MONOPLOIDIJA: KAKO SE JAVLJA, ORGANIZMI, UČESTALOST I KORISNOST - BIOLOGIJA - 2026

Monoploidía se odnosi na broj kromosoma koji je osnovni kromosom (x), u organizmu, To znači da se homologni parovi ne nalaze u kromosomskom skupu. Monoloidija je karakteristična za haploidne (n) organizme u kojima postoji samo jedan kromosom za svaki tip.

Monoploidni organizam nosi jedan skup kromosoma kroz veći dio svog životnog ciklusa. U prirodi su čitavi organizmi s ovom vrstom euploidije rijetki. Suprotno tome, poliploidija je mnogo rasprostranjenija vrsta euploidije u višim organizmima poput biljaka.

Izvor: pixabay.com

Poliploidija je posjedovanje nekoliko setova homolognih kromosoma u genomu. Tada mogu postojati triploidni organizmi (3n), tetrapolidi (4n) i tako dalje, prema broju kompletnih kompleta prisutnih u staničnoj jezgri.

S druge strane, prema podrijetlu kromosoma, poliploidni pojedinac može biti autopoliploidni (autoploidni) kada su kromosomske zadužbine iz jedne vrste ili alopoliploidni (aloploidni) kada potječu od nekoliko evolucijski bliskih vrsta.

Monoploidija i haploidija

Monoploidiju ne treba miješati s postojanjem haploidnih stanica. Haploidni broj (n) koji se koristi u mnogim prilikama za opisivanje kromosomskog opterećenja, strogo se odnosi na broj kromosoma u gametama koji su ženske ili muške reproduktivne stanice.

Kod većine životinja i mnogih poznatih biljaka monoploidni broj podudara se s haploidnim brojem, pa se "n" ili "x" (ili na primjer 2n i 2x) mogu koristiti naizmjenično. Međutim, u vrstama poput pšenice, koja je heksaplodna vrsta, ti se termini kromosoma ne podudaraju.

U pšenici (Triticum aestivum) monoploidni broj (x) ne podudara se s haploidnim brojem (n). Pšenica ima 42 kromosoma i također je heksaplodna vrsta (alopoliploid), jer njeni kromosomski setovi ne potječu od jedne roditeljske vrste); Ova vrsta ima šest skupina od sedam prilično sličnih, ali ne istih kromosoma.

Tako je 6X = 42, što ukazuje da je monoploidni broj x = 7. S druge strane, gamete pšenice sadrže 21 kromosom, tako da je 2n = 42 i n = 21 u svojstvu kromosoma.

Kako se to događa?

U zametnim stanicama monoploidnog organizma mejoza se obično ne javlja jer kromosomi nemaju svoje pandante s kojima bi se parili. Iz tog razloga monoploidi su obično sterilni.

Mutacije uslijed pogreške u odvajanju homolognih kromosoma tijekom mejoze glavni su razlog postojanja monoploida.

Monoloidni organizmi?

Monoploidni pojedinci mogu se prirodno pojaviti u populaciji kao rijetke pogreške ili aberacije. Kao monoploidni pojedinci mogu se smatrati gametofitske faze nižih biljaka i mužjaka organizama seksualno određenih haploidijom.

Potonji se pojavljuje u mnogim redovima insekata, uključujući hymenoptera s kastama (mravi, osi i pčele), homoptere, trnovitke, koleoptere i nekim skupinama pauka i rotifikata.

U većini ovih organizama mužjaci su normalno monoploidni, jer potječu od neoplođenih jajašaca. Monoploidni organizmi obično se sprečavaju da daju plodno potomstvo, međutim, u većini njih proizvodnja gameta odvija se normalno (mitotičkom podjelom), jer su već prilagođeni.

Monoploidija i diploidija (2n) nalaze se u čitavim kraljevstvima životinja i biljaka, a te su uvjete doživjeli tijekom svojih normalnih životnih ciklusa. Na primjer, kod ljudske vrste, dio životnog ciklusa odgovoran je za nastanak zigote, iako su diploidni organizmi, stvaranje monoploidnih stanica (haploidnih).

Isto se događa u većini viših biljaka u kojima pelud i ženske gamete imaju monoploidne jezgre.

Učestalost monoploidije

Haploidni pojedinci se, kao nenormalno stanje, javljaju češće u biljnom kraljevstvu nego životinjsko carstvo. U ovoj posljednjoj skupini stvarno je malo referenci na prirodnu ili uzrokovanu monoploidiju.

Čak i u nekim organizmima tako opsežno proučenim drosophilom, haploidi nikada nisu pronađeni. Međutim, pronađeni su diploidni pojedinci s nekim haploidnim tkivima.

Ostali slučajevi monoploidije opisani u životinjskom carstvu su salamanderi inducirani razdvajanjem ženke gamete u razdoblju između ulaska sperme i fuzije dvaju pronukleusa.

Uz to, postoje neki vodeni gušteri dobiveni tretmanom na niskim temperaturama, u raznim vrstama žaba, poput Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata i R. rugosa, dobivene oplodnjom ženki spermom tretiranom UV ili kemijskim tretmanima, Mogućnost da monoploidna životinja dostigne punoljetnost vrlo je mala, zbog čega ovaj fenomen može biti nezanimljiv u životinjskom carstvu. Međutim, za ispitivanje djelovanja gena u ranim fazama razvoja, monoploidija može biti korisna, jer se geni mogu očitovati kada su u hemisiznom stanju.

Korisnost monoploidnih organizama

Monoloidi igraju važnu ulogu u trenutnim pristupima genetskom poboljšanju. Diploidija predstavlja prepreku kada je u pitanju induciranje i odabir novih mutacija u biljkama i novih kombinacija gena koji su već prisutni.

Da bi se recesivne mutacije izrazile, moraju se učiniti homozigotnima; povoljne kombinacije gena u heterozigotima uništavaju se tijekom mejoze. Monoloidi omogućuju rješavanje nekih od ovih problema.

U nekim se biljkama monoploidi mogu proizvesti umjetno iz proizvoda mejoze u prašinama biljke. Oni se mogu podvrgnuti hladnim tretmanima i dodijeliti ono što bi bilo peludno zrno embridu (mala masa stanica koje dijele). Ovaj zametak može rasti na agaru i tako će nastati monoploidna biljka.

Jedna primjena monoploida je traženje povoljnih kombinacija gena, a zatim iz sredstava poput kolhicina nastaje homozigotni diploid sposoban stvoriti održiva sjemena homozigotnim linijama.

Druga korisnost monoploida je da se njihove stanice mogu tretirati kao da su populacija haploidnih organizama u procesima mutageneze i selekcije.

Reference

1. Jenkins, JB (2009). Genetika Ed., Preokrenuo sam se.
2. Jiménez, LF, i Merchant, H. (2003). Stanična i molekularna biologija. Pearsonovo obrazovanje
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. i Eisenhour, DJ (2008). Integrirani principi zoologije. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
4. Lacadena, JR (1996). Citogenetika. Urednički saučesnik.
5. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H & Lewontin, RC (1992). Uvod u genetsku analizu. McGraw-Hill Interamericana. 4 ^th Edition.