- Haploidy ในยูคาริโอต
- กรณีของพืชหลายชนิด
- กรณีของสัตว์หลายชนิด
- เป็นประโยชน์หรือไม่ที่จะเป็นคนโสด?
- แบคทีเรียและอาร์เคีย
- การกลายพันธุ์
- ยูคาริโอตและไดพลอยด์
- อ้างอิง
เซลล์เดี่ยวเป็นมือถือที่มีจีโนมที่สร้างขึ้นจากชุดพื้นฐานเดียวของโครโมโซม เซลล์แฮพลอยด์จึงมีเนื้อหาจีโนมที่เราเรียกว่าประจุฐาน 'n' โครโมโซมชุดพื้นฐานนี้เป็นเรื่องปกติของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด
สภาพเดี่ยวไม่เกี่ยวข้องกับจำนวนโครโมโซม แต่เป็นจำนวนชุดโครโมโซมที่แสดงถึงจีโนมของสิ่งมีชีวิต นั่นคือโหลดพื้นฐานหรือตัวเลข
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือถ้าจำนวนโครโมโซมที่ประกอบเป็นจีโนมของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีจำนวนสิบสองตัวนี่คือจำนวนพื้นฐานของมัน ถ้าเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสมมุตินั้นมีโครโมโซมสิบสองโครโมโซม (นั่นคือมีเลขฐาน 1 ตัว) เซลล์นั้นจะเป็นเซลล์เดี่ยว
หากมีสองชุดที่สมบูรณ์ (นั่นคือ 2 X 12) มันจะซ้ำกัน หากคุณมีสามเซลล์ก็คือเซลล์ไตรกลีเซอไรด์ที่ควรมีโครโมโซมประมาณ 36 ชุดจากทั้งหมด 3 ชุด
โดยส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทั้งหมดเซลล์โปรคาริโอตจีโนมจะแสดงด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอเดียว แม้ว่าการจำลองแบบด้วยการแบ่งส่วนที่ล่าช้าอาจนำไปสู่การเกิดซ้ำบางส่วนได้ แต่โปรคาริโอตเป็นเซลล์เดียวและเซลล์เดียว
โดยทั่วไปแล้วพวกมันยังเป็นจีโนมที่ไม่มีโมเลกุล นั่นคือด้วยจีโนมที่แสดงโดยโมเลกุลดีเอ็นเอเดี่ยว สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตบางชนิดยังเป็นจีโนมโมเลกุลเดี่ยวแม้ว่าจะสามารถเป็นซ้ำได้
อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่มีจีโนมที่แบ่งออกเป็นโมเลกุลของดีเอ็นเอ (โครโมโซม) ที่แตกต่างกัน โครโมโซมชุดที่สมบูรณ์ของคุณประกอบด้วยจีโนมเฉพาะของคุณทั้งหมด
Haploidy ในยูคาริโอต
ในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตเราสามารถพบสถานการณ์ที่หลากหลายและซับซ้อนมากขึ้นในแง่ของการเกิด ploidy ขึ้นอยู่กับวัฏจักรชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่เราเจอเช่นกรณีที่ยูคาริโอตหลายเซลล์สามารถซ้ำกันได้ ณ จุดหนึ่งในชีวิตของพวกมัน
ในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันอาจเป็นไปได้ว่าบางคนมีอาการซ้ำซ้อนในขณะที่คนอื่น ๆ เป็นคนโสด ในที่สุดกรณีที่พบบ่อยที่สุดคือสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันสร้างทั้งเซลล์ซ้ำและเซลล์เดี่ยว
เซลล์แฮพลอยด์เกิดขึ้นโดยไมโทซิสหรือไมโอซิส แต่สามารถผ่านไมโทซิสได้เท่านั้น นั่นคือเซลล์ haploid 'n' หนึ่งเซลล์สามารถแบ่งตัวเพื่อก่อให้เกิดเซลล์ haploid 'n' สองเซลล์ (mitosis)
ในทางกลับกันเซลล์ '2n' ซ้ำยังสามารถก่อให้เกิดเซลล์เดี่ยว (ไมโอซิส) สี่เซลล์ แต่จะไม่มีทางเป็นไปได้ที่เซลล์เดี่ยวจะแบ่งด้วยไมโอซิสเนื่องจากคำจำกัดความทางชีววิทยาไมโอซิสหมายถึงการแบ่งตัวโดยลดจำนวนโครโมโซมพื้นฐาน
เห็นได้ชัดว่าเซลล์ที่มีเลขฐานเป็นหนึ่ง (เช่น haploid) ไม่สามารถผ่านการแบ่งแบบ reductive ได้เนื่องจากไม่มีสิ่งที่เรียกว่าเซลล์ที่มีเศษส่วนของจีโนมบางส่วน
กรณีของพืชหลายชนิด
พืชส่วนใหญ่มีวงจรชีวิตที่เรียกว่าการสลับรุ่น รุ่นเหล่านี้ที่สลับกันในชีวิตของพืชคือการสร้างสปอโรไฟต์ ('2n') และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ('n')
เมื่อเกิดการหลอมรวมของ 'n' gametes เพื่อก่อให้เกิดไซโกตแบบ diploid '2n' เซลล์สปอโรไฟต์แรกจะถูกสร้างขึ้น สิ่งนี้จะถูกแบ่งออกตามลำดับโดยไมโทซิสจนกระทั่งพืชถึงระยะสืบพันธุ์
ที่นี่การแบ่งเซลล์แบบไมโอติกของกลุ่มเซลล์ '2n' เฉพาะจะก่อให้เกิดชุดของเซลล์ 'n' ที่เป็นเซลล์เดียวซึ่งจะรวมกันเป็นเซลล์สืบพันธุ์ที่เรียกว่าเพศชายหรือเพศหญิง
เซลล์เดี่ยวของ gametophytes ไม่ใช่ gametes ในทางตรงกันข้ามในภายหลังพวกมันจะแบ่งออกเพื่อก่อให้เกิด gametes ตัวผู้หรือตัวเมียตามลำดับ แต่จะแบ่งโดยไมโทซิส
กรณีของสัตว์หลายชนิด
ในสัตว์กฎคือไมโอซิสเป็นเกมเมติก นั่นคือ gametes นั้นผลิตโดยไมโอซิส สิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปซ้ำซ้อนจะสร้างชุดของเซลล์เฉพาะที่แทนที่จะแบ่งด้วยไมโทซิสจะทำเช่นนั้นโดยไมโอซิสและในลักษณะเทอร์มินัล
นั่นคือ gametes ที่เกิดขึ้นถือเป็นปลายทางสูงสุดของสายเลือดของเซลล์นั้น มีข้อยกเว้นแน่นอน
ตัวอย่างเช่นในแมลงหลายชนิดตัวผู้ของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้เป็นพันธุ์เดี่ยวเพราะเป็นผลมาจากการพัฒนาโดยการเจริญเติบโตแบบไมโทติกของไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ เมื่อถึงวัยผู้ใหญ่พวกมันจะสร้าง gametes ด้วยเช่นกัน แต่จะเกิดจากไมโทซิส
เป็นประโยชน์หรือไม่ที่จะเป็นคนโสด?
เซลล์ Haploid ที่ทำหน้าที่เป็น gametes เป็นรากฐานวัสดุสำหรับการสร้างความแปรปรวนโดยการแยกและการรวมตัวกันใหม่
แต่ถ้าไม่ใช่เพราะการหลอมรวมกันของเซลล์ haploid สองเซลล์ทำให้การมีอยู่ของเซลล์เหล่านั้นเป็นไปได้ (diploids) เราจะเชื่อว่า gametes เป็นเพียงเครื่องมือและไม่ได้เป็นจุดจบในตัวเอง
อย่างไรก็ตามมีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่มีลักษณะเดี่ยวและไม่ทราบถึงความสำเร็จทางวิวัฒนาการหรือระบบนิเวศ
แบคทีเรียและอาร์เคีย
ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียและอาร์เคียอยู่ที่นี่มาเป็นเวลานานก่อนที่สิ่งมีชีวิตซ้ำซ้อนรวมถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
แน่นอนว่าพวกเขาอาศัยการกลายพันธุ์มากกว่ากระบวนการอื่น ๆ ในการสร้างความแปรปรวน แต่ความแปรปรวนนั้นโดยพื้นฐานแล้วการเผาผลาญ
การกลายพันธุ์
ในเซลล์เดี่ยวผลของผลกระทบของการกลายพันธุ์ใด ๆ จะสังเกตเห็นได้ในชั่วอายุเดียว ดังนั้นการกลายพันธุ์ใด ๆ สำหรับหรือต่อต้านสามารถเลือกได้อย่างรวดเร็ว
สิ่งนี้มีส่วนอย่างมากในการปรับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ดังนั้นสิ่งที่ไม่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตอาจกลายเป็นประโยชน์สำหรับนักวิจัยเนื่องจากการทำพันธุศาสตร์กับสิ่งมีชีวิตเดี่ยวนั้นง่ายกว่ามาก
ในความเป็นจริงใน haploids ฟีโนไทป์สามารถเกี่ยวข้องโดยตรงกับจีโนไทป์มันง่ายกว่าในการสร้างเส้นบริสุทธิ์และง่ายต่อการระบุผลของการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองและที่เกิดขึ้นเอง
ยูคาริโอตและไดพลอยด์
ในทางกลับกันในสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเป็นยูคาริโอตและไดพลอยด์ haploidy ถือเป็นอาวุธที่สมบูรณ์แบบในการทดสอบการกลายพันธุ์ที่ไม่มีประโยชน์ ด้วยการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็นเซลล์เดี่ยวเซลล์เหล่านั้นจะแสดงเฉพาะเนื้อหาจีโนมที่เทียบเท่ากันเท่านั้น
นั่นคือเซลล์จะเป็น hemizygous สำหรับยีนทั้งหมด หากการตายของเซลล์เกิดจากเงื่อนไขนี้เชื้อสายนั้นจะไม่ก่อให้เกิด gametes เนื่องจากไมโทซิสจึงทำหน้าที่เป็นตัวกรองการกลายพันธุ์ที่ไม่พึงปรารถนา
การให้เหตุผลในทำนองเดียวกันสามารถนำไปใช้กับตัวผู้ได้ว่าพวกมันเป็นสัตว์เดี่ยวในสัตว์บางชนิด นอกจากนี้ยังมีลักษณะเป็น hemizygous สำหรับยีนทั้งหมดที่มี
หากพวกเขาไม่รอดชีวิตและไม่ถึงวัยเจริญพันธุ์พวกเขาจะไม่มีความเป็นไปได้ที่จะส่งต่อข้อมูลทางพันธุกรรมนั้นไปยังคนรุ่นต่อไป กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือการกำจัดจีโนมที่ทำงานน้อยลงจะง่ายกว่า
อ้างอิง
- 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, Y. , Day, T. (2015) ข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการของจุลินทรีย์เดี่ยวเทียบกับจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่มีสารอาหารไม่ดี วารสารชีววิทยาเชิงทฤษฎี, 383: 116-329.
- Brooker, RJ (2017). พันธุศาสตร์: การวิเคราะห์และหลักการ McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA
- Goodenough, UW (1984) พันธุศาสตร์. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA
- Griffiths, AJF, Wessler, R. , Carroll, SB, Doebley, J. (2015). รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม (11 TH ed.) นิวยอร์ก: WH Freeman, New York, NY, USA
- Li, Y. , Shuai, L. (2017) เครื่องมือทางพันธุกรรมที่หลากหลาย: เซลล์เดี่ยว การวิจัยและบำบัดเซลล์ต้นกำเนิด 8: 197 ดอย: 10.1186 / s13287-017-0657-4.