- Polyploïdie
- Hoe ontstaat autopolyploïdie?
- Wat is autotriploïdie?
- Allopolipoliden en autopolyploïden
- Referenties
De autopoliploidía is een type polyploïdie (cellen met meer dan twee sets chromosomen in de kern), waarbij een organisme of soort twee of meer identieke sets chromosomen heeft. Daarom is het het resultaat van de duplicatie van een groep chromosomen van dezelfde soort.
Op basis van studies uitgevoerd met planten, is besloten dat de criteria die moeten worden gebruikt om polyploïden te classificeren, moeten uitgaan van hun oorsprong. De verscheidenheid aan mechanismen die zowel bij planten als bij dieren voorkomen, stelt ons in staat om twee grote klassen van polyploïdie te structureren: autopolyploïdie en allopolyploïdie.
Tigridia pavonia. Door Rjcastillo, van Wikimedia Commons
In het geval van autopolyploïdie worden meer dan twee groepen identieke chromosomen gecombineerd, zodat de cel meer dan twee groepen haploïde chromosomen heeft geërfd van de ouders. Deze twee sets chromosomen van de ouders worden bij de kinderen gedupliceerd, waardoor een nieuwe soort kan ontstaan.
Er zijn verschillende soorten chromosomen: haploïde (enkel), diploïde (dubbel), triploïde (drievoudig) en tetraploïde (viervoudig). Triples en quadruples zijn dus voorbeelden van polyploïdie.
Levende wezens met cellen met kernen (eukaryoten) zijn diploïde, wat betekent dat ze twee groepen chromosomen hebben, waarbij elke groep afkomstig is van een ouder. Bij sommige levende wezens (voornamelijk planten) is het echter gebruikelijk om polyploïdie te vinden.
Polyploïdie
Polyploïdie is de toestand van cellen die meer dan twee sets chromosomen in hun kern hebben, die paren vormen die homologen worden genoemd.
Polyploïdie kan optreden als gevolg van een afwijking in de celdeling. Dit kan gebeuren tijdens mitose (celdeling van somatische cellen) of tijdens metafase I van meiose (celdeling van geslachtscellen).
Deze toestand kan ook worden gestimuleerd in celculturen en planten, met behulp van chemische inductoren. De bekendste zijn colchicine, die een chromosoomduplicatie kan veroorzaken, zoals oryzaline.
Bovendien is polyploïdie een mechanisme van sympatrische soortvorming, dat wil zeggen de vorming van een soort zonder voorafgaande geografische barrière tussen twee populaties. Dit gebeurt omdat polyploïde organismen niet kunnen kruisen met andere leden van hun soort die meestal diploïde zijn.
Een voorbeeld van polyploïdie is de Erythranthe peregrina-plant: de chromosomale sequentie van deze plant bevestigde dat de soort afkomstig was van Erythranthe robertsii, een steriele triploïde hybride uit de kruising tussen Erythranthe guttata en E. Erythranthe lutea. Deze soorten zijn vanuit een andere habitat naar het VK gebracht.
Bij naturalisatie in het nieuwe ecosysteem verschenen nieuwe populaties van Erythranthe peregrina in Schotland en de Orkney-eilanden als gevolg van duplicatie van het genoom van lokale populaties van Erythranthe robertsii.
Hoe ontstaat autopolyploïdie?
Autopolyploïdie kan optreden als gevolg van verschillende processen die een soort ervaart:
- Eenvoudige genomische duplicatie als gevolg van defecten in kiemceldeling, na mitotische deling
- Productie en bevruchting van gameten niet verminderd door fouten bij celdeling, na meiose (bij dieren komt het voornamelijk voor in eieren)
- Polyspermia, dat is wanneer een ei wordt bevrucht door meer dan één sperma
Daarnaast zijn er externe factoren, zoals de manier van voortplanten en de omgevingstemperatuur, die de frequentie en hoeveelheid van autopolyploïde productie kunnen verhogen.
Soms ontstaan autopolyploïden door spontane duplicatie van het somatische genoom, zoals in het geval van appelscheuten (Malus domesticus).
Dit is de meest voorkomende vorm van kunstmatig geïnduceerde polyploïdie, waarbij methoden zoals protoplastfusie of behandeling met colchicine, oryzaline of mitotische remmers worden toegepast om de normale mitotische deling te verstoren.
Dit proces activeert de productie van polyploïde cellen en kan zeer nuttig zijn bij de verbetering van planten, vooral wanneer u introgressie (verplaatsing van genen van de ene soort naar de andere door hybridisatie gevolgd door terugkruising) wilt toepassen in het geval van eiken en berken in planten. en het geval van wolven en coyotes bij dieren.
Wat is autotriploïdie?
Autotriploïdie is een aandoening waarbij cellen een drievoudig aantal chromosomen bevatten, van dezelfde soort, met drie identieke genomen. Bij planten is autotriploïdie gerelateerd aan apomictische paring (voortplanting door middel van zaden).
In de landbouw kan autotriploïdie leiden tot een gebrek aan zaden, zoals bij bananen en watermeloenen. Triploïdie wordt ook toegepast in zalm- en forelkweek om steriliteit te induceren.
Triploïde pups zijn steriel ("triploïde blok" -fenomeen), maar kunnen af en toe bijdragen aan de vorming van tetraploïde. Dit pad naar tetraploïdie staat bekend als de "triploïde brug".
Allopolipoliden en autopolyploïden
Allopolyploïden zijn soorten die meer dan drie sets chromosomen in hun cellen hebben en komen vaker voor dan autopolyploïden, maar autopolyploïden krijgen meer relevantie
Autopolyploïden zijn polyploïden met verschillende groepen chromosomen die zijn afgeleid van hetzelfde taxon (wetenschappelijke classificatiegroep). Voorbeelden van natuurlijke autopolyploïden zijn de piggyback-plant (Tolmiea menzisii) en de witte steur (Acipenser transmontanum).
Autopolyploïden hebben ten minste drie groepen homologe chromosomen, dit veroorzaakt hoge paringspercentages tijdens meiose en verminderde vruchtbaarheid door associatie.
Bij natuurlijke autopolyploïden veroorzaakt het paren van onregelmatige chromosomen tijdens meiose onvruchtbaarheid omdat er meerwaardige vorming plaatsvindt.
Een soort ontstaat uit autopolyploïdie als de eieren en het sperma van de organismen in de populatie per ongeluk een verdubbeld aantal chromosomen hebben en als ze zich met elkaar voortplanten, tetraploïde nakomelingen voortbrengen.
Als deze nakomelingen met elkaar paren, wordt een vruchtbaar tetraploïde nageslacht gegenereerd dat genetisch is geïsoleerd van de rest van de populatie. Autopolyploïdie van een enkele generatie creëert dus een barrière voor de genstroom tussen volwassen soorten en hun oudersoorten.
Referenties
- Campbell, NA en Reece, JB (2007). Biologie. Madrid: Redactie Médica Panamericana.
- Gregory, T. (2005). De evolutie van het genoom. San Diego: Elservier Academic Press.
- Hassan Dar, T. en Rehman, R. (2017). Polyploïdie: nieuwe trends en toekomstperspectieven. New Delhi: Springer.
- Jenkins, J. (1986). Genetica. Barcelona: Redactioneel Reverté.
- Niklas, K. (1997). De evolutionaire biologie van planten. Chicago: The University of Chicago Press.