Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Диплоидный набор хромосом: понятие и особенности формирования
Содержание:
- 07 января 2024
- 7 минут
- 447
Диплоидный набор хромосом
Понятие диплоидного набора хромосом
Под диплоидным набором хромосом понимают кариотип.
Термин «кариотип» произошел от греческих слов, обозначающих ядро (karyon) и форму (typhe).
В 1924 году отечественный цитолог Г. А. Левитанский ввел этот термин в общенаучный обиход.
Человеческий кариотип включает 46 хромосом (в норме): 22 пары этих хромосом — это аутосомы, а еще две хромосомы — гаметы или гетерохромосомы.
Есть определение диплоидного набора хромосом как совокупности хромосом, которая характерна для всех соматических клеток, включенных в состав организма представителей разнообразных биологических видов.
Расположение хромосом — попарное.
В ходе мейоза происходит обмен участками между гомологичными хромосомами или бивалентами. В результате кроссинговера возникает разнообразие генетического материала. Лучше понять суть диплоидного набора хромосом помогает определение термина плоидность.
Плоидность — это количество хромосомных наборов, содержащееся в ядрах клеток.
Кариотипы живых организмов содержат парные и непарные хромосомы. Соматические клетки отличаются диплоидным набором хромосом, парными по своей структуре. В отличие от него, гаплоидный набор хромосом состоит из непарных структурно-функциональных компонентов, входящих в состав половых клеток.
Интересно, что диплоидный и гаплоидный наборы хромосом могут находиться в одном и том же организме одновременно.
Так как такое присутствие характерно для полового процесса, происходит чередование гаплоидной и диплоидной фаз. Диплоидный набор хромосом образует гаплоидный — при помощи процесса деления. После этого хромосомный набор восстанавливается до диплоидного.
У зиготы, как у продукта оплодотворения, характеризуется диплоидным набором хромосом. Исключения — анзуплоидные, гаплоидные и полиплоидные клетки.
Иногда набор структурно-функциональных единиц нарушается. Это приводит к различным отклонениям:
- синдрому Дауна;
- инверсии хромосом;
- неизлечимые генетические заболевания (если развитие организма нарушается на хромосомном уровне).
В результате жизнеспособность новорожденных снижается, возникают отклонения в интеллектуальном развитии. Дети с аномалиями хромосомного набора отстают в развитии, их органы не могут развиваться в соответствии с возрастом. Одна из задач современной медицины — поиск эффективных методов защиты клеток от возникновения аномального набора хромосом.
Причины генетического сбоя диплоидного набора хромосом:
- плохая экологическая обстановка;
- факторы наследства;
- несоответствие образа жизни критериям нормы;
- несоблюдение режима дня.
Как формируется диплоидный набор хромосом
Система развития диплоидного набора хромосом непредсказуема. Даже родители, ведущие здоровый образ жизни и проживающие в экологически чистом месте, не могут на 100% быть уверенны, что у них родятся здоровые дети.
Главное отличие диплоидной клетки от гаплоидной заключается в неодинаковом количестве хромосом в ядре. Воспроизведение гаплоидных клеток осуществляется при помощи мейоза, а диплоидных — при помощи митоза.
Диплоидный набор хромосом имеет определенными правила:
- правило постоянства числа хромосом. К примеру, соматические клетки человека содержат 46 хромосом, шимпанзе — 48 хромосом;
- правило парности хромосом. Согласно этому правилу, хромосомы диплоидного набора образуют пары. Относящиеся к одной паре гомологичные хромосомы похожи по размерам, форме, расположению центромер, набору генов, которые входят в набор. В этом случае одна хромосома из пары — от матери, а вторая — от отца;
- правило индивидуальности. Набор хромосом, присутствующих в одной паре, не может повториться в другой паре;
- правило непрерывности хромосом. Новые поколения не отличаются формой, строением и прочим от предыдущих. Это свидетельствует о том, что диплоидный набор хромосом сохраняется из поколения в поколение. Происходит этот процесс за счет способности ДНК к редупликации и удваиванию.
Из перечисленного выше следует, что кариотип — это также единство всех хромосом набора в соматической клетке, сходных между собой неизменяемыми размерами, формой, положением центромер.
Все хромосомы диплоидного набора включают в состав две хроматиды, содержащие по одной молекуле ДНК. К слову, каждая хроматида является копией этой молекулы. Распределение сестринских хроматид по дочерним клеткам происходит в ходе митоза. По этой причине хромосомы в клеточном цикле двуххроматидны от репликации до деления (речь идет о фазе цикла G2) и однохроматидны от деления до репликации (речь идет о фазе цикла G1).
Восстановление диплоидности клеток в жизненном цикле происходит за счет процесса оплодотворения или слияния гамет. Соотношение гаплоидной и диплоидной фаз у различных организмов разное.
Животным свойственна единственная диплоидная фаза. Для сравнения, хламидомонада имеет только диплоидную зиготу, которая мгновенно вступает в мейоз. У растений есть обе фазы развития: и гаплоидная, и диплоидная.
Отдельно стоит упомянуть мхи. На них происходит формирование органов полового размножения: антеридий (дают мужские гаметы) и архегоний (дают женские гаметы).
После того как произошло оплодотворение, диплоидный набор хромосом содержится в протонеме или «зеленой нити». Взрослые растения характеризуются коричневой диплоидной стадией. Это объясняется тем, что растение не содержит хлорофилл и не способно к фотосинтезу — диплоидная стадия живет за счет гаплоидной части растения.
В расширении, которое получило называние коробочка, многочисленные клетки делятся при помощи мейоза и образуют гаплоидные споры. Последние дают начало зеленым гаплоидным растениям. Но основании описанного выше, можно заключить, что основная стадия мхов — гаплоидная.
Возникновение диплоидного набора хромосом — результат стремления организмов к биологическому прогрессу. При этом формирование этого набора существенно различается у представителей крупных и небольших таксономических единиц.
Навигация по статьям
