POLIPLOIDI: TÜRLER, HAYVANLARDA, INSANLARDA, BITKILERDE - BIYOLOJI - 2025

Poliploidi genetik mutasyon bir tür homolog çiftleri oluşturarak hücre çekirdeğine Tam bir kromozom tamamlayıcısı (takımlar) eklenmesi olmasıdır. Bu tip kromozomal mutasyon, euploidilerin en yaygın olanıdır ve vücudun üç veya daha fazla tam kromozom seti taşıması ile karakterize edilir.

Bir organizma (genellikle diploid = 2n), bir veya daha fazla tam kromozom seti elde ettiğinde poliploid olarak kabul edilir. Nokta mutasyonlarının, kromozomal inversiyonların ve kopyaların aksine, bu süreç geniş çaplıdır, yani tam kromozom setlerinde meydana gelir.

Kaynak: Haploid_vs_diploid.svg: Ehambergderivative work: Ehamberg

Haploid (n) veya diploid (2n) olmak yerine poliploid bir organizma tetraploid (4n), ahtaploid (8n) veya daha büyük olabilir. Bu mutasyon süreci bitkilerde oldukça yaygındır ve hayvanlarda nadirdir. Bu mekanizma, hareket edemeyen sabit organizmalarda genetik çeşitliliği artırabilir.

Poliploidi, kromozom yükü kalıtsal bir durum olduğu için yeni türlerin oluşumu için sık bir mekanizma oluşturduğu bazı biyolojik gruplarda evrimsel açıdan büyük önem taşımaktadır.

Poliploidi ne zaman ortaya çıkar?

Kromozom numarası bozuklukları hem doğada hem de laboratuvarda kurulan popülasyonlarda meydana gelebilir. Kolşisin gibi mutajenik ajanlarla da indüklenebilirler. Mayoz bölünmesinin inanılmaz kesinliğine rağmen, kromozom anormallikleri meydana gelir ve birinin düşündüğünden daha yaygındır.

Poliploidi, mayoz bölünmesi sırasında ya ilk mayotik bölünmede ya da faz sırasında meydana gelebilecek bazı değişikliklerin bir sonucu olarak ortaya çıkar; burada homolog kromozomlar çiftler halinde tetradlar oluşturmak için düzenlenir ve ikincisinin ayrışması sırasında meydana gelir. anafaz I.

Yeni türlerin ortaya çıkışı

Poliploidi, yeni türlerin ortaya çıkması için bir başlangıç ​​noktası olduğu için önemlidir. Bu fenomen, yeni işlevler elde etmek için serbest bırakılan yüzlerce veya binlerce yinelenen lokusa yol açtığı için önemli bir genetik varyasyon kaynağıdır.

Bitkilerde özellikle önemlidir ve oldukça yaygındır. Çiçekli bitkilerin% 50'den fazlasının poliploididen kaynaklandığı tahmin edilmektedir.

Çoğu durumda, poliploidler orijinal türlerden fizyolojik olarak farklıdır ve bu nedenle ortamları yeni özelliklerle kolonileştirebilirler. Tarımdaki birçok önemli tür (buğday dahil), hibrit kökenli poliploidlerdir.

Poliploidi türleri

Poliploidiler, hücre çekirdeğinde bulunan tam kromozom setlerinin sayısına göre sınıflandırılabilir.

Bu anlamda, "üç" kromozom seti içeren bir organizma, 4 set kromozom, pentaploid (5 set), hexaploidae (6 set), heptaploid (yedi set), octoploid (sekiz set) içeriyorsa "triploid", "tetraploid" dir. oyunlar), nonaploidae (dokuz oyun), dekaploid (10 oyun) vb.

Öte yandan, poliploidiler, kromozomal donatıların kökenine göre de sınıflandırılabilir. Bu fikir sırasına göre, bir organizma şu olabilir: otopoliploid veya allopoliploid.

Bir otopoliploid, aynı bireyden veya aynı türe ait bir bireyden türetilen birkaç homolog kromozom seti içerir. Bu durumda poliploidler, aynı türler olarak kataloglanan genetik olarak uyumlu organizmaların indirgenmemiş gametlerinin birleşmesiyle oluşur.

Bir allopoliploid, farklı türler arasındaki hibridizasyon nedeniyle homolog olmayan kromozom setleri içeren organizmadır. Bu durumda poliploidi, iki ilgili tür arasında hibridizasyondan sonra ortaya çıkar.

Hayvanlarda poliploidi

Poliploidi, hayvanlarda nadirdir veya seyrektir. Yüksek hayvanlarda poliploid türlerinin düşük sıklığını açıklayan en yaygın hipotez, karmaşık cinsiyet belirleme mekanizmalarının, cinsiyet kromozomları ve otozomların sayısındaki çok hassas bir dengeye bağlı olduğudur.

Bu fikir, poliploidler olarak var olan hayvanlardan elde edilen kanıtların birikmesine rağmen onaylandı. Genel olarak, bireylerin genellikle hem erkek hem de dişi gonadlara sahip olduğu solucanlar ve çok çeşitli yassı kurtlar gibi alt hayvan gruplarında gözlenir ve kendi kendine döllenmeyi kolaylaştırır.

İkinci koşula sahip türlere kendiliğinden uyumlu hermafroditler denir. Öte yandan, partenogenez adı verilen bir süreçle (normal bir mayotik cinsel döngü anlamına gelmeyen) dişileri döllenmeden döl verebilen diğer gruplarda da ortaya çıkabilir.

Partenogenez sırasında yavrular temelde ebeveyn hücrelerin mitotik bölünmesi ile üretilir. Bu, böcekler, izopodlar, güveler, karidesler, çeşitli örümcekler ve bazı balık türleri, amfibiler ve sürüngenler gibi birçok omurgasız türünü içerir.

Bitkilerden farklı olarak poliploidi yoluyla türleşme, hayvanlarda istisnai bir olaydır.

Hayvanlardan örnekler

Tympanoctomys barriere kemirgen, somatik hücre başına 102 kromozoma sahip tetraploid bir türdür. Ayrıca sperminiz üzerinde "devasa" bir etkiye sahiptir. Bu allopoliploid tür, muhtemelen Octomys mimax ve Pipanacoctomys aureus gibi diğer kemirgen türlerinin birkaç hibridizasyon olayının meydana gelmesinden kaynaklanmıştır.

İnsanlarda poliploidi

Poliploidi omurgalılarda nadirdir ve cinsiyet belirleme sisteminde ve doz telafi mekanizmasında meydana gelen aksaklıklar nedeniyle memeliler gibi grupların (bitkilerden farklı olarak) çeşitlendirilmesinde ilgisiz olarak kabul edilir.

Her 1000 insandan tahminen beşi, kromozomal anormalliklere atfedilebilen ciddi genetik kusurlarla doğar. Kromozom kusurları olan daha fazla embriyo düşük yapar ve çok daha fazlası asla doğmaz.

Kromozomal poliploidler insanlarda ölümcül kabul edilir. Bununla birlikte, hepatositler gibi somatik hücrelerde, bunların yaklaşık% 50'si normalde poliploiddir (tetraploid veya oktaploid).

Türümüzde en sık tespit edilen poliploidler, tam triploidiler ve tetraploidiler ile diploid / triploid (2n / 3n) ve diploid / tetraploid (2n / 4n) mixoploidlerdir.

İkincisinde, normal diploid hücrelerin (2n) bir popülasyonu, örneğin: triploid (3n) veya tetraploid (4n) gibi 3 veya daha fazla haploid kromozom katına sahip bir başkasıyla birlikte bulunur.

İnsanlarda triploidiler ve tetraplodia uzun vadede yaşayamaz. Çoğu vakada doğumda veya doğumdan birkaç gün sonra ölüm bildirilmiştir, bir aydan az ila en fazla 26 ay arasında değişir.

Bitkilerde poliploidi

Aynı çekirdekte birden fazla genomun varlığı, bitkilerin kökeni ve evriminde önemli bir rol oynamıştır ve bitki türleşmesi ve evriminde belki de en önemli sitogenetik değişikliktir. Bitkiler, hücre başına ikiden fazla kromozom setine sahip hücrelerin bilgisine açılan kapıydı.

Kromozomal sayımların başlangıcından itibaren, çok çeşitli yabani ve kültür bitkilerinin (en önemlilerinden bazıları dahil) poliploid olduğu gözlemlendi. Çoğu eğrelti otları (% 95) ve çok çeşitli yosunlar gibi, anjiyospermlerin (çiçekli bitkiler) bilinen türlerinin neredeyse yarısı poliploiddir.

Açık tohumlu bitkilerde poliploidi varlığı nadirdir ve anjiyosperm gruplarında oldukça değişkendir. Genel olarak, poliploid bitkilerin, diploid atalarının yapamadığı habitatları işgal edebildikleri için oldukça uyumlu oldukları belirtilmiştir. Ayrıca, daha fazla genomik kopyaya sahip poliploid bitkiler daha fazla "değişkenlik" biriktirir.

Bitkiler içinde, belki de allopoliploidler (doğada en yaygın olanı) birçok grubun türleşmesinde ve adaptif radyasyonunda temel bir rol oynamıştır.

Bahçıvanlık gelişimi

Bitkilerde poliploidi, birkaç farklı fenomenden kaynaklanabilir, belki de en sık görülen, diploid gametlere neden olan mayoz süreci sırasında yapılan hatalardır.

Kültür bitkilerinin% 40'ından fazlası poliploiddir, bunların arasında yonca, pamuk, patates, kahve, çilek, buğday ve diğerlerinin yanı sıra evcilleştirme ve bitkilerin poliploidi arasında bir ilişki yoktur.

Kolşisin, poliploidi indüklemek için bir ajan olarak uygulandığından, ekin bitkilerinde temel olarak üç nedenden dolayı kullanılmıştır:

-Poliploidlerde genellikle daha fazla sayıda hücre olması nedeniyle dikkate değer bir "gigabayt" büyümesinin olduğu bir fenotip olduğundan, daha iyi bitkiler elde etme girişimi olarak belirli önemli türlerde poliploidi oluşturmak. Bu, bahçecilikte ve bitki genetiğinin iyileştirilmesi alanında dikkate değer ilerlemeler sağlamıştır.

- Hibritlerin poliploidizasyonu ve bazı türlerin yeniden tasarlanıp sentezlenmesini sağlayacak şekilde doğurganlıklarını geri kazanmaları için.

-Ve son olarak, farklı derecelerde ploidi olan türler arasında veya aynı tür içinde gen aktarmanın bir yolu olarak.

Bitkilerdeki örnekler

Bitkiler içinde, çok önemli ve özellikle ilginç olan doğal bir poliploid ekmeklik buğday, Triticum aestibum'dur (hexaploid). Çavdarın yanı sıra, buğdayın yüksek üretkenliğine ve büyük potansiyele sahip çavdar sağlamlığına sahip bir allopoliploid olan "Triticale" adlı poliploid kasıtlı olarak inşa edildi.

Kültür bitkilerinin içindeki buğday, dikkat çekici derecede önemli olmuştur. Allopoliploidi ile evrimleşmiş 14 buğday türü vardır ve bunlar üç grup oluştururlar; biri 14, diğeri 28 ve sonuncusu 42 kromozomdur. İlk grup, T. monococcum ve T. boeoticum cinsinin en eski türlerini içerir.

İkinci grup 7 türden oluşur ve görünüşe göre T. boeoticum'un Aegilops adlı başka bir cinsten yabani bir bitki türü ile melezlenmesinden kaynaklanır. Çaprazlama, kromozom duplikasyonu yoluyla verimli bir allotetraploid ile sonuçlanabilen güçlü bir steril hibrit üretir.

42 kromozomlu üçüncü grup, muhtemelen bir tertraploid türünün başka bir Aegilops türü ile melezlenmesi ve ardından kromozomal tamamlayıcının bir kopyası ile ortaya çıkan ekmeklik buğdayın bulunduğu yerdir.

Referanslar

1. Alcántar, JP (2014). Poliploidi ve evrimsel önemi. Eksiklik ve Teknoloji Sorunları, 18: 17-29.
2. Ballesta, FJ (2017). Canlı doğan, tam tetraploidi veya triploidi olan insan vakalarının varlığıyla ilgili bazı biyoetik hususlar. Studia Bioethica, 10 (10): 67-75.
3. Castro, S. ve Loureiro, J. (2014). Poliploid bitkilerin kökeni ve evriminde üremenin rolü. Ecosistemas Dergisi, 23 (3), 67-77.
4. Freeman, S ve Herron, JC (2002). Evrimsel Analiz. Pearson Education.
5. Hichins, CFI (2010). Mitokondriyal sitokrom b dizilerinin analizine dayanan tetraploid kemirgen Tympanoctomys barriere'nin (Octodontidae) genetik ve coğrafi kökeni (Doktora tezi, Ekoloji Enstitüsü).
6. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Zoolojinin Bütünleşik Prensipleri. New York: McGraw-Hill. 14 ^inci Baskı.
7. Pimentel Benítez, H., Lantigua Curz, A. ve Quiñones Maza, O. (1999). Diploid-tetraploid miksoidi: ortamımızdaki ilk rapor. Küba Pediatri Dergisi, 71 (3), 168-173.
8. Schifino-Wittmann, MT (2004). Poliploidi ve yabani ve kültür bitkilerinin kökeni ve evrimi üzerindeki etkisi. Brezilya agrociencia dergisi, 10 (2): 151-157.
9. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H ve Lewontin, RC (1992). Genetik Analize Giriş. McGraw-Hill Interamericana. 4 ^inci Baskı.