Презентация: Полиплоидия и получаване на полиплоиди

Резюме по темата

Изготвил С. Удинцова, 11 "Б"

През 1892 г. руският ботаник И.И. Герасимов изследва ефекта на температурата върху клетките на зелените водорасли Спирогира и открива удивително явление - промяна в броя на ядрата в клетката. След излагане на ниски температури или хипнотици (хлороформ и хлоралхидрат), той наблюдава появата на клетки без ядра, както и с две ядра. Първият скоро умря и клетките с две ядра успешно се деляха. При броене на хромозомите се оказа, че има два пъти повече от тях в обикновените клетки. Така че е открита наследствена промяна, свързана с мутация на генотипа, т.е. целия набор от хромозоми в клетката. Той получи името полиплоидия, а организмите с увеличен брой хромозоми са полиплоиди.

В природата съществуват добре установени механизми, които осигуряват запазването на постоянството на генетичния материал. Всяка клетка-майка, когато се разделя на две дъщерни клетки, разпределя стриктно наследственото вещество по равно. По време на половото размножаване се образува нов организъм в резултат на сливането на мъжките и женските гамети. За да се запази постоянството на хромозомите на родителите и потомството, всяка гамета трябва да съдържа половината от броя на хромозомите на нормална клетка. И всъщност има намаляване наполовина на броя на хромозомите или, както учените наричат ​​редукционно клетъчно делене, при което само една от двете хомоложни хромозоми попада във всяка гамета. И така, гаметата съдържа хаплоиден набор от хромозоми - т.е. по един от всяка хомоложна двойка. Всички соматични клетки са диплоидни. Те имат два комплекта хромозоми, единият от тялото на майката, а другият от тялото на бащата. Полиплоидията се използва успешно в развъждането.

Феноменът на промяна в броя на хромозомите в клетката се нарича полиплоидия.

Някои дефиниции: хаплоиден (n) набор от хромозоми е набор, в който е представен само един от всяка двойка хомоложни хромозоми. Той носи част от наследствената информация на родителите. Събирането на гени в хаплоиден набор се нарича ген. Полиплоидията възниква в следните случаи:

1. Неравномерно отклонение на хромозомите до полюсите в анафазата.

2. Ядрено делене без клетъчно делене.

3. Удвояване на хромозомите без тяхното разделяне поради факта, че центромерите губят свойството на взаимно отблъскване.

Организмите, при които е настъпило размножаването на цели хаплоидни набори, се наричат ​​самите полиплоиди или евплоиди. Полиплоидите, при които броят на хромозомите не е кратен на хаплоидния, се наричат ​​хетероплоиди или анеуплоиди. Ако един организъм има n = 4 хромозоми, 2n = 8, тогава тетраплоидът има 16 хромозоми. Ако диплоидът е бил хомозиготен, тетраплоидът също ще бъде хомозиготен. Ако диплоидът е бил хетерозиготен, тетраплоидът също е хетерозиготен.

Полиплоидизацията може да възникне в резултат на митоза - това е соматична полиплоидия.

Ако дублирането на геноми се случи при първото разделяне на зиготата, такава полиплоидия се нарича мейотична и всички клетки на ембриона ще бъдат полиплоидни.

Г. Уинклер (1916) - описва за пръв път полиплоидите на доматите и нощниците. Към днешна дата е установено, че 1/3 от всички покритосеменни растения са полиплоиди. Група сродни видове, при които наборите хромозоми съставляват поредица от нарастващо многократно увеличение на броя на хромозомите, се нарича полиплоидна поредица. Помислете за таблицата по-долу.

Основният хаплоиден брой хромозоми.

Броят на хромозомите във видовете от даден род.

14, 21, 28, 35, 42, 56, 70

14, 28, 42, 56, 70, 84, 98

48, 56, 64, 72, 80, 96, 112, 120

18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81, 90

20, 40, 60, 80, 100, 120, 200

Таблица 1. Полиплоидни серии в покритосеменни растения.

Соматичната полиплоидия е често срещана при всички видове и зиготична, главно при растенията. При животните се среща при червеи (глисти и аскариди), а също и много рядко при някои земноводни. Частичната полиплоидизация на клетките на някои тъкани е много широко разпространена. Характерна е за всички изучавани класове животни и растения. Например при бозайниците много полиплоидни клетки се намират в черния дроб, сърцето, сред пигментните клетки.

Изкуствено производство на полиплоиди.

Човекът използва полиплоидия от дълго време за разработване на високопродуктивни сортове селскостопански растения. Отначало това се правеше несъзнателно: те просто умножиха най-големите екземпляри, давайки много зърно или особено големи плодове. С появата на генетиката стана ясно, че такива гиганти са естествени полиплоиди и следователно техният подбор е изолиране на полиплоиден сорт от прародинен, диплоиден вид. Тогава полиплоидите започнаха да се размножават.

Всички фактори, влияещи върху митозата и мейозата, могат да причинят полиплоидия: температурни промени, радиационни ефекти, лекарствени ефекти, механични ефекти - прищипване, обезглавяване (премахване на точката на растеж на стъблото при растенията). Особено популярен е колхицинът - алкалоид, изолиран от есенното растение колхикум - Колхикум есенно. Колхицинът се третира с точки за растеж на растенията или се инжектира във животни във воден разтвор.

Колхицинът парализира механизма на разделяне на хромозомите до полюсите, но не пречи на тяхното размножаване.

При растенията има друг, по-рядък метод на хромозомно видообразуване - чрез хибридизация с последваща полиплоидия. Близкородните видове често се различават по своите хромозомни набори и хибридите между тях са безплодни поради нарушаването на узряването на половите клетки. Хибридните растения обаче могат да съществуват доста дълго време, като се размножават вегетативно. Полиплоидната мутация "възстановява" способността на хибридите да се размножават по полов път. По този начин - чрез хибридизацията на тръна и череша слива с последваща полиплоидия - възникна културната слива.

Полиплоидията се използва от животновъдите за получаване на междувидови хибриди и за тяхното фиксиране. Не е тайна, че този метод е много обещаващ: при растенията полиплоидите имат по-голяма маса вегетативни органи, имат по-големи плодове и семена. Тези растения се адаптират по-добре и оцеляват по-често. Много култури са естествени полиплоиди: пшеница, картофи, сортове полиплоидна елда, захарно цвекло са разработени.

1. "Обща и молекулярна генетика", лекционен курс за студенти 3-ти курс, I.F. Жимулева, 2001.

2. Биологичен енциклопедичен речник на млад биолог, Москва "Педагогика", 1986 г.