijn afgeleid van hetzelfde individu of van een individu dat tot dezelfde soort behoort. In dit geval worden polyploïden gevormd door de vereniging van niet-gereduceerde gameten van genetisch compatibele organismen die zijn gecatalogiseerd als dezelfde soort..
Een allopolyploïde is een organisme dat niet-homologe sets chromosomen bevat vanwege hybridisatie tussen verschillende soorten. In dit geval treedt polyploïdie op na hybridisatie tussen twee verwante soorten..
Polyploïdie is zeldzaam of komt niet vaak voor bij dieren. De meest wijdverbreide hypothese die de lage frequentie van polyploïde soorten bij hogere dieren verklaart, is dat hun complexe mechanismen voor geslachtsbepaling afhangen van een zeer delicaat evenwicht in het aantal geslachtschromosomen en autosomen..
Dit idee is gehandhaafd ondanks het verzamelen van bewijs van dieren die bestaan als polyploïden. Het wordt over het algemeen waargenomen bij lagere diergroepen zoals wormen en een grote verscheidenheid aan platwormen, waar individuen gewoonlijk zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtsklieren hebben, wat zelfbevruchting mogelijk maakt..
Soorten met de laatste aandoening worden zelf-compatibele hermafrodieten genoemd. Aan de andere kant kan het ook voorkomen in andere groepen waarvan de vrouwtjes nakomelingen kunnen geven zonder bevruchting, via een proces dat parthenogenese wordt genoemd (wat geen normale meiotische seksuele cyclus inhoudt)
Tijdens parthenogenese worden nakomelingen in feite geproduceerd door mitotische deling van oudercellen. Dit omvat veel soorten ongewervelde dieren zoals kevers, isopoden, motten, garnalen, verschillende groepen spinachtigen en sommige soorten vissen, amfibieën en reptielen..
In tegenstelling tot planten is soortvorming door polyploïdie een uitzonderlijke gebeurtenis bij dieren.
Het knaagdier Tympanoctomys barrière het is een tetraploïde soort die 102 chromosomen per somatische cel heeft. Het heeft ook een "gigantisch" effect op uw sperma. Deze allopolyploïde soort is waarschijnlijk ontstaan uit het optreden van verschillende hybridisatiegebeurtenissen van andere knaagdierensoorten zoals Octomys mimax Y Pipanacoctomys aureus.
Polyploïdie komt niet vaak voor bij gewervelde dieren en wordt als irrelevant beschouwd bij de diversificatie van groepen zoals zoogdieren (in tegenstelling tot planten) vanwege verstoringen die optreden in het geslachtsbepalingssysteem en in het dosiscompensatiemechanisme..
Naar schatting worden vijf op de 1000 mensen geboren met ernstige genetische defecten die kunnen worden toegeschreven aan chromosomale afwijkingen. Nog meer embryo's met chromosomale afwijkingen krijgen een miskraam, en nog veel meer halen de geboorte nooit..
Chromosomale polyploïdieën worden bij mensen als dodelijk beschouwd. In somatische cellen zoals hepatocyten is echter ongeveer 50% hiervan normaal gesproken polyploïd (tetraploïd of octaploïd)..
De meest voorkomende polyploïdieën bij onze soort zijn complete triploïdie en tetraploïdie, evenals diploïde / triploïde (2n / 3n) en diploïde / tetraploïde (2n / 4n) mixoploïden..
In het laatste geval bestaat een populatie van normale diploïde cellen (2n) naast een populatie die 3 of meer haploïde veelvouden van chromosomen heeft, bijvoorbeeld: triploïde (3n) of tetraploïde (4n).
Triploïdie en tetraplodie bij mensen zijn op lange termijn niet levensvatbaar. In de meeste gevallen is overlijden bij de geboorte of zelfs een paar dagen na de geboorte gemeld, variërend van minder dan een maand tot maximaal 26 maanden..
Het bestaan van meer dan één genoom in dezelfde kern heeft een belangrijke rol gespeeld bij de oorsprong en evolutie van planten, en is misschien wel de belangrijkste cytogenetische wijziging in plantensoortvorming en evolutie. Planten waren de toegangspoort tot de kennis van cellen met meer dan twee sets chromosomen per cel.
Vanaf het begin van de chromosomale telling werd waargenomen dat een grote verscheidenheid aan wilde en gekweekte planten (waaronder enkele van de belangrijkste) polyploïde waren. Bijna de helft van de bekende soorten angiospermen (bloeiende planten) zijn polyploïde, evenals de meeste varens (95%) en een grote verscheidenheid aan mossen.
De aanwezigheid van polyploïdie in gymnospermplanten is zeldzaam en zeer variabel in groepen angiospermen. In het algemeen is erop gewezen dat polyploïde planten zich zeer goed kunnen aanpassen en habitats kunnen bezetten die hun diploïde voorouders niet konden. Bovendien accumuleren polyploïde planten met meer genomische kopieën een grotere 'variabiliteit'.
Binnen planten speelden de allopolyploïden (die in de natuur vaker voorkomen) een fundamentele rol bij de soortvorming en adaptieve straling van veel groepen..
Bij planten kan polyploïdie het gevolg zijn van verschillende verschijnselen, misschien wel de meest voorkomende zijn fouten tijdens het meioseproces die aanleiding geven tot diploïde gameten..
Meer dan 40% van de gecultiveerde planten zijn polyploïde, waaronder alfalfa, katoen, aardappelen, koffie, aardbeien, tarwe en andere, zonder een verband tussen domesticatie en polyploïdie van de planten..
Omdat colchicine werd geïmplementeerd als een middel om polyploïdie te induceren, is het om drie redenen in landbouwgewassen gebruikt:
-Om polyploïdie te genereren bij bepaalde belangrijke soorten, als een poging om betere planten te krijgen, aangezien er bij polyploïden meestal een fenotype is waarin er een opmerkelijke groei van "gigabytes" is vanwege het feit dat er een groter aantal cellen is. Dit heeft geleid tot opmerkelijke vorderingen in de tuinbouw en op het gebied van genetische verbetering van planten..
-Voor polyploïdisatie van hybriden en om de vruchtbaarheid zodanig te herwinnen dat sommige soorten opnieuw worden ontworpen of gesynthetiseerd.
-En tot slot, als een manier om genen over te dragen tussen soorten met verschillende graden van ploïdie of binnen dezelfde soort..
Binnen planten is broodtarwe een natuurlijk polyploïde van groot en bijzonder interessant, Triticum aestibum (hexaploïde). Samen met rogge werd opzettelijk een polyploïde genaamd "Triticale" gebouwd, een allopolyploïde met de hoge productiviteit van tarwe en de robuustheid van rogge, die een groot potentieel heeft.
Tarwe in gecultiveerde planten is opmerkelijk essentieel geweest. Er zijn 14 soorten tarwe die zijn geëvolueerd door allopolyploïdie, en ze vormen drie groepen, een van 14, een andere van 28 en een laatste van 42 chromosomen. De eerste groep omvat de oudste soorten van het geslacht T. monococcum Y T. boeoticum.
De tweede groep bestaat uit 7 soorten en is blijkbaar afkomstig van de hybridisatie van T. boeoticum met een soort wild kruid van een ander geslacht genaamd Aegilops. De kruising produceert een krachtige steriele hybride die door chromosoomduplicatie kan resulteren in een vruchtbare allotetraploïde.
De derde groep van 42 chromosomen is waar de broodtarwe zich bevindt, die waarschijnlijk is ontstaan door hybridisatie van een tertraploïde soort met een andere soort van de Aegilops gevolgd door een duplicatie van het chromosomale complement.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.