배수성은 유전 적 변이의 유형 상동 쌍을 형성, 세포 핵 염색체의 전체 보완 (세트)의 추가이다. 이러한 유형의 염색체 돌연변이는 가장 흔한 정 배수성이며 신체가 세 개 이상의 완전한 염색체 세트를 가지고 있다는 사실이 특징입니다.
유기체 (일반적으로 2 배체 = 2n)는 하나 이상의 완전한 염색체 세트를 획득 할 때 배수체로 간주됩니다. 점 돌연변이, 염색체 반전 및 복제와 달리이 과정은 대규모입니다. 즉, 완전한 염색체 세트에서 발생합니다.
출처 : Haploid_vs_diploid.svg : Ehamberg 파생 작업 : Ehamberg
반수체 (n) 또는 2 배체 (2n) 대신, 배수체 유기체는 4 배체 (4n), 문어 (8n) 이상일 수 있습니다. 이 돌연변이 과정은 식물에서 매우 흔하고 동물에서는 드뭅니다. 이 메커니즘은 움직일 수없는 고착 유기체의 유전 적 다양성을 증가시킬 수 있습니다.
Polyploidy는 염색체 부하가 유전 가능한 조건이기 때문에 새로운 종의 생성을위한 빈번한 메커니즘을 구성하는 특정 생물학적 그룹에서 진화 적 측면에서 매우 중요합니다.
배수성은 언제 발생합니까?
염색체 수 장애는 자연과 실험실에서 확립 된 집단 모두에서 발생할 수 있습니다. 그들은 또한 콜히친과 같은 돌연변이 유발 물질로 유도 될 수 있습니다. 감수 분열의 놀라운 정밀도에도 불구하고 염색체 이상이 발생하며 생각보다 더 흔합니다.
Polyploidy는 첫 번째 감수 분열 또는 prophase 동안 감수 분열 동안 발생할 수있는 일부 변경의 결과로 발생합니다. 아나 페이즈 I.
새로운 종의 출현
배수성은 새로운 종을 기원하는 출발점이기 때문에 중요합니다. 이 현상은 새로운 기능을 얻기 위해 자유롭게 남겨진 수백 또는 수천 개의 중복 유전자좌를 발생시키기 때문에 유전 적 변이의 중요한 원천입니다.
식물에서는 특히 중요하고 널리 퍼져 있습니다. 개화 식물의 50 % 이상이 배수성에서 유래 한 것으로 추정됩니다.
대부분의 경우 배수체는 원래 종과 생리 학적으로 다르며 이로 인해 새로운 특성을 가진 환경을 식민지화 할 수 있습니다. 농업에서 중요한 많은 종 (밀 포함)은 하이브리드 기원의 배수체입니다.
배수성의 유형
배수체는 세포핵에 존재하는 완전한 염색체 세트의 수에 따라 분류 될 수 있습니다.
이러한 의미에서 "3"세트의 염색체를 포함하는 유기체는 4 세트의 염색체, 5 배체 (5 세트), hexaploidae (6 세트), heptaploid (7 세트), octoploid (8 세트)를 포함하는 경우 "triploid", "tetraploid"입니다. 게임), nonaploidae (9 개의 게임), decaploid (10 개의 게임) 등.
다른 한편으로, polyploidies는 또한 염색체 기부의 기원에 따라 분류 될 수 있습니다. 이 아이디어의 순서에서 유기체는자가 배수체 또는 동 배수체 일 수 있습니다.
자가 배수체는 동일한 개체 또는 동일한 종에 속하는 개체에서 파생 된 여러 세트의 상동 염색체를 포함합니다. 이 경우, 배수체는 동일한 종으로 분류 된 유 전적으로 호환 가능한 유기체의 환원되지 않은 배우자의 결합에 의해 형성됩니다.
동종 배수체는 서로 다른 종 간의 혼성화로 인해 비상 동성 염색체 세트를 포함하는 유기체입니다. 이 경우 배수성은 두 관련 종 간의 교잡 후에 발생합니다.
동물의 배수성
배수성은 동물에서 드물거나 드물다. 고등 동물에서 배수체 종의 빈도가 낮은 것을 설명하는 가장 널리 퍼진 가설은 성 결정의 복잡한 메커니즘이 성 염색체와 상 염색체 수의 매우 섬세한 균형에 달려 있다는 것입니다.
이 아이디어는 배수체로 존재하는 동물로부터 축적 된 증거에도 불구하고 유지되었습니다. 일반적으로 벌레 및 다양한 편평한 동물과 같은 하위 동물 그룹에서 관찰되며, 개인은 일반적으로 수컷과 암컷 생식선을 모두 가지고있어자가 수정을 촉진합니다.
후자의 상태를 가진 종을 자기 호환 자웅 동체라고합니다. 다른 한편으로, 암컷이 수정없이 새끼를 낳을 수있는 다른 그룹에서도 발생할 수 있습니다.이 과정은 parthenogenesis (정상적인 감수성 성주기를 의미하지 않음)라고합니다.
분만 과정 동안 자손은 기본적으로 모세포의 유사 분열 분열에 의해 생성됩니다. 여기에는 딱정벌레, 등각 류, 나방, 새우, 다양한 거미류 그룹, 일부 어류, 양서류 및 파충류와 같은 많은 종류의 무척추 동물이 포함됩니다.
식물과는 달리 배수성을 통한 종 분화는 동물에서 예외적 인 사건입니다.
동물의 예
Tympanoctomys barriere 설치류는 체세포 당 102 개의 염색체를 가진 4 배체 종입니다. 또한 정자에 "거대한"효과가 있습니다. 이 allopolyploid 종은 아마도 Octomys mimax 및 Pipanacoctomys aureus와 같은 다른 설치류 종의 여러 교잡 사건의 발생에서 유래했을 것입니다.
인간의 배수성
배수성은 척추 동물에서 드물며 성별 결정 시스템 및 용량 보상 메커니즘에서 발생하는 중단으로 인해 포유 동물과 같은 그룹 (식물과 반대)의 다양 화와 관련이없는 것으로 간주됩니다.
인간 1000 명 중 5 명은 염색체 이상으로 인한 심각한 유전 적 결함을 가지고 태어납니다. 염색체 결함이있는 훨씬 더 많은 배아가 유산되고 더 많은 배아가 태어나지 않습니다.
염색체 다 배체는 인간에게 치명적이라고 간주됩니다. 그러나 간세포와 같은 체세포에서는 이들 중 약 50 %가 일반적으로 배수체입니다 (4 배체 또는 8 배체).
우리 종에서 가장 자주 발견되는 배수는 완전한 삼배체와 사 배수체뿐만 아니라 이배체 / 삼배체 (2n / 3n) 및 이배체 / 사배체 (2n / 4n) 믹스 소 플로이드입니다.
후자의 경우 정상 이배체 세포 (2n) 집단이 3 개 이상의 반수체 다중 염색체를 가진 다른 집단 (예 : 삼배체 (3n) 또는 사배체 (4n))과 공존합니다.
인간의 삼배체와 사배체는 장기적으로 생존 할 수 없습니다. 대부분의 경우 출생시 또는 출생 후 며칠 이내에 사망이보고되었으며, 이는 한 달 미만에서 최대 26 개월까지 다양합니다.
식물의 배수성
동일한 핵에 하나 이상의 게놈이 존재하는 것은 식물의 기원과 진화에 중요한 역할을했으며, 아마도 식물 종화와 진화에서 가장 중요한 세포 유전 학적 변화 일 것입니다. 식물은 세포 당 2 개 이상의 염색체 세트를 가진 세포 지식의 관문이었습니다.
염색체 수의 시작부터 매우 다양한 야생 및 재배 식물 (가장 중요한 일부 포함)이 배수체라는 것이 관찰되었습니다. 알려진 속씨 식물 (꽃 피는 식물)의 거의 절반은 배수체이며, 마찬가지로 대부분의 양치류 (95 %)와 다양한 이끼류입니다.
덩굴 씨 식물에서 배수성의 존재는 드물고 혈관 씨 식물 그룹에서 매우 다양합니다. 일반적으로 다 배체 식물은 적응력이 뛰어나 2 배체 조상이 할 수없는 서식지를 차지할 수 있다는 지적이 있습니다. 더욱이, 더 많은 게놈 사본을 가진 배수체 식물은 더 큰 "변이성"을 축적합니다.
식물 내에서 아마도 동종 배수체 (자연에서 가장 흔함)는 많은 그룹의 종 분화 및 적응 방사선에 근본적인 역할을했습니다.
원예 개선
식물에서 배수성은 몇 가지 다른 현상에서 비롯 될 수 있으며, 아마도 가장 빈번한 것은 이배체 배우자를 발생시키는 감수 분열 과정 중 오류 일 것입니다.
재배 된 식물의 40 % 이상이 다 배체이며, 그중에서도 알팔파, 면화, 감자, 커피, 딸기, 밀은 식물의 가축화와 배수성 사이에 관계가 없습니다.
콜히친은 배수성을 유도하는 약제로 구현 되었기 때문에 기본적으로 세 가지 이유로 작물에 사용되었습니다.
-배수체에서는 일반적으로 더 많은 수의 세포로 인해“기가 바이트”의 현저한 성장이있는 표현형이 있기 때문에 더 나은 식물을 얻기위한 시도로 특정 중요한 종에서 배수성을 생성합니다. 이것은 원예 및 식물 유전자 개선 분야에서 주목할만한 발전을 가능하게했습니다.
-잡종의 배수 체화 및 일부 종이 재 설계되거나 합성되는 방식으로 번식력을 회복합니다.
-그리고 마지막으로, 배수성이 다른 종간에 또는 동일한 종 내에서 유전자를 전달하는 방법으로.
식물의 예
식물 내에서 매우 중요하고 특히 흥미로운 천연 배수체는 빵 밀, Triticum aestibum (6 배체)입니다. 호밀과 함께“Triticale”이라는 배수체가 의도적으로 만들어 졌는데 이는 밀의 생산성이 높고 호밀의 견고 함이 큰 잠재력을 지닌 동 배수체입니다.
경작 된 식물의 밀은 매우 중요했습니다. 동종 배수성에 의해 진화 된 밀은 14 종이 있으며, 이들은 14 개 중 하나, 28 개 중 다른 하나, 42 개 염색체 중 마지막 하나의 세 그룹을 형성합니다. 첫 번째 그룹에는 T. monococcum과 T. boeoticum 속의 가장 오래된 종이 포함됩니다.
두 번째 그룹은 7 종으로 구성되며 T. boeoticum과 Aegilops라는 다른 속의 야생 풀 종과의 혼성화에서 파생 된 것으로 보입니다. 교차는 염색체 복제를 통해 생식력이있는 allotetraploid를 생성 할 수있는 강력한 멸균 잡종을 생성합니다.
42 개의 염색체 중 세 번째 그룹은 빵 밀이있는 곳으로, 아마도 tertraploid 종과 다른 종의 Aegilops의 혼성화에 이어 염색체 보체의 복제를 통해 유래되었을 것입니다.
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