Innhold
- Hvordan fungerer DNA?
- Hva er homologe kromosomer?
- Forstå kromosomsett
- Hva betyr Haploid og Diploid?
- Hvorfor er Diploid-celler viktige?
- Hvorfor er Haploid celler viktige?
- Diploid vs. triploid organismer
- Vekslende generasjoner i planter
- Stadier i Cell Division
- Cell Division Missteps
Deoxyribonucleic acid (DNA) er det blå for livet. Inne i kjernen av en mikroskopisk eukaryotisk celle lagrer kromosomalt DNA alle instruksjonene som trengs for å lage en fullverdig voksen organisme.
Kjerne-DNA er organisert i kromosomer; mennesker har 46 totalt per celle. haploid vs. diploid refererer til antall kromosomer og kromosomsett som er tilstede i cellen.
Hvordan fungerer DNA?
DNA består av fire kjemiske baser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og timin (T). Adeninpar med tymin (A-T) og cytosinpar med guanin (C-G). Basene fester seg til et sukker- og fosfatmolekyl og danner nukleotider anordnet i et dobbeltstrenget helixmolekyl med DNA. Sekvensen av nukleotider forteller cellene hva de skal gjøre.
Hver DNA-streng kopierer seg selv under celledeling. Kjernen gir ikke signalet om å dele seg før genetisk materiale er i strengen kromatin er ferdig kopiert. Søster kromatider kondens og still opp midt i cellen. Spindelfibrer trekker kromosomene fra hverandre, og to datterceller er resultatet av prosessen med mitose.
Hva er homologe kromosomer?
Homologe kromosomer er kromosompar som er like i størrelse og form; det ene settet er arvet fra moren, og det andre settet fra faren.
Disse homologene har de samme generene på samme sted, selv om genalleler på kromosomene avviker litt. Genbytte forekommer ved meiose, det er slik søsken kan ha forskjellig øye- og hårfarge.
Forstå kromosomsett
Å lære orddefinisjoner i innledende cellebiologi gir et solid grunnlag for å forstå mer avansert genetikk. Terminologi virker litt forvirrende med det første, men det er mer fornuftig når du ser hvordan det hele passer sammen. Uvanlige ord som “ploidy” er et godt utgangspunkt når man dykker ned i studiet av en cells DNA og livssyklus.
ploidiundersøkelse refererer til antall kromosomer som er til stede i cellen. Enkle organismer som bakterier har bare en ringlet av DNA i stedet for lineære kromosomer. Flercellulære livsformer har sett med homologe kromosomer som replikerer i kjernen, pares sammen og deler seg under mitose og meiose.
haploid celler, symbolisert med variabelen n, har ett sett med kromosomer. Gameter eller kjønnsceller er haploide. Bakterier kan være haploide organismer. Kromosomer i haploide celler inneholder ett genallel (kopi) for en spesiell egenskap.
diploid celler, symbolisert med 2n, har to sett med kromosomer. Somatiske (kropp) celler er diploide. Kromosomer inneholder to genalleler (kopier) for arvelige egenskaper. To haploide gameter resulterer i en diploid zygote.
Du vil også lese om polyploid celler, som er andre ploidier som triploid (3n) og hexaploid (6n) i planter og dyr. For eksempel har visse arter av dyrket hvete tre sett med kromosomer (3n) eller til og med seks sett med kromosomer (6n). Ekstra kopier av kromosomer er gunstige for noen organismer, men potensielt dødelige for andre, avhengig av hvordan reguleringsgener påvirkes.
Hva betyr Haploid og Diploid?
Livscasen til en celle inkluderer intervall, celledeling, cytokinesis og død. Som en del av livssyklusen kan cellen dele seg useksuelt ved mitose eller seksuelt gjennom meiose. Den enkleste typen celledeling er mitose, som ikke involverer genrekombinasjon.
Diploide celler har to sett med kromosomer (2n). Det betyr at det er to homologe kromosomer til stede i hver celle. De fleste somatiske celler i kroppen er diploide. Differensierte somatiske celler (2n) vokser og deler seg ved mitose i datterceller (2n).
Haploide celler har ett sett med kromosomer (n), noe som betyr at det ikke er noen homologe kromosomer. Bare ett sett er til stede. Reproduksjonsceller er haploide og har halve antallet kromosomer som somatiske diploide celler. Når to haploide gameter samles, danner de en diploid celle som kan vokse ved mitose.
Hvorfor er Diploid-celler viktige?
De fleste celler i kroppen er diploide. Hos mennesker betyr det at de har to sett med 23 kromosomer i kjernen av cellen. Ikke-reproduktive celler, også kalt somatiske celler, inneholder all din kromosomal genetisk informasjon - ikke bare halvparten av den. Diploidceller utfører de fleste kroppens funksjoner.
Diploide celler reproduseres ved mitose, og skaper to identiske datterceller. Mitose er et middel for rask og effektiv ikke-seksuell celledeling. Mitose er spesielt viktig for cellevekst og vevsheling. Epitelceller blir kontinuerlig kastet og erstattet takket være mitose.
Hvorfor er Haploid celler viktige?
Haploide celler er viktige for seksuell reproduksjon. Levende organismer har tilpasset en rekke smarte måter å sikre overlevelse av arten selv i de tøffeste miljøene. Haploide organismer har ett sett med kromosomer og reproduserer bare aseksuelt. Mennesker har haploide reproduksjonsceller.
Haploide celler er produsert av meiose og inneholder bare ett sett med kromosomer. Under reproduksjon smelter to haploide celler (egg og sæd) sammen. Hver gir ett sett med kromosomer for å lage en diploid celle. Embryoutvikling fortsetter under forhold som bidrar til vekst.
Det menneskelige genom består av 46 kromosomer; 23 kromosomer som stammer fra moren og 23 fra faren. Seksuell reproduksjon gjennom meiose gir opphav til variasjoner i en populasjon som gjør noen organismer mer fit enn andre til å håndtere rådende forhold. Hvis gener ikke rekombineres i meiose, ville den nye planten eller dyret være en klone av seg selv.
Diploid vs. triploid organismer
Mange triploide organismer kan eksistere ganske bra med ekstra kromosomer. Laks, salamandere og gullfisk er blant de triploide dyreartene som har tre sett med kromosomer. Østers som selges som mat har to eller tre kromosomsett.
Triploid østers er spesielt velsmakende, raskt voksende og sykdomsresistente. Imidlertid er de også sterile.
Fiskerier induserte opprinnelig triploidi gjennom kjemisk eksponering, varme eller trykk. Forskere ved Rutgers utviklet deretter tetraploide østers som kunne gjødsle diploide østersegg for å produsere de mer kommersielt ønskelige triploide østersene. Prosessen er kjemikaliefri og involverer ikke genmodifisering.
Vekslende generasjoner i planter
Livssykluser av planter kan omfatte både en haploid og diploid fase. For eksempel slipper diploide bregner som vokser i skogen haploide sporer ut i luften fra undersiden av fronds. Sporer utvikler seg til gametofyttplanter med reproduktive deler som produserer haploide sæd og egg.
I nærvær av fuktighet for bevegelighet befrukter en sæd et egg, og zygoten (diploid celle) vokser ved mitose til en ny bregne.
Stadier i Cell Division
Organismer kan stort sett kategoriseres som eukaryotisk eller prokaryotisk, i stor grad basert på om en kjerne som inneholder DNA er til stede. I eukaryote organismer, DNA og histoner (proteiner) kveiler sammen og danner kromosomer.
Hvert kromosom i en diploid celle er en del av et homologt par. Reproduktive kimceller er diploide som somatiske celler til de gjennomgår reduksjonsprosessen med meiose for å danne sæd og et egg.
Kromosomer replikerer i den første fasen av meiose og blir søsterkromatider som ble sammenføyd ved cent. Deretter finner søsterkromatider sin homologe motpart og bytter ut biter av DNA før foreldrecellen deler seg i to haploide datterceller. I det andre stadiet av meiose deler kromosomer i dattercellene seg, noe som gir opphav til fire haploide celler.
Cell Division Missteps
Selv om feil i kromosomal replikasjon og separasjon generelt blir korrigert ved celledelingskontrollen, kan det fortsatt oppstå alvorlige feil som kan forårsake mutasjoner, svulster eller nedsatt gen.
Når kromosomer ikke skiller seg riktig, kan en celle ende opp med et ekstra kromosom. Dette kan forårsake genetiske lidelser. Hvis du for eksempel har en ekstra kopi av kromosom 21, har du det som kalles Downs syndrom.
Organismer som arver kromosomer fra to forskjellige arter har ofte et atypisk antall kromosomsett og kan være sterile.