Poliploidalność – przyczyny i rodzaje

Apomiksja, hybrydyzacja i poliploidalność są charakterystycznymi procesami, które częściej występują u roślin w porównaniu ze zwierzętami.
Poliploidalność odnosi się do obecności trzech lub więcej zestawów chromosomów w jednym organizmie. Zjawisko to występuje głównie u roślin, a u zwierząt jest rzadkie. Kilka z gatunków zwierząt, które wykazują poliploidalność to dżdżownice, niektóre gatunki ryb, jaszczurki, płazy i niektóre owady.
Przyczyny poliploidalności
Główną przyczyną poliploidalności jest znaleziony do non disjunction siostrzanych chromatyd podczas mejotycznych wydarzeń rekombinacji. Przed mejozą liczba chromosomów podwaja się, po czym następuje rozdzielenie chromosomów podczas tworzenia gamet. Autopoliploidy wynikają z niepowodzenia segregacji chromosomów podczas tworzenia gamet. Podwajanie somatyczne w merystemach wierzchołkowych jest inną przyczyną i wynika z podziałów mitotycznych. llopoliploidy powstają, gdy dochodzi do hybrydyzacji między różnymi zestawami genomów. Początkowe hybrydowe produkty diploidalne z różnymi zestawami chromosomów są zwykle sterylne i genetycznie niestabilne. Jednakże, może to ulec mejozie, przed którą podwaja chromosomy i istnieją szanse na stworzenie genetycznie stabilnej poliploidalności.
Sztuczne wytwarzanie poliploidalności okazało się przydatne zarówno w badaniach, jak i celach gospodarczych. Kolchicyna, substancja chemiczna, która zakłóca tworzenie spidli mejotycznych jest szeroko stosowana. Znalazła ona szerokie zastosowanie w rozwoju nowszych odmian roślin uprawnych. rzyżówki pomiędzy genotypami ploidalnymi dały początek sterylnemu potomstwu, które ma wartość gospodarczą ze względu na swoje części wegetatywne. Odmiany banana, trawy bermudzkiej itp. pochodzą z krzyżówek gatunków diploidalnych i tetraploidalnych. Powstałe w ten sposób potomstwo jest zależne od rozmnażania klonalnego.
Typy poliploidalności
Istnieją głównie dwa typy poliploidalności – autopoliploidalność i allo(amphi)poliploidalność. Istnieją różne typy w ramach każdego z tych głównych podziałów.
1.Autopoliploidalność to obecność wielu zestawów chromosomów pochodzących z jednego genotypu. Ten typ wynika głównie z somatycznego podwojenia albo w zygotach lub komórek apikalnego regionu merystemu. Ponieważ wiąże się to z podwojeniem istniejącej liczby chromosomów, wynikowa ploidalność jest zawsze parzysta. Chromosomy są podobne i stąd może prowadzić do wielowartościowego łączenia w pary w mejozie. Relacja alleliczna jest trudna do rozszyfrowania, co czyni analizę genetyczną nieco skomplikowaną.
a.Ścisłe autopoliploidy powstają w wyniku podwojenia genomu u tego samego osobnika
b.Międzyrasowe autopoliploidy są wynikiem krzyżowania się różnych osobników o podobnym genotypie.
Przykłady:
Ziemniak, lucerna (4x), burak cukrowy (3x), maniok (4x), itp.
2. allopoliploidalność jest wynikiem różnych genotypów. Wynika to głównie z wydarzeń rekombinacji mejotycznej. Genotypy mogą być różne, a wynikowy zestaw może być parzysty lub nieparzysty. Typ ploidalności można rozróżnić analizując wzór rekombinacji mejotycznej i segregacji chromosomów. Wielowarto¶ciowe chromosomy występuj± w autoploidzie, natomiast dwuwarto¶ciowe w allopoliploidzie. Ten warunek parowania dwuwartościowego zwiększa odsetek płodnych potomków w allopoliploidach.
a.Segmentalna allopoliploidalność wynika z hybrydyzacji między różnymi ekosferami w tym samym cenospecyficznym gatunku. Cenospecies to organizmy różnych gatunków, które mogą się jeszcze krzyżować między sobą. Genomy mają częściową lub segmentalną homologię, która jest wystarczająca, by spowodować sterylność u powstałego potomstwa.
b. Kompletne allopoliploidy powstają w wyniku hybrydyzacji między różnymi genotypami i mają kompletny zestaw chromosomów od każdego z rodziców.
c.Prawdziwe lub genomowe poliploidy pochodzą z hybrydyzacji rodziców o odmiennych zestawach genomów. . Autoallopoliploidy to poliploidy, które mają cechy zarówno autopoliploidów, jak i allopoliploidów. Posiada zduplikowane gatunki jednego gatunku wraz z co najmniej jednym zestawem genomów innego gatunku. Zazwyczaj co najmniej 2 zestawy genomów są zaangażowane w wyniku tworzenia tetraploidów. neuploidy są tworzone przez zysk lub utratę pojedynczego chromosomu. . Paleodiploidy to starożytne gatunki poliploidalne, które w historii ewolucji stały się diploidalne. Charakteryzują się one dużą liczbą chromosomów i są przydatne w rozszyfrowywaniu historii ewolucji.
4.Neopoliploidy są nowo utworzone allo i autopoliploidalne gatunki. eria ploidalna to taka, która ma kilka poziomów w obrębie tego samego gatunku. Seria może być nieparzysta lub parzysta, jeśli chodzi o liczbę zestawów chromosomów, które posiada. Seria aneuploidalna jest jednym z takich następstw allopoliploidów o różnej liczbie chromosomów. Czasami poliploidy tracą jeden lub więcej chromosomów, co prowadzi do powstania zmodyfikowanej serii poliploidalnej, którą określa się mianem spadku poliploidalności.
Przykłady
Bawełna (6x), owies (6x), pszenica (4x lub 6x), soja (4x), tytoń (4x) i kawa (4x).
Znaczenie poliploidalności
-Poliploidalność została uznana za jedną z głównych przyczyn ewolucji/specjacji.
-Poprawia wigor i wielkość roślin uprawnych. Zjawisko to jest podobne do heterozji i jest fenomenalne w rozwoju gospodarczo ważnych upraw i roślin kwitnących.
O autorze / Dodatkowe informacje: