плоидность
Плоидность ( / ˈ p l ɔɪ d i / ) — это число полных наборов хромосом в клетке , а следовательно, и число возможных аллелей для аутосомных и псевдоаутосомных генов . Наборы хромосом относятся к количеству копий материнской и отцовской хромосом соответственно в каждой гомологичной паре хромосом, в виде которых хромосомы существуют в природе. Соматические клетки , ткани и отдельные организмы можно описать в соответствии с количеством присутствующих наборов хромосом («уровень плоидности»): моноплоидные(1 комплект), диплоид (2 комплекта), триплоид (3 комплекта), тетраплоид (4 комплекта), пентаплоид (5 комплектов), гексаплоид (6 комплектов), гептаплоид [2] или септаплоид [3] (7 комплектов) и т . д. , Общий термин полиплоид часто используется для описания клеток с тремя или более наборами хромосом. [4] [5]
Практически все организмы, размножающиеся половым путем , состоят из соматических клеток, которые являются диплоидными или более высокими, но уровень плоидности может сильно различаться у разных организмов, между разными тканями одного и того же организма и на разных стадиях жизненного цикла организма. Половина всех известных родов растений содержит полиплоидные виды, и около двух третей всех злаков являются полиплоидными. [6] Многие животные одинаково диплоидны, хотя полиплоидия распространена у беспозвоночных, рептилий и амфибий. У некоторых видов плоидность варьируется между особями одного и того же вида (как у общественных насекомых ), а у других целые ткани и системы органов могут быть полиплоидными, несмотря на то, что остальная часть тела диплоидна (как в печени млекопитающих).). Для многих организмов, особенно растений и грибов, изменения уровня плоидности между поколениями являются основными движущими силами видообразования . У млекопитающих и птиц изменения плоидности обычно фатальны. [7] Однако есть доказательства полиплоидии у организмов, которые в настоящее время считаются диплоидными, предполагая, что полиплоидия способствовала эволюционному разнообразию растений и животных посредством последовательных раундов полиплоидизации и редиплоидизации. [8] [9]
Люди — диплоидные организмы, обычно несущие в своих соматических клетках два полных набора хромосом: две копии отцовских и материнских хромосом соответственно в каждой из 23 гомологичных пар хромосом, которые обычно есть у людей. Это приводит к двум гомологичным парам в каждой из 23 гомологичных пар, что обеспечивает полный набор из 46 хромосом. Это общее число отдельных хромосом (с учетом всех полных наборов) называется числом хромосом или набором хромосом . Число хромосом, находящихся в одном полном наборе хромосом, называется моноплоидным числом ( х ). Гаплоидное число ( n ) относится к общему числу хромосом, обнаруженных вгамета ( сперматозоид или яйцеклетка , образующаяся в результате мейоза при подготовке к половому размножению). В нормальных условиях гаплоидное число составляет ровно половину общего числа хромосом, присутствующих в соматических клетках организма, с одной отцовской и материнской копией в каждой паре хромосом. Для диплоидных организмов моноплоидное число и гаплоидное число равны; у людей оба равны 23. Когда зародышевая клетка человека подвергается мейозу, диплоидный набор из 46 хромосом делится пополам с образованием гаплоидных гамет. После слияния мужской и женской гамет (каждая содержит по 1 набору из 23 хромосом) во время оплодотворения образуется зигота .снова имеет полный набор из 46 хромосом: 2 набора по 23 хромосомы. Эуплоидия и анеуплоидия описывают наличие числа хромосом, которое в точности кратно числу хромосом в нормальной гамете; и имеющие любой другой номер соответственно. Например, у человека с синдромом Тернера может отсутствовать одна половая хромосома (X или Y), что приводит к кариотипу (45,X) вместо обычного (46,XX) или (46,XY). Это тип анеуплоидии, и клетки человека можно назвать анеуплоидными с (диплоидным) набором хромосом 45.
1) Слева гаплоидный организм, справа диплоидный.
2 и 3) Гаплоидные яйцеклетка и сперматозоид, несущие соответственно доминантный пурпурный ген и рецессивный голубой ген. Эти гаметы образуются путем простого митоза клеток зародышевой линии.
4 и 5) Диплоидные сперматозоид и яйцеклетка, несущие рецессивный ген синего и доминантный ген пурпурного цвета соответственно. Эти гаметы образуются в результате мейоза, при котором число хромосом в диплоидных зародышевых клетках уменьшается вдвое.
6) Кратковременное диплоидное состояние гаплоидных организмов, зигота, образующаяся при слиянии двух гаплоидных гамет при половом акте.
7)Диплоидная зигота, которая только что была оплодотворена путем слияния гаплоидной яйцеклетки и сперматозоида во время полового акта.
8) Клетки диплоидного строения быстро подвергаются мейозу с образованием спор, содержащих мейотически вдвое уменьшенное число хромосом, восстанавливая гаплоидию. Эти споры экспрессируют либо доминантный ген матери, либо рецессивный ген отца, и в результате митотического деления строится новый полностью гаплоидный организм.
9) Диплоидная зигота путем митотического деления строит новый полностью диплоидный организм. Эти клетки обладают как пурпурным, так и синим геном, но экспрессируется только пурпурный ген, поскольку он доминирует над рецессивным синим геном.