Гаплоидные клетки и их особенности: типы и основные функции гаплоидных клеток эукариот

Гаплоидные клетки и их особенности

Типы гаплоидных клеток

Что из себя представляет гаплоидная клетка?

Также под гаплоидом или гаплоидными клетками подразумевают гаметы или клетки, с помощью которых происходит процесс полового размножения. Гаплоидный набор хромосом — отличительная черта прокариотических или безъядерных организмов. В отличие от них, соматические клетки эукариот (то есть, ядерных), характеризуются наличием диплоидного набора хромосом.

Есть некоторые особенности гаплоидной прокариотической клетки:

• у нее нет мембранных органоидов;
• присутствие муреиновой клеточной стенки (ее называют еще углеводной);
• рибосомы и мембраны, имеющие два слоя липидов.

Для прокариотических клеток характерно образование капсул — они используются при неблагоприятных условиях среды и способны сохранять после этого жизнеспособность. Что касается хромосом прокариотических клеток, то они беспрепятственно плавают в цитоплазме и не имеют защиты в виде каких-либо структур.

Когда прокариотические клетки попадают в организм хозяина и реализуют в нем свой обмен веществ, то, таким образом они в полной мере проявляют свои свойства.

Размножение прокариотических клеток происходит простым делением пополам. Такой способ размножения является очень быстрым и эффективным. Для клеток эукариот тоже характерен одинарный набор хромосом. От соматических клеток они заметно отличаются и отвечают за половое размножение.

Половое размножение возможно только в случае слияния двух гамет, синтезируемые особями одного вида, но противоположного пола. В результате слияния двух половых клеток в процессе оплодотворения формируется зигота, обладающая двойным набором хромосом.

Основные функции гаплоидных клеток эукариот

Организм самок вырабатывает яйцеклетки — это происходит в яичниках. Организм самцов, соответственно, продуцирует сперматозоиды — это происходит в семенниках.

Женские половые клетки не отличаются подвижностью и имеют довольно большие размеры, в отличие от мужских половых клеток. Половая клетка женского типа имеет одну важную задачу: обеспечить будущую зиготу необходимыми питательными веществами на ранней стадии ее развития.

Яйцеклетка состоит из:

• цитоплазмы;
• мембраны, студенистой оболочки, полярного тельца;
• ядра.

Внутри яйцеклетки есть также картикальные гранулы. Они содержат ферменты, которые препятствуют попаданию сперматозоидов в яйцеклетку после процесса оплодотворения. В случае такого проникновения может случиться полиплоидия и увеличение количества мутаций. Благодаря яйцеклеткам питательные вещества сохраняются, что обеспечивает полноценное будущее развитие дочернего организма, в частности, в эмбриональный период онтогенеза.

Функция сперматозоида — сохранение и передача наследственного материала от отцовского источника. У такой гаплоидной клетки минимальный размер. В ней нет питательных веществ, но есть гаплоидное ядро.

В состав сперматозоида входят:

• хвост;
• головка;
• промежуточный отдел между хвостом и головкой.

В свою очередь хвост состоит из микротрубочек со встроенными в них белками. Такое строение дает возможность сперматозоиду достаточно быстро достигать своей цели. Расположение ядра — головка сперматозоида. На внешней стороне этой части мужской клетки располагается аутосома.

Что касается гаплоидных клеток растений, то для них тоже характерно деление на две категории: яйцеклетки и сперматозоиды (спермии). В завязи пестика располагаются яйцеклетки, а в тычинках или пыльце — спермии. Процесс оплодотворения происходит, когда пыльца попадает на рыльце пестика: так образуются плод и семена.

Чередование поколений характерно для низших растений и высших споровых растений. Одно поколение в этом случае размножается бесполым способом, а другое — половым. В первом случае речь идет о спорофите, а во втором — о гаметофите.

Для каждой клетки гаплоидное число хромосом может быть своим. Для человека гаплоидный набор хромосом составляет 23. Неполовыми хромосомами считаются 22 аутосомы и половые хромосомы.

Образование гаплоидных клеток происходит в результате мейоза (гаплоидной стадии). Диплоидные клетки в мейозе меняются два раза — таким образом формируются четыре гаплоидных дочерних клетки. До начала мейотического цикла клетка осуществляет удвоение собственного набора ДНК, увеличивает число органелл, а также увеличивается в размерах.

Такая стадия подготовки получила название интерфазы.

После подготовительной фазы клетка делится дважды — это мейоз I и мейоз II. Каждое из делений состоит из определенных фаз:

• профазы;
• метафазы;
• анафазы;
• телофазы.

Первое деление — редукционное. В конце такого деления происходит образование двух гаплоидных клеток. Далее клетки входят во второй мейоз и опять делятся, однако по типу митоза. В конце второго деления каждая из четырех клеток отделяются сестринскими хроматидами — с половиной числа хромосом по отношению к родительской исходной клетке.

Гаплоидные половые клетки в случае полового размножения объединяются и становятся диплоидными. В некоторых случаях гаплоидные клетки растений, водорослей и грибов осуществляют половое размножение. В качестве этих клеток выступают споры. У таких организмов есть способность к чередованию поколений. В растениях и водорослях происходит развитие гаплоидных спор в гаметофитные структуры без оплодотворения.

Гаплоидные клетки характеризуются особыми свойствами и участвуют в создании диплоидного организма, содержащего рекомбинацию генетической информации обоих родителей.