MONOPLOIDIE: WIE ES AUFTRITT, ORGANISMEN, HÄUFIGKEIT UND NUTZEN - BIOLOGIE - 2025

Die Monoploidie bezieht sich auf die Anzahl der Chromosomen, die ein Grundchromosom (x) in einem Organismus ist; Dies bedeutet, dass die homologen Paare nicht im Chromosomensatz gefunden werden. Monoloidie ist charakteristisch für haploide (n) Organismen, bei denen es für jeden Typ nur ein Chromosom gibt.

Ein monoploider Organismus trägt während des größten Teils seines Lebenszyklus einen einzelnen Chromosomensatz. In der Natur sind ganze Organismen mit dieser Art von Euploidie selten. Im Gegensatz dazu ist Polyploidie eine weiter verbreitete Art der Euploidie bei höheren Organismen wie Pflanzen.

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Polyploidie ist der Besitz mehrerer Sätze homologer Chromosomen im Genom. Es können dann triploide Organismen (3n), Tetrapolide (4n) usw. vorhanden sein, je nach der Anzahl der vollständigen Sätze, die im Zellkern vorhanden sind.

Andererseits kann ein polyploides Individuum je nach Herkunft der Chromosomen autopolyploid (autoploid) sein, wenn die chromosomalen Begabungen von einer einzelnen Spezies stammen, oder allopolyploid (alloploid), wenn sie von mehreren evolutionär nahen Spezies stammen.

Monoploidie und Haploidie

Monoploidie sollte nicht mit der Existenz haploider Zellen verwechselt werden. Die haploide Zahl (n), die in vielen Fällen zur Beschreibung der Chromosomenbelastung verwendet wird, bezieht sich streng auf die Anzahl der Chromosomen in den Gameten, bei denen es sich um weibliche oder männliche Fortpflanzungszellen handelt.

Bei den meisten Tieren und vielen bekannten Pflanzen stimmt die monoploide Zahl mit der haploiden Zahl überein, daher kann "n" oder "x" (oder zum Beispiel 2n und 2x) austauschbar verwendet werden. Bei Arten wie Weizen, der eine hexaploide Art ist, stimmen diese Chromosomenterme jedoch nicht überein.

Bei Weizen (Triticum aestivum) stimmt die monoploide Zahl (x) nicht mit der haploiden Zahl (n) überein. Weizen hat 42 Chromosomen und ist auch eine hexaploide Spezies (allopolyploid), da seine Chromosomensätze nicht von einer einzigen Elternart stammen. Diese Art hat sechs Sätze von sieben ziemlich ähnlichen, aber nicht den gleichen Chromosomen.

Somit ist 6X = 42, was anzeigt, dass die Monoploidzahl x = 7 ist. Andererseits enthalten Weizenspiele 21 Chromosomen, also 2n = 42 und n = 21 in ihrer Chromosomenausstattung.

Wie passiert das?

In den Keimzellen eines monoploiden Organismus tritt normalerweise keine Meiose auf, da die Chromosomen keine Gegenstücke haben, mit denen sie sich paaren können. Aus diesem Grund sind Monoploide typischerweise steril.

Mutationen aufgrund von Fehlern bei der Trennung homologer Chromosomen während der Meiose sind der Hauptgrund für die Existenz von Monoploiden.

Monoloidale Organismen?

Monoploide Individuen können in Populationen auf natürliche Weise als seltene Fehler oder Aberrationen auftreten. Als monoploide Individuen können die gametophytischen Phasen niedrigerer Pflanzen und Männchen von Organismen betrachtet werden, die durch Haploidie sexuell bestimmt werden.

Letzteres kommt in vielen Insektenordnungen vor, einschließlich Hymenopteren mit Kasten (Ameisen, Wespen und Bienen), Homopteren, Thripsen, Koleopteren und einigen Gruppen von Spinnentieren und Rotiferen.

In den meisten dieser Organismen sind die Männchen normalerweise monoploid, da sie aus unbefruchteten Eiern stammen. Üblicherweise wird verhindert, dass monoploide Organismen fruchtbare Nachkommen hervorbringen. In den meisten Fällen erfolgt die Produktion von Gameten jedoch normal (durch mitotische Teilung), da sie bereits angepasst sind.

Monoploidie und Diploidie (2n) sind im gesamten Tier- und Pflanzenreich anzutreffen und erleben diese Bedingungen während ihres normalen Lebenszyklus. Bei der menschlichen Spezies ist beispielsweise ein Teil des Lebenszyklus, obwohl es sich um diploide Organismen handelt, dafür verantwortlich, monoploide Zellen (haploide) für die Erzeugung der Zygote zu erzeugen.

Das gleiche tritt in den meisten höheren Pflanzen auf, in denen Pollen und weibliche Gameten monoploide Kerne haben.

Häufigkeit der Monoploidie

Haploide Individuen treten als abnorme Erkrankung im Pflanzenreich häufiger auf als im Tierreich. In dieser letzten Gruppe gibt es wirklich nur wenige Hinweise auf natürliche oder verursachte Monoploidie.

Selbst in einigen Organismen, die so ausführlich mit Drosophila untersucht wurden, wurden Haploide nie gefunden. Es wurden jedoch diploide Individuen mit einigen haploiden Geweben gefunden.

Andere im Tierreich beschriebene Fälle von Monoploidie sind Salamander, die durch die Teilung des weiblichen Gameten in der Zeit zwischen dem Eintritt des Spermas und der Fusion der beiden Vorkerne induziert werden.

Darüber hinaus gibt es einige Wassereidechsen, die durch Behandlung mit niedrigen Temperaturen in verschiedenen Froscharten wie Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata und R. rugosa erhalten wurden, die durch Besamung von Frauen mit Spermien erhalten wurden, die mit UV- oder chemischen Behandlungen behandelt wurden .

Die Möglichkeit, dass ein monoploides Tier das Erwachsenenalter erreicht, ist sehr gering, weshalb dieses Phänomen für das Tierreich möglicherweise uninteressant ist. Um jedoch die Genwirkung in den frühen Entwicklungsstadien zu untersuchen, kann Monoploidie nützlich sein, da sich Gene manifestieren können, wenn sie sich in einem hemizygoten Zustand befinden.

Nützlichkeit monoploider Organismen

Monoloide spielen eine wichtige Rolle in aktuellen Ansätzen zur genetischen Verbesserung. Diploidie ist ein Hindernis, wenn es darum geht, neue Mutationen in Pflanzen und neue Kombinationen bereits vorhandener Gene zu induzieren und auszuwählen.

Damit rezessive Mutationen exprimiert werden können, müssen sie homozygot gemacht werden. günstige Genkombinationen in Heterozygoten werden während der Meiose zerstört. Monoloide ermöglichen es, einige dieser Probleme zu umgehen.

In einigen Pflanzen können Monoploide künstlich aus den Produkten der Meiose in den Staubbeuteln der Pflanze gewonnen werden. Diese können sich einer Kältebehandlung unterziehen und einem Embryode (kleine Masse sich teilender Zellen) ein Pollenkorn zuweisen. Dieser Embryo kann auf Agar wachsen und eine monoploide Pflanze entstehen lassen.

Eine Anwendung von Monoploiden besteht darin, nach günstigen Genkombinationen zu suchen und dann nach Mitteln wie Colchicin zu suchen, um ein homozygotes Diploid hervorzubringen, das in der Lage ist, lebensfähige Samen durch homozygote Linien zu produzieren.

Ein weiterer Nutzen von Monoploiden besteht darin, dass ihre Zellen so behandelt werden können, als wären sie eine Population haploider Organismen in den Prozessen der Mutagenese und Selektion.

Verweise

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