Диплоидный набор хромосом: понятие и особенности формирования

Диплоидный набор хромосом

Понятие диплоидного набора хромосом

Термин «кариотип» произошел от греческих слов, обозначающих ядро (karyon) и форму (typhe).

В 1924 году отечественный цитолог Г. А. Левитанский ввел этот термин в общенаучный обиход.

Человеческий кариотип включает 46 хромосом (в норме): 22 пары этих хромосом — это аутосомы, а еще две хромосомы — гаметы или гетерохромосомы.

Есть определение диплоидного набора хромосом как совокупности хромосом, которая характерна для всех соматических клеток, включенных в состав организма представителей разнообразных биологических видов.

В ходе мейоза происходит обмен участками между гомологичными хромосомами или бивалентами. В результате кроссинговера возникает разнообразие генетического материала. Лучше понять суть диплоидного набора хромосом помогает определение термина плоидность.

Кариотипы живых организмов содержат парные и непарные хромосомы. Соматические клетки отличаются диплоидным набором хромосом, парными по своей структуре. В отличие от него, гаплоидный набор хромосом состоит из непарных структурно-функциональных компонентов, входящих в состав половых клеток.

Так как такое присутствие характерно для полового процесса, происходит чередование гаплоидной и диплоидной фаз. Диплоидный набор хромосом образует гаплоидный — при помощи процесса деления. После этого хромосомный набор восстанавливается до диплоидного.

У зиготы, как у продукта оплодотворения, характеризуется диплоидным набором хромосом. Исключения — анзуплоидные, гаплоидные и полиплоидные клетки.

Иногда набор структурно-функциональных единиц нарушается. Это приводит к различным отклонениям:

• синдрому Дауна;
• инверсии хромосом;
• неизлечимые генетические заболевания (если развитие организма нарушается на хромосомном уровне).

В результате жизнеспособность новорожденных снижается, возникают отклонения в интеллектуальном развитии. Дети с аномалиями хромосомного набора отстают в развитии, их органы не могут развиваться в соответствии с возрастом. Одна из задач современной медицины — поиск эффективных методов защиты клеток от возникновения аномального набора хромосом.

Причины генетического сбоя диплоидного набора хромосом:

• плохая экологическая обстановка;
• факторы наследства;
• несоответствие образа жизни критериям нормы;
• несоблюдение режима дня.

Как формируется диплоидный набор хромосом

Система развития диплоидного набора хромосом непредсказуема. Даже родители, ведущие здоровый образ жизни и проживающие в экологически чистом месте, не могут на 100% быть уверенны, что у них родятся здоровые дети.

Главное отличие диплоидной клетки от гаплоидной заключается в неодинаковом количестве хромосом в ядре. Воспроизведение гаплоидных клеток осуществляется при помощи мейоза, а диплоидных — при помощи митоза.

Диплоидный набор хромосом имеет определенными правила:

• правило постоянства числа хромосом. К примеру, соматические клетки человека содержат 46 хромосом, шимпанзе — 48 хромосом;
• правило парности хромосом. Согласно этому правилу, хромосомы диплоидного набора образуют пары. Относящиеся к одной паре гомологичные хромосомы похожи по размерам, форме, расположению центромер, набору генов, которые входят в набор. В этом случае одна хромосома из пары — от матери, а вторая — от отца;
• правило индивидуальности. Набор хромосом, присутствующих в одной паре, не может повториться в другой паре;
• правило непрерывности хромосом. Новые поколения не отличаются формой, строением и прочим от предыдущих. Это свидетельствует о том, что диплоидный набор хромосом сохраняется из поколения в поколение. Происходит этот процесс за счет способности ДНК к редупликации и удваиванию.

Все хромосомы диплоидного набора включают в состав две хроматиды, содержащие по одной молекуле ДНК. К слову, каждая хроматида является копией этой молекулы. Распределение сестринских хроматид по дочерним клеткам происходит в ходе митоза. По этой причине хромосомы в клеточном цикле двуххроматидны от репликации до деления (речь идет о фазе цикла G2) и однохроматидны от деления до репликации (речь идет о фазе цикла G1).

Восстановление диплоидности клеток в жизненном цикле происходит за счет процесса оплодотворения или слияния гамет. Соотношение гаплоидной и диплоидной фаз у различных организмов разное.

Животным свойственна единственная диплоидная фаза. Для сравнения, хламидомонада имеет только диплоидную зиготу, которая мгновенно вступает в мейоз. У растений есть обе фазы развития: и гаплоидная, и диплоидная.

После того как произошло оплодотворение, диплоидный набор хромосом содержится в протонеме или «зеленой нити». Взрослые растения характеризуются коричневой диплоидной стадией. Это объясняется тем, что растение не содержит хлорофилл и не способно к фотосинтезу — диплоидная стадия живет за счет гаплоидной части растения.

В расширении, которое получило называние коробочка, многочисленные клетки делятся при помощи мейоза и образуют гаплоидные споры. Последние дают начало зеленым гаплоидным растениям. Но основании описанного выше, можно заключить, что основная стадия мхов — гаплоидная.

Возникновение диплоидного набора хромосом — результат стремления организмов к биологическому прогрессу. При этом формирование этого набора существенно различается у представителей крупных и небольших таксономических единиц.