AUTOPOLYPLOIDY: POLYPLOIDY, ALLOPOLYPLOIDS JA AUTOPOLYPLOIDS - BIOLOGIA - 2026

Autopoliploidía on eräänlainen polyploidian (soluja, joilla on enemmän kuin kaksi kromosomia tumassa), jossa eliö tai laji on kaksi tai useampia samanlaisia kromosomipariin. Siksi se on seurausta saman lajin kromosomiryhmän päällekkäisyyksistä.

Kasveilla tehtyjen tutkimusten perusteella on päätetty, että polyploidien luokittelussa käytettävien perusteiden tulisi alkaa niiden alkuperästä. Sekä kasveissa että eläimissä esiintyvien mekanismien moninaisuus antaa meille mahdollisuuden rakentaa kaksi suurta polyploidialuokkaa: autopolyploidy ja allopolyploidy.

Tigridia pavonia. Rjcastillo, kirjoittanut Wikimedia Commons

Autopolyploidian tapauksessa yhdistetään yli kaksi ryhmää identtisiä kromosomeja, joten solussa on enemmän kuin kaksi vanhemmilta perimää haploidikromosomiryhmää. Nämä kaksi vanhempien kromosomiryhmää ovat päällekkäisiä lapsilla, koska ne voivat saada uuden lajin.

Kromosomeja on useita tyyppejä: haploidi (yksi), diploidi (kaksinkertainen), triploidi (kolminkertainen) ja tetraploidi (nelinkertainen). Kolminkertaiset ja nelinkertaiset ovat sitten esimerkkejä polyploidiasta.

Elävät olennot, joissa on soluja, joissa on ytimiä (eukaryootteja), ovat diploideja, mikä tarkoittaa, että heillä on kaksi kromosomiryhmää, kukin ryhmä tulee vanhemmalta. Joissakin elävissä olennoissa (lähinnä kasveissa) on kuitenkin yleistä löytää polyploidiaa.

polyploidia

Polyploidia on niiden solujen tila, joiden ytimessä on enemmän kuin kaksi kromosomisarjaa, jotka muodostavat pareja, joita kutsutaan homologeiksi.

Polyploidia voi ilmetä solujen jakautumisen epänormaalisuuden vuoksi. Tämä voi tapahtua mitoosin (somaattisten solujen jako soluissa) tai meioosin metafaasin I aikana (sukupuolisolujen jakautuminen soluihin).

Tätä tilaa voidaan myös stimuloida soluviljelmissä ja kasveissa kemiallisia induktoreita käyttämällä. Tunnetuimpia ovat kolkisiini, joka voisi tuottaa kromosomin päällekkäisyyttä, kuten orytsaliini.

Lisäksi polyploidia on sympatrisen spesifikaation mekanismi, toisin sanoen lajin muodostuminen muodostamatta etukäteen maantieteellistä estettä kahden populaation välillä. Tämä johtuu siitä, että polyploidiset organismit eivät useimmiten pääse risteytymään muiden lajiensa kanssa, jotka ovat diploideja.

Esimerkki polyploidiasta on Erythranthe peregrina -kasvi: Tämän kasvin kromosomaalinen sekvenssi vahvisti, että lajit ovat peräisin Erythranthe robertsiista, steriilistä triploidihybridistä Erythranthe guttata- ja E. Erythranthe lutea-risteyksestä. Nämä lajit tuotiin Yhdistyneeseen kuningaskuntaan toisesta elinympäristöstä.

Luonnostuessaan uudessa ekosysteemissä Erythranthe peregrina -kannan uudet populaatiot esiintyivät Skotlannissa ja Orkneysaarilla Erythranthe robertsiin paikallisten populaatioiden genomin päällekkäisyyden vuoksi.

Kuinka autopolyploidy tapahtuu?

Autopolyploidy voi tapahtua lajien kokemien erilaisten prosessien seurauksena:

• Yksinkertainen perimän monistuminen johtuen sukusolujen jaon virheistä mitoottisen jaon jälkeen
• Sukusolujen tuotanto ja hedelmöitys, jota ei vähennetä virheellä solunjaossa meioosin jälkeen (eläimissä sitä esiintyy pääasiassa munissa)
• Polyspermia, jolloin muna on hedelmöitetty useammalla kuin yhdellä siittiöellä

Lisäksi on olemassa ulkoisia tekijöitä, kuten lisääntymistapa ja ympäristön lämpötila, jotka voivat lisätä autopolyploidin tuotannon taajuutta ja määrää.

Joskus autopolyploidit ilmenevät somaattisen genomin spontaanina päällekkäisyytenä, kuten omenakukkojen (Malus domesticus) tapauksessa.

Tämä on yleisimmin keinotekoisesti indusoitu polyploidia, jossa menetelmiä, kuten protoplastifuusio tai hoitaminen kolkiisiinilla, orytsaliinilla tai mitoottisilla estäjillä, käytetään normaalin mitoottisen jakautumisen häiritsemiseen.

Tämä prosessi aktivoi polyploidisolujen tuotannon ja voi olla erittäin hyödyllinen kasvien parantamisessa, etenkin kun haluat soveltaa tunkeutumista (geenien siirtäminen lajeista toiseen hybridisaatiolla, jota seuraa risteäminen) kasvien tammen ja koivun tapauksessa. ja susia ja kojootteja eläimissä.

Mikä on autotriploidy?

Autotriploidia on tila, jossa solut sisältävät kolminkertaisen määrän kromosomeja, samoista lajeista, esittäen kolme identtistä genomia. Kasveissa autotriploidia liittyy apomittiseen paritukseen (lisääntyminen siementen avulla).

Maataloudessa autotriploidia voi johtaa siementen puutteeseen, kuten banaanien ja vesimelonien tapauksessa. Triploidiaa käytetään myös lohi- ja taimenviljelmissä steriiliyden aikaansaamiseksi.

Triploidipennut ovat steriilejä ("triploidilohko" -ilmiö), mutta voivat joskus edistää tetraploidien muodostumista. Tämä polku tetraploidiaan tunnetaan nimellä "triploidi silta".

Allopolipolidit ja autopolyploidit

Allopolyploidit ovat lajeja, joiden soluissa on yli kolme sarjaa kromosomeja, ja ne ovat yleisempiä kuin autopolyploidit, mutta autopolyploideille annetaan enemmän merkitystä

Autopolyploidit ovat polyploideja, joissa on useita kromosomiryhmiä, jotka ovat peräisin samasta taksonista (tieteellinen luokitteluryhmä). Esimerkkejä luonnollisista autopolyploideista ovat possu-kasvi (Tolmiea menzisii) ja valkoinen sammi (Acipenser transmontanum).

Autopolyploideilla on ainakin kolme ryhmää homologisia kromosomeja, tämä aiheuttaa korkeaa pariutumisprosenttia meioosin aikana ja heikentyneen hedelmällisyyden seurauksena.

Luonnollisissa autopolyploideissa epäsäännöllisten kromosomien muodostaminen pariksi meioosin aikana aiheuttaa steriiliyden, koska tapahtuu moniarvoinen muodostuminen.

Laji on peräisin autopolyploidiasta, jos populaation organismien munilla ja siittiöillä on vahingossa kaksinkertainen määrä kromosomeja ja kun ne lisääntyvät toistensa kanssa, ne tuottavat tetraploidisia jälkeläisiä.

Jos nämä jälkeläiset parituvat toistensa kanssa, syntyy hedelmällinen tetraploidinen jälkeläinen, joka on geneettisesti eristetty muusta populaatiosta. Siten yhden sukupolven autopolyploidia luo esteen geenivirralle kypsyvien lajien ja niiden emolajien välillä.

Viitteet

1. Campbell, NA ja Reece, JB (2007). Biologia. Madrid: Toimittaja Médica Panamericana.
2. Gregory, T. (2005). Genomin kehitys. San Diego: Elservier Academic Press.
3. Hassan Dar, T. ja Rehman, R. (2017). Polyploidia: Recen-trendit ja tulevaisuudennäkymät. Uusi Delhi: Springer.
4. Jenkins, J. (1986). Genetiikka. Barcelona: Toimituksellinen käännös.
5. Niklas, K. (1997). Kasvien evoluutiobiologia. Chicago: University of Chicago Press.