- La haploïdia en eucariotes
- El cas de moltes plantes
- El cas de molts animals
- És avantatjós ser haploide?
- Bacteris i els arqueobacteris
- mutacions
- Eucariotes i diploides
- referències
Una cèl·lula haploide és aquella cèl·lula que posseeix un genoma conformat per un únic conjunt bàsic de cromosomes. Les cèl·lules haploides tenen, per tant, una contendio genòmic que anomenem càrrega bàsica 'n'. Aquest conjunt bàsic de cromosomes és típic de cada espècie.
La condició haploide no està relacionada amb el nombre de cromosomes, sinó amb el nombre de el conjunt de cromosomes que representa el genoma de l'espècie. És a dir, la seva càrrega o nombre bàsic.
En altres paraules, si el nombre de cromosomes que compon el genoma d'una espècie és dotze, aquest és el seu nombre bàsic. Si les cèl·lules d'aquest hipotètic organisme posseeixen 12 cromosomes (és a dir, amb un nombre bàsic d'un), aquesta cèl·lula és haploide.
Si posseeix dos conjunts complets (o sigui, 2 X 12), és diploide. Si posseeix tres, és una cèl·lula triploide que hauria de contenir uns 36 cromosomes en total derivats de 3 conjunts complets d'aquests.
En la majoria de les cèl·lules procariotes, si no totes, el genoma està representat per una única molècula d'ADN. Tot i que la replicació amb divisió demorada pot portar a l'existència de diploidia parcial, els procariotes són unicel·lulars i haploides.
Generalment, són també de genoma unimolecular. És a dir, amb un genoma representat per una única molècula d'ADN. Alguns organismes eucariotes són també de genoma d'una sola molècula, encara que poden també ser diploides.
La majoria, però, posseeixen un genoma particionat en diferents molècules d'ADN (cromosomes). El conjunt complet dels seus cromosomes conté la totalitat del seu genoma particular.
La haploïdia en eucariotes
En els organismes eucariotes podem trobar situacions més diverses i complexes en termes de la seva ploïdia. Depenent de el cicle de vida de l'organisme ensopeguem amb casos, per exemple, on eucariotes multicel·lulars poden ser en un moment de les seves vides diploides, i en un altre haploides.
Dins d'una mateixa espècie, també pot ser que uns individus siguin diploides mentre que altres siguin haploides. Finalment, el cas més comú és que el mateix organisme produeixi tant cèl·lules diploides com a cèl·lules haploides.
Les cèl·lules haploides sorgeixen per mitosi o per meiosi, però només poden experimentar mitosi. És a dir, una cèl·lula haploide 'n', pot dividir-se per donar origen a dues cèl·lules haploides 'n' (mitosi).
D'altra banda, també cèl·lules diploides '2n' poden donar origen a quatre cèl·lules haploides'n' (meiosi). Però mai serà possible que una cèl·lula haploide es divideixi per meiosi ja que, per definició biològica, una meiosi implica divisió amb reducció de el nombre bàsic de cromosomes.
Òbviament, una cèl·lula amb un nombre bàsic d'un (és a dir, haploide) no pot experimentar divisions reductives, ja que no existeix tal cosa com cèl·lules amb fraccions de genoma parcials.
El cas de moltes plantes
La majoria de les plantes presenten un cicle de vida caracteritzat per la qual cosa es denomina alternança de generacions. Aquestes generacions que s'alternen en la vida d'una planta són la generació de l'esporòfit ('2n') i la generació de l'gametòfit ('n').
Quan ocorre la fusió de gàmetes 'n' per donar origen a un zigot diploide '2n', es produeix la primera cèl·lula de l'esporòfit. Aquest es dividirà successivament per mitosi fins que la planta arribi a la etapa reproductiva.
Aquí, la divisió meiòtica d'un grup particular de cèl·lules '2n' donarà origen a un conjunt de cèl·lules haploides'n 'que formarà el denominat gametòfit, masculí o femení.
Les cèl·lules haploides dels gametòfits no són gàmetes. Per contra, posteriorment, es dividiran per donar origen als respectius gàmetes masculins o femenins, però per mitosi.
El cas de molts animals
En animals la regla és que la meiosi sigui gamètica. És a dir, que els gàmetes es produeixin per meiosi. L'organisme, generalment diploide, generarà un conjunt de cèl·lules especialitzades que en lloc de dividir-se per mitosi ho faran per meiosi, i de manera terminal.
És a dir, els gàmetes resultants constitueixen el destí últim d'aquest llinatge cel·lular. Hi ha excepcions, és clar.
En molts insectes, per exemple, els mascles de l'espècie són haploides perquè són producte de el desenvolupament per creixement mitòtic d'ous no fecundats. A l'arribar a l'edat adulta, també produiran gàmetes, però per mitosi.
És avantatjós ser haploide?
Les cèl·lules haploides que funcionen com gàmetes són el fonament material de la generació de variabilitat per segregació i recombinació.
Però si no fos perquè la fusió de dues cèl·lules haploides fa possible l'existència de les quals no (els diploides), creuríem que els gàmetes són només un instrument i no un fi per si mateixos.
No obstant això, hi ha molts organismes que són haploides i no desconeixen l'èxit evolutiu o ecològic.
Bacteris i els arqueobacteris
Els bacteris i els arqueobacteris, per exemple, han estat aquí per molt temps, molt abans que els organismes diploides, incloent als multicel·lulars.
Certament es basen molt més en la mutació que en altres processos per generar variabilitat. Però aquesta variabilitat és bàsicament metabòlica.
mutacions
En una cèl·lula haploide el resultat de l'impacte de qualsevol mutació s'observarà en una sola generació. Per tant, es pot seleccionar qualsevol mutació a favor o en contra amb molta rapidesa.
Això contribueix enormement a l'eficient adaptabilitat d'aquests organismes. Així, el que no resulta beneficiós per a l'organisme, pot resultar ser-ho per a l'investigador, ja que és molt més senzill fer genètica amb els organisme haploides.
De fet, en els haploides, el fenotip es pot relacionar directament amb el genotip, és més senzill generar línies pures i és més fàcil identificar l'efecte de les mutacions espontànies i induïdes.
Eucariotes i diploides
D'altra banda, en els organismes que són eucariotes i diploides la haploïdia constitueix una arma perfecta per a l'assaig de mutacions poc útils. A l'generar-se un gametòfit que és haploide, aquestes cèl·lules han d'expressar únicament l'equivalent a un únic contingut genòmic.
És a dir, les cèl·lules seran hemicigotas per a tots els gens. Si d'aquesta condició deriva la mort cel·lular, aquest llinatge no contribuirà amb gàmetes per mitosi, exercint per tant un paper de filtre de mutacions indesitjables.
Un raonament similar es pot aplicar als mascles que són haploides en algunes espècies d'animals. Ells també són hemizigots per a tots els gens que porten.
Si no sobreviuen i no arriben a l'edat reproductiva no tindran la possibilitat de passar aquesta informació genètica a generacions futures. En altres paraules, es fa més senzill eliminar genomes menys funcionals.
referències
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
- Bessho, K., Iwasa, I., Day, T. (2015) The evolutionary advantage of haploid versus diploid microbes in nutrient-poor environments. Journal of Theoretical Biology, 383: 116-329.
- Brooker, RJ (2017). Genetics: Analysis and Principles. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
- Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co Ltd, Philadelphia, PA, USA.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
- Li, I., Shuai, L. (2017) A versatile genetic tool: haploid cells. Stem cell research & therapy, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.