Садржај
- Како функционише ДНК?
- Шта су хомологни хромосоми?
- Разумевање сетова хромосома
- Шта значе хаплоидни и диплоидни?
- Зашто су диплоидне ћелије важне?
- Зашто су хаплоидне ћелије важне?
- Диплоид вс Триплоидни организми
- Наизменично генерација у биљкама
- Фазе у ћелијској дивизији
- Погрешни одељења ћелије
Деоксирибонуклеинска киселина (ДНК) је плава за живот. Унутар језгра микроскопске еукариотске ћелије, хромосомска ДНК чува сва упутства потребна за прављење пуноправног одраслог организма.
Нуклеарна ДНК је организована у хромозоме; људи имају 46 укупно по ћелији. Хаплоид вс. диплоидни "хромозом" се односи на број хромозома и хромозомске скупове присутне у ћелији.
Како функционише ДНК?
ДНК се састоји од четири хемијске базе: аденин (А), гванин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). Аденински парови са тимином (А-Т) и пари цитозина с гванином (Ц-Г). Базе се везују за молекул шећера и фосфата, формирајући нуклеотиде распоређене у двострукој спиралној молекули ДНК. Секвенција нуклеотида говори ћелијама шта да раде.
Сваки ланац ДНК копира се током деобе ћелија. Језгро неће давати сигнал за поделу све док генетски материјал не буде јак хроматин је завршио копирање. Сестринске хроматиде кондензовати и поставити се у средини ћелије. Вретенаста влакна раздвајају хромозоме, а две кћерне ћелије резултат процеса митоза.
Шта су хомологни хромосоми?
Хомологни хромосоми су парови хромозома који су сличних величина и облика; један сет наслеђује од мајке, а други сет од оца.
Ови хомолози имају исте гене на истој локацији, иако се алели гена на хромозомима мало разликују. Замјена гена се јавља у мејози, због чега браћа и сестре могу имати различиту боју очију и косе.
Разумевање сетова хромосома
Дефиниције речи у уводној ћелијској биологији пружају чврст темељ за разумевање напредније генетике. Терминологија у почетку делује мало збуњујуће, али има више смисла када видите како се све то уклапа. Необичне ријечи попут "плаиди" добро су полазиште за роњење у проучавању ДНК и животног циклуса ћелије.
Плоиди "Хромосом" се односи на број хромозома присутних у ћелији. Једноставни организми попут бактерија имају само ланчић ДНК уместо линеарних хромозома. Вишећелијски животни облици имају скупове хомологних хромозома који се реплицирају у језгру, упарују и дијеле током митозе и мејозе.
Хаплоид ћелије, симболизоване променљивом н, поседују један скуп хромозома. Гамете или полне ћелије су хаплоидне. Бактерије могу бити хаплоидни организми. Хромосоми у хаплоидним ћелијама садрже један генски алел (копију) за одређену особину.
Диплоид ћелије, симболизоване са 2н, поседују два низа хромозома. Соматске (телесне) ћелије су диплоидне. Хромосоми садрже два алела гена (копије) за наследне особине. Две хаплоидне гамете резултирају диплоидном зиготом.
Такође ћете прочитати о томе полиплоидни ћелије, које су друге плоидије као што су триплоид (3н) и хекаплоид (6н) у биљкама и животињама. На пример, неке врсте култивисане пшенице имају три сета хромозома (3н) или чак шест комплета хромозома (6н). Додатне копије хромозома су корисне за неке организме, али могу бити и фаталне за друге, у зависности од тога како регулишу гени.
Шта значе хаплоидни и диплоидни?
Животне фазе ћелије укључују интерфазу, ћелијску поделу, цитокинезу и смрт. Као део животног циклуса, ћелија се може делити асексуално митозом или сексуално кроз мејозу. Једноставнији тип ћелијске поделе је митоза која не укључује рекомбинацију гена.
Диплоидне ћелије имају два сета хромозома (2н). То значи да постоје два хомолошка хромозома у свакој ћелији. Већина соматских ћелија у телу је диплоидна. Диференциране соматске ћелије (2н) расту и деле се митозом у ћерке (2н).
Хаплоидне ћелије имају један скуп хромозома (н), што значи да нема хомологних хромозома. Само један сет је присутан. Репродуктивне ћелије су хаплоидне и носе половину броја хромозома као соматске диплоидне ћелије. Када се две хаплоидне гамете споје, формирају диплоидну ћелију која може расти митозом.
Зашто су диплоидне ћелије важне?
Већина ћелија у телу је диплоидна. У људи то значи да имају два низа од 23 хромозома у језгру ћелије. Нерепродуктивне ћелије, које се такође називају соматске ћелије, садрже све ваше хромозомске генетске информације - не само половину. Диплоидне ћелије врше већину телесних функција.
Диплоидне ћелије размножавају се митозом, стварајући две идентичне ћелијске ћерке. Митоза је средство за брзу и ефикасну несексуалну деобу ћелија. Митоза је посебно важна за раст ћелија и зарастање ткива. Епителне ћелије се непрестано разливају и замењују захваљујући митози.
Зашто су хаплоидне ћелије важне?
Хаплоидне ћелије су важне за сексуалну репродукцију. Живи организми су прилагодили бројне паметне начине да обезбеде опстанак врсте чак и у најсуровијим срединама. Хаплоидни организми имају један сет хромозома и размножавају се само асексуално. Људи имају хаплоидне репродуктивне ћелије.
Хаплоидне ћелије настају мејозом и садрже само један сет хромозома. Током репродукције две се хаплоидне ћелије (јајовод и сперма) спајају. Сваки пружа један сет хромозома за стварање диплоидне ћелије. Развој ембриона се одвија под условима који погодују расту.
Људски геном се састоји од 46 хромозома; 23 хромозома пореклом од мајке и 23 од оца. Сексуална репродукција кроз мејозу ствара варијације унутар популације која неке организме чини прикладнијима него други да би се носили са превладавајућим условима. Ако се гени не би рекомбиновали у мејози, нова биљка или животиња била би клон.
Диплоид вс Триплоидни организми
Многи триплоидни организми могу прилично добро постојати са додатним хромозомима. Лосос, саламандери и златне рибице спадају у триплоидне животињске врсте које поседују три сета хромозома. Остриге које се продају као храна имају два или три сета кромосома.
Триплоидне остриге су посебно укусне, брзо растуће и отпорне на болести. Међутим, такође су стерилне.
Рибарство је првобитно изазвало триплоидију излагањем хемикалијама, топлоти или притиску. Научници из Рутгерса су тада развили тетраплоидне остриге које би могле оплодити диплоидне јајашке остриге да би се произвеле комерцијалније пожељније триплоидне остриге. Процес је без хемикалија и не укључује модификацију гена.
Наизменично генерација у биљкама
Животни циклуси биљака могу да укључују и хаплоидни и диплоидни стадијум. На пример, диплоидне папрати које расту у шуми ослобађају хаплоидне споре у ваздух са доње стране листова. Споре се развијају у биљкама гаметофита са репродуктивним деловима који стварају хаплоидну сперму и јајашце.
У присуству влаге за покретљивост, сперма оплођује јаје, а зигота (диплоидна ћелија) митозом расте у нову папрати.
Фазе у ћелијској дивизији
Организми се могу широко категорисати као еукариотски или прокариотски у великој мери на основу тога да ли је присутно језгро које садржи ДНК. У еукариотским организмима, ДНК и хистони (протеини) вијугају заједно, формирајући хромозоме.
Сваки хромосом у диплоидној ћелији је део хомологног пара. Репродуктивне клице су диплоидне попут соматских ћелија све док не прођу редукционистички процес мејозе да би формирале сперму и јаје.
Хромосоми се реплицирају у првом стадију мејозе и постају сестринске хроматиде спојене заједно центромере. Даље, сестринске хроматиде налазе свој хомологни пандан и размењују делове ДНК пре него што се матична ћелија подели у две хаплоидне ћерке. У другом стадију мејозе, хромозоми у кћеринским ћелијама се деле, што ствара четири хаплоидне ћелије.
Погрешни одељења ћелије
Иако се грешке у хромозомској репликацији и одвајању углавном исправљају на контролним тачкама подела ћелије, озбиљне грешке се још могу догодити, проузрокујући мутације, туморе или оштећење гена.
Када се хромозоми не раздвоје правилно, једна ћелија може завршити додатним хромосомом. Ово може изазвати генетске поремећаје. На пример, ако имате додатну копију хромозома 21, имате нешто што се назива Довнов синдром.
Организми који наслеђују хромозоме од две различите врсте обично имају атипичан број хромозомских сетова и могу бити стерилни.