Tipi di poliploidia, negli animali, nell'uomo, nelle piante

IL Poliploidia È un tipo di mutazione genetica che consiste nell'aggiunta di una dotazione completa (giochi completi) di cromosomi al nucleo cellulare, costituendo coetanei omologhi. Questo tipo di mutazione cromosomica è la più comune delle euploidie ed è caratterizzato dall'organismo trasporta tre o più giochi cromosomi completi.

Un organismo (diploide normalmente = 2n) è considerato poliploide quando acquisisce uno o più set completi di cromosomi. A differenza di mutazioni specifiche, investimenti cromosomici e duplicazioni, questo processo è su larga scala, cioè si verifica sui cromosomi completi.

Fonte: haploid_vs_diploid.SVG: EHAMBERGDERIVE Work: EHAMBERG [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Invece di essere aploide (n) o diploide (2n), un organismo poliploide può essere tetraploide (4n), octoploide (8n) o maggiore. Questo processo di mutazione è abbastanza frequente nelle piante ed è strano negli animali. Questo meccanismo può aumentare la variabilità genetica in quegli organismi sessili che non sono in grado di spostarsi dall'ambiente.

La poliploidia è di grande importanza in termini evolutivi in ​​alcuni gruppi biologici, dove costituisce un meccanismo frequente per generare nuove specie poiché il carico cromosomico è una condizione ereditaria.

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Quando si verifica la poliploidia?

I disturbi nel numero di cromosomi possono verificarsi sia in natura che nelle popolazioni stabilite in laboratorio. Possono anche essere indotti con agenti mutageni come i tappetini. Nonostante l'incredibile precisione della meiosi, si verificano aberrazioni cromosomiche e sono più comuni di quanto si possa pensare.

La poliploidia nasce a seguito di alcune alterazioni che possono verificarsi durante la meiosi nella prima divisione meiotica o durante la prophase, in cui i cromosomi omologhi sono organizzati in coppia per formare tetradi e una non-disyunzione di quest'ultima si verifica Anafase I.

Comparsa di nuove specie

La poliploidia è importante poiché è un punto di partenza per causare nuove specie. Questo fenomeno è un'importante fonte di variazione genetica, poiché dà origine a centinaia o migliaia di loci duplicati che saranno liberi di ottenere nuove funzioni.

Nelle piante è particolarmente importante e abbastanza diffuso. Si stima che oltre il 50% delle piante fiorite abbia avuto origine dalla poliploidia.

Nella maggior parte dei casi, i poliploidi differiscono fisiologicamente dalle specie originali e per questo motivo possono colonizzare ambienti con nuove caratteristiche. Molte specie importanti in agricoltura (incluso il grano), sono poliploidi di origine ibrida.

Tipi di poliploidia

La poliloidia può essere classificata in base al numero di set completi o giochi cromosomici presenti nel nucleo cellulare.

In questo senso, un organismo che contiene "tre" cromosomi è "triploide", "tetraploide" se contiene 4 cromosomi, pentaploide (5 partite), hexaploidae (6 partite), eptoploide (sette partite), octoploide (otto giochi), Non aploidae (nove partite), sterzando (10 partite) e così via.

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D'altra parte, le poliploidie possono anche essere classificate in base all'origine delle dotazioni cromosomiche. In questo ordine di idee, un organismo può essere: autopoliploide o alopoliple.

Un autopoliploide contiene diversi giochi di cromosomi omologhi derivati ​​dallo stesso individuo o da un individuo appartenente alla stessa specie. In questo caso, i poliploidi sono formati dall'unione di gameti non ridotti di organismi geneticamente compatibili che sono classificati come la stessa specie.

Un allopoliploide è quell'organismo che contiene giochi di cromosomi non omologhi dovuti all'ibridazione tra specie diverse. In questo caso, la poliploidia si verifica dopo l'ibridazione tra due specie correlate.

Poliploidia negli animali

Negli animali la poliploidia è rara o rara. L'ipotesi più diffusa che spiega la piccola frequenza delle specie poliploidi negli animali superiori è che i suoi complessi meccanismi di determinazione sessuale dipendono da un equilibrio molto delicato nel numero di cromosomi sessuali e autosomi.

Questa idea è stata mantenuta nonostante l'evidenza accumulata di animali esistenti come poliploide. È generalmente osservato in gruppi animali inferiori come i vermi e un'ampia varietà di plalmintos, in cui gli individui di solito possiedono gonadi maschili e femminili che facilitano l'auto -fertizzazione.

Le specie che presentano quest'ultima condizione sono chiamate ermafroditi autocompatibili. D'altra parte, può verificarsi anche in altri gruppi le cui femmine possono dare una prole senza fecondazione, attraverso un processo chiamato partenogenesi (che non implica un normale ciclo sessuale meiotico)

Durante la partenogenesi, i discendenti sono sostanzialmente prodotti dalla divisione mitotica delle cellule parentali. Qui molte specie di invertebrati come coleotteri, isopodi, falene, gamberi, diversi gruppi di aracnidi e alcune specie di pesci, anfibi e rettili sono inclusi.

A differenza delle piante, negli animali la speciazione attraverso la poliploidia costituisce un evento eccezionale.

Esempi negli animali

Il roditore Tympanoctomys barrae È una specie tetraploide che ha 102 cromosomi per cellula somatica. Presenta anche un effetto "gigas" sul suo sperma. Questa specie alopoliploide probabilmente ha avuto origine dal verificarsi di diversi eventi di ibridazione di altre specie di roditori come Octomys mimax E Pipanacoctomys aureus.

Poliploidia negli esseri umani

La poliploidia è rara nei vertebrati ed è considerata irrilevante nella diversificazione di gruppi come i mammiferi (a differenza delle piante) a causa delle interruzioni che si verificano nel sistema di determinazione del sesso e nel meccanismo di compensazione della dose.

Si stima che cinque umani su 1000 siano nati con gravi difetti genetici attribuibili alle anomalie cromosomiche. Un numero ancora maggiore di embrioni con difetti cromosomici viene interrotto spontaneamente e molti non raggiungono mai la nascita.

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Nell'uomo, i poliploidi cromosomici sono considerati letali. Tuttavia, nelle cellule somatiche come gli epatociti, circa il 50% di queste sono normalmente poliploidi (tetraploide o ottaploide).

Le poliploidie più frequentemente rilevate nella nostra specie sono triploidie e tetraploidie complete, in aggiunta a diploide mixloide/triploide (2n/3n) e diploide/tetraploide (2n/4n).

In quest'ultimo, una popolazione di normali cellule diploidi (2n) coesiste, con un'altra che ha 3 o più multipli aploidi di cromosomi, ad esempio: triploide (3n) o tetraploide (4N).

Triploidie e tetraplodie negli esseri umani non sono praticabili a lungo termine. Nella maggior parte dei casi è stata segnalata la morte nella maggior parte dei casi o anche pochi giorni dopo la nascita che varia da meno di un mese a un massimo di 26 mesi.

Poliploidia nelle piante

L'esistenza di più di un genoma nello stesso nucleo ha svolto un ruolo importante nell'origine e nell'evoluzione delle piante, forse la più importante alterazione citogenetica nella speciazione e nell'evoluzione delle piante. Le piante erano la porta d'ingresso alla conoscenza delle cellule con più di due giochi di cromosomi per cellula.

Dall'inizio del conteggio cromosomico si è osservato che un'ampia varietà di piante selvatiche e coltivate (comprese alcune delle più importanti) sono poliploidi. Quasi la metà delle specie di angiosperme (piante con fiori) sono poliploidi, allo stesso modo, la maggior parte delle felci (95%) e un'ampia varietà di muschi.

La presenza di poliploidia nelle piante di ginnosperme è rara e molto variabile nei gruppi di angiosperme. In generale, è stato sottolineato che le piante poliploidi sono altamente adattabili, essendo in grado di occupare habitat che i loro antenati diploidi non potrebbero non poter. Inoltre, le piante poliploidi con più copie genomiche accumulano una maggiore "variabilità".

All'interno delle piante, forse gli alopoliploidi (più comune in natura) hanno avuto un ruolo fondamentale nella speciazione e nelle radiazioni adattive di molti gruppi.

Miglioramento dell'orticoltura

Nelle verdure, la poliploidia può provenire da diversi fenomeni, essendo forse gli errori più frequenti durante il processo di meiosi che danno origine a gameti diploidi.

Più del 40% delle piante coltivate sono poliploidi, tra cui alfalfa, cotone, patate, caffè, fragole, grano tra le altre, senza che vi sia una relazione tra addomesticamento e poliploidia delle piante.

Poiché il materasso è stato implementato come agente per indurre la poliploidia, è stato utilizzato in sostanza nelle piante coltivate per tre motivi:

-Per generare poliploidia in alcune specie importanti, come un tentativo di ottenere piante migliori, perché nei poliploidi di solito esiste un fenotipo in cui c'è una notevole crescita delle dimensioni "gigas" perché c'è un numero maggiore di cellule. Ciò ha consentito notevoli progressi nell'orticoltura e nel campo del miglioramento genetico delle piante.

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-Per la poliploidizzazione degli ibridi e che recuperano la fertilità in modo che sia riprogettata o sintetizzata da qualsiasi specie.

-E infine come un modo per trasferire geni tra specie con diverso grado di ploidia o all'interno della stessa specie.

Esempi nelle piante

All'interno delle piante un poliploide naturale di grande importanza e particolarmente interessante è il grano del pane, Triticum aesbum (esaploide). Insieme alla segale, un poliploide chiamato "triticale", un allpoliploide con l'alta produttività del grano e la robustezza della segale, che ha un grande potenziale.

Il grano all'interno delle piante coltivate è stato notevolmente essenziale. Esistono 14 specie di grano che si sono evolute dall'alopoliloidia e formano tre gruppi, uno di 14, un altro di 28 e un ultimo di 42 cromosomi. Il primo gruppo comprende le specie più antiche del genere T. Monococco E T. Booticum.

Nel secondo gruppo è composto da 7 specie e apparentemente deriva dall'ibridazione di T. Booticum Con una specie di ebollizione selvaggia da un altro genere chiamato Aegilops. L'incrocio produce un ibrido vigoroso sterile che, per duplicazione dei cromosomi, può provocare un altraploide fertile.

Il terzo gruppo di 42 cromosomi è dove si trovano i grano del pane, che probabilmente hanno avuto origine attraverso l'ibridazione di una specie di stoppie con un'altra specie della specie del Aegilops seguito da una duplicazione del complemento cromosomico.

Riferimenti

1. Alcántar, j. P. (2014). Poliploidia e sua importanza evolutiva. Emette carenza e tecnologia, 18: 17-29.
2. Ballesta, f. J. (2017). Alcune considerazioni bioetiche in relazione all'esistenza di casi di esseri umani con tetraploidia completa o triploidia. Studia Bioetica, 10(10): 67-75.
3. Castro, s., & Loureiro, J. (2014). Il ruolo della riproduzione all'origine e all'evoluzione delle piante poliploidi. Rivista Ecosystems, 23(3), 67-77.
4. Freeman, S e Herron, J. C. (2002). Analisi evolutiva. Pearson Education.
5. Hichins, c. F. Yo. (2010). Origine genetica e geografica del roditore tetraploide Tympanoctomys barrae (Octodontidae), basato sull'analisi delle sequenze citocondriali mitocondriali (Dottorato di tesi, Institute of Ecology).
6. Hickman, c. P, Roberts, L. S., Acuto, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Priforme integrate della zoologia. New York: McGraw-Hill. 14^th Edizione.
7. Pimentel Benítez, h., Lantigua Curz, a., & Quiñones Maza, o. (1999). Mixoploidy diploide-tetraploide: primo rapporto nel nostro ambiente. Rivista cubana pediatrica, 71(3), 168-173.
8. Schifino-Wittmann, m. T. (2004). Polyploidia E seu Impact Na Origin ed Evolução Das piante selvatiche e coltivate. Rivista brasiliana di Agrociencia, 10(2): 151-157.
9. Suzuki, d. T.; Griffiths, a. J. F.; Miller, J. H & Lewontin, R. C. (1992). Introduzione all'analisi genetica. McGraw-Hill Inter-American. 4^th Edizione.