تعدد الصبغيات: الأنواع ، في الحيوانات ، في البشر ، في النباتات - مادة الاحياء - 2026

و تعدد الصيغ الصبغية هو نوع من الطفرات الوراثية هو إضافة مجموعة كاملة (مجموعة كاملة) من الكروموسومات إلى نواة الخلية، وتشكيل أزواج متماثلة. هذا النوع من الطفرات الصبغية هو الأكثر شيوعًا في euploidias ويتميز بحقيقة أن الجسم يحمل ثلاث مجموعات كاملة أو أكثر من الكروموسومات.

يعتبر الكائن الحي (عادة ثنائي الصبغة = 2 ن) متعدد الصيغ الصبغية عندما يكتسب مجموعة كاملة أو أكثر من الكروموسومات. على عكس الطفرات النقطية وانعكاسات الكروموسومات والازدواجية ، فإن هذه العملية واسعة النطاق ، أي أنها تحدث على مجموعات كاملة من الكروموسومات.

المصدر: Haploid_vs_diploid.svg: Ehambergderivative work: Ehamberg

بدلاً من أن يكون أحادي العدد (n) أو ثنائي الصيغة الصبغية (2n) ، يمكن أن يكون الكائن متعدد الصيغ الصبغية رباعي الصبغيات (4n) أو Octoploid (8n) أو أكبر. تعتبر عملية الطفرات هذه شائعة جدًا في النباتات ونادرة في الحيوانات. يمكن أن تزيد هذه الآلية التباين الجيني في الكائنات الحية اللاطئة غير القادرة على الحركة.

تعد تعدد الصبغيات ذات أهمية كبيرة من الناحية التطورية في مجموعات بيولوجية معينة ، حيث تشكل آلية متكررة لتوليد أنواع جديدة لأن الحمل الكروموسومي هو حالة وراثية.

متى يحدث تعدد الصبغيات؟

يمكن أن تحدث اضطرابات عدد الكروموسومات في كل من الطبيعة وفي المجموعات السكانية المنشأة في المختبر. يمكن أيضًا أن تحدث مع عوامل مطفرة مثل الكولشيسين. على الرغم من الدقة المذهلة للانقسام الاختزالي ، تحدث الانحرافات الصبغية وهي أكثر شيوعًا مما قد يعتقده المرء.

ينشأ تعدد الصيغ الصبغية نتيجة لبعض التعديلات التي يمكن أن تحدث أثناء الانقسام الاختزالي ، إما في الانقسام الانتصافي الأول أو أثناء الطور الأولي ، حيث يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة في أزواج لتشكيل رباعي الصبغيات ويحدث عدم انفصال الأخير أثناء طور الأول.

ظهور أنواع جديدة

تعد تعدد الصبغيات مهمة لأنها نقطة انطلاق لإنشاء أنواع جديدة. تعد هذه الظاهرة مصدرًا مهمًا للتنوع الجيني ، حيث إنها تؤدي إلى ظهور مئات أو آلاف المواقع المكررة التي تُترك مجانًا للحصول على وظائف جديدة.

في النباتات هو مهم بشكل خاص وواسع الانتشار. تشير التقديرات إلى أن أكثر من 50 ٪ من النباتات المزهرة قد نشأت من تعدد الصبغيات.

في معظم الحالات ، تختلف polyploids فسيولوجيًا عن الأنواع الأصلية ، ونتيجة لذلك ، يمكنها استعمار البيئات ذات الخصائص الجديدة. العديد من الأنواع الهامة في الزراعة (بما في ذلك القمح) ، متعددة الصبغات من أصل هجين.

أنواع تعدد الصبغيات

يمكن تصنيف تعدد الصبغيات وفقًا لعدد مجموعات الكروموسومات الكاملة الموجودة في نواة الخلية.

وبهذا المعنى ، فإن الكائن الحي الذي يحتوي على "ثلاث مجموعات من الكروموسومات" هو "ثلاثي الصبغيات" ، و "رباعي الصبغيات" إذا كان يحتوي على 4 مجموعات من الكروموسومات ، وخماسي الصبغيات (5 مجموعات) ، وسداسي الصيغة الصبغية (6 مجموعات) ، وسباعي الصيغة الصبغية (سبع مجموعات) ، والأكتوبلويد (ثمانية) games) و nonaploidae (تسع ألعاب) و decaploid (10 ألعاب) وما إلى ذلك.

من ناحية أخرى ، يمكن أيضًا تصنيف تعدد الصبغيات وفقًا لأصل الهبات الصبغية. في هذا الترتيب من الأفكار ، يمكن أن يكون الكائن الحي: autopolyploid أو allopolyploid.

يحتوي الصبغي الذاتي على عدة مجموعات من الكروموسومات المتجانسة المشتقة من نفس الفرد أو من فرد ينتمي إلى نفس النوع. في هذه الحالة ، تتكون عديدات الصيغ الصبغية من اتحاد الأمشاج غير المختزلة للكائنات المتوافقة وراثياً المصنفة على أنها نفس النوع.

الصبغي متعدد الصبغيات هو ذلك الكائن الذي يحتوي على مجموعات غير متماثلة من الكروموسومات بسبب التهجين بين الأنواع المختلفة. في هذه الحالة ، يحدث تعدد الصبغيات بعد التهجين بين نوعين مرتبطين.

تعدد الصبغيات في الحيوانات

تعدد الصبغيات نادر أو نادر في الحيوانات. الفرضية الأكثر انتشارًا التي تفسر التكرار المنخفض للأنواع متعددة الصيغ الصبغية في الحيوانات الأعلى هي أن آلياتها المعقدة لتحديد الجنس تعتمد على توازن دقيق للغاية في عدد الكروموسومات الجنسية والجسميات.

تم تأييد هذه الفكرة على الرغم من تراكم الأدلة من الحيوانات الموجودة على شكل متعدد الصيغ الصبغيات. يتم ملاحظته بشكل عام في مجموعات الحيوانات المنخفضة مثل الديدان ومجموعة واسعة من الديدان المفلطحة ، حيث يكون لدى الأفراد عادة كل من الغدد التناسلية للذكور والإناث ، مما يسهل الإخصاب الذاتي.

تسمى الأنواع المصابة بالحالة الأخيرة خنثى المتوافقة مع ذاتها. من ناحية أخرى ، يمكن أن يحدث أيضًا في مجموعات أخرى يمكن لإناثها أن تنجب نسلًا دون إخصاب ، من خلال عملية تسمى التوالد العذري (والتي لا تعني دورة جنسية طبيعية)

أثناء التوالد العذري ، يتم إنتاج النسل أساسًا عن طريق الانقسام الانقسامي للخلايا الأبوية. يشمل هذا العديد من أنواع اللافقاريات مثل الخنافس ، متساوي الأرجل ، العث ، الجمبري ، مجموعات مختلفة من العناكب ، وبعض أنواع الأسماك والبرمائيات والزواحف.

على عكس النباتات ، يعد الانتواع من خلال تعدد الصبغيات حدثًا استثنائيًا في الحيوانات.

أمثلة في الحيوانات

قوارض الحاجز Tympanoctomys هي نوع رباعي الصبغيات يحتوي على 102 كروموسوم لكل خلية جسدية. كما أن لها تأثير "هائل" على الحيوانات المنوية. ربما نشأت هذه الأنواع متعددة الصبغيات من حدوث العديد من أحداث التهجين لأنواع القوارض الأخرى مثل Octomys mimax و Pipanacoctomys aureus.

تعدد الصبغيات في البشر

تعدد الصبغيات نادر في الفقاريات ويعتبر غير ذي صلة في تنوع المجموعات مثل الثدييات (على عكس النباتات) بسبب الاضطرابات التي تحدث في نظام تحديد الجنس وآلية تعويض الجرعة.

يولد ما يقدر بخمسة من بين كل 1000 إنسان بعيوب جينية خطيرة تعزى إلى تشوهات الكروموسومات. حتى أن المزيد من الأجنة المصابة بعيوب صبغية تتعرض للإجهاض ، والكثير منها لا يصل إلى مرحلة الولادة.

تعتبر تعدد الصبغيات الصبغية قاتلة في البشر. ومع ذلك ، في الخلايا الجسدية مثل خلايا الكبد ، يكون حوالي 50 ٪ منها عادة متعدد الصيغ الصبغية (رباعي الصبغيات أو ثماني الصبغيات).

تعدد الصيغ الصبغية الأكثر شيوعًا التي يتم اكتشافها في نوعنا هي ثلاثية الصبغيات الكاملة ورباعي الصيغة الصبغية ، بالإضافة إلى ثنائية الصبغيات / ثلاثية الصبغيات (2n / 3n) وثنائية الصبغيات / رباعي الصبغيات (2n / 4n).

في الأخير ، تتعايش مجموعة من الخلايا ثنائية الصبغيات الطبيعية (2 ن) مع مجموعة أخرى بها 3 أو أكثر من مضاعفات الصبغيات الفردية ، على سبيل المثال: ثلاثي الصبغيات (3 ن) أو رباعي الصبغيات (4 ن).

الثلاثية الصبغية ورباعي الأرجل في البشر ليست قابلة للحياة على المدى الطويل. تم الإبلاغ عن الوفاة عند الولادة أو حتى بعد أيام قليلة من الولادة في معظم الحالات ، وتتراوح من أقل من شهر إلى 26 شهرًا كحد أقصى.

تعدد الصبغيات في النباتات

لعب وجود أكثر من جينوم واحد في نفس النواة دورًا مهمًا في أصل النباتات وتطورها ، وربما كان أهم تغيير جيني خلوي في تطور وتطور النبات. كانت النباتات هي المدخل إلى معرفة الخلايا التي تحتوي على أكثر من مجموعتين من الكروموسومات لكل خلية.

منذ بداية تعداد الكروموسومات ، لوحظ أن مجموعة كبيرة ومتنوعة من النباتات البرية والمزروعة (بما في ذلك بعض أهمها) متعددة الصبغيات. ما يقرب من نصف الأنواع المعروفة من كاسيات البذور (النباتات المزهرة) متعددة الصبغيات ، وبالمثل معظم السرخس (95٪) ومجموعة متنوعة من الطحالب.

إن وجود تعدد الصبغيات في نباتات عاريات البذور نادر ومتغير للغاية في مجموعات كاسيات البذور. بشكل عام ، تمت الإشارة إلى أن النباتات متعددة الصيغ الصبغية قابلة للتكيف بدرجة كبيرة ، فهي قادرة على احتلال موائل لم تستطع أسلافها ثنائية الصبغيات القيام بها. علاوة على ذلك ، فإن النباتات متعددة الصيغ الصبغية ذات النسخ الجينية أكثر تتراكم "تنوعًا" أكبر.

داخل النباتات ، ربما لعبت الكائنات متعددة الصبغيات (الأكثر شيوعًا في الطبيعة) دورًا أساسيًا في الانتواع والإشعاع التكيفي للعديد من المجموعات.

تحسين البستنة

في النباتات ، يمكن أن تنشأ تعدد الصبغيات من عدة ظواهر مختلفة ، وربما تكون الأخطاء الأكثر شيوعًا أثناء عملية الانقسام الاختزالي التي تؤدي إلى الأمشاج ثنائية الصبغيات.

أكثر من 40٪ من النباتات المزروعة متعددة الصبغيات ، من بينها البرسيم الحجازي والقطن والبطاطس والقهوة والفراولة والقمح وغيرها ، دون علاقة بين تدجين وتعدد الصبغيات للنباتات.

منذ أن تم استخدام الكولشيسين كعامل للحث على تعدد الصبغيات ، فقد تم استخدامه في نباتات المحاصيل لثلاثة أسباب أساسية:

- لتوليد تعدد الصيغ الصبغية في بعض الأنواع المهمة ، كمحاولة للحصول على نباتات أفضل ، حيث يوجد عادة نمط ظاهري في polyploids حيث يوجد نمو ملحوظ لـ "جيجا بايت" نظرًا لوجود عدد أكبر من الخلايا. وقد سمح ذلك بإحداث تطورات ملحوظة في مجال البستنة وفي مجال التحسين الوراثي للنبات.

- لتعدد الصبغيات الهجينة واستعادتها للخصوبة بحيث يتم إعادة تصميم أو تصنيع بعض الأنواع.

-وأخيرًا ، كوسيلة لنقل الجينات بين الأنواع بدرجات متفاوتة من التعددية أو داخل نفس النوع.

أمثلة في النباتات

داخل النباتات ، متعدد الصيغ الصبغية الطبيعية له أهمية كبيرة ومثيرة للاهتمام بشكل خاص هو قمح الخبز ، Triticum aestibum (سداسي الصبغيات). جنبا إلى جنب مع الجاودار ، تم بناء متعدد الصيغ الصبغية يسمى "Triticale" عن قصد ، وهو متعدد الصيغ الصبغية مع إنتاجية عالية للقمح وقوة الجاودار ، والتي لديها إمكانات كبيرة.

كان القمح داخل النباتات المزروعة ضروريًا بشكل ملحوظ. هناك 14 نوعًا من القمح تطورت عن طريق تعدد الصبغيات ، وهي تشكل ثلاث مجموعات ، واحدة من 14 ، وآخر من 28 وآخر من 42 كروموسومًا. تضم المجموعة الأولى أقدم الأنواع من جنس T. monococcum و T. boeoticum.

تتكون المجموعة الثانية من 7 أنواع ويبدو أنها مشتقة من تهجين T. boeoticum مع نوع من العشب البري من جنس آخر يسمى Aegilops. ينتج التهجين هجينًا معقمًا قويًا يمكن أن يؤدي من خلال ازدواج الكروموسوم إلى تآصل تآصل الصبغيات الخصبة.

المجموعة الثالثة المكونة من 42 كروموسومًا هي المكان الذي يوجد فيه قمح الخبز ، والذي ربما نشأ من خلال تهجين نوع ثلاثي الصبغيات مع نوع آخر من Aegilops متبوعًا بتكرار مكمل الكروموسومات.

المراجع

1. الكانتار ، جي بي (2014). تعدد الصبغيات وأهميتها التطورية. قضايا النقص والتكنولوجيا 18: 17-29.
2. باليستا ، إف جي (2017). بعض الاعتبارات الأخلاقية الحيوية فيما يتعلق بوجود حالات لبشر لديهم رباعي الصبغيات أو ثلاثي الصبغيات ، ولدوا أحياء. Studia Bioethica ، 10 (10): 67-75.
3. كاسترو ، س ، ولوريرو ، ج. (2014). دور التكاثر في أصل وتطور النباتات متعددة الصيغ الصبغية. مجلة Ecosistemas ، 23 (3) ، 67-77.
4. فريمان ، إس وهيرون ، جي سي (2002). التحليل التطوري. تعليم بيرسون.
5. هيتشينز ، CFI (2010). الأصل الوراثي والجغرافي للحاجز الرباعي الصبغية Tympanoctomys barriere (Octodontidae) ، بناءً على تحليل متواليات السيتوكروم ب الميتوكوندريا (أطروحة الدكتوراه ، معهد البيئة).
6. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، كين ، إس إل ، لارسون ، إيه ، آنسون ، إتش آند آيزنهور ، دي جي (2008). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان. نيويورك: ماكجرو هيل. الطبعة ^ال 14.
7. Pimentel Benítez، H.، Lantigua Curz، A.، & Quiñones Maza، O. (1999). مضاعفات الصبغية الرباعية الصبغية: أول تقرير في بيئتنا. المجلة الكوبية لطب الأطفال ، 71 (3) ، 168-173.
8. شيفينو ويتمان ، MT (2004). تعدد الصبغيات وتأثيره على أصل وتطور النباتات البرية والمزروعة. مجلة agrociencia البرازيلية ، 10 (2): 151-157.
9. سوزوكي ، DT ؛ غريفيث ، AJF ؛ ميلر ، جيه إتش وليونتين ، آر سي (1992). مقدمة في التحليل الجيني. ماكجرو هيل Interamericana. 4 ^ال الطبعة.