Inhoud
- Hoe werkt DNA?
- Wat zijn homologe chromosomen?
- Chromosoomsets begrijpen
- Wat betekenen Haploid en diploïde?
- Waarom zijn diploïde cellen belangrijk?
- Waarom zijn haploïde cellen belangrijk?
- Diploïde versus triploïde organismen
- Afwisselende generaties in planten
- Stadia in celdeling
- Celdeling misstappen
Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is het blauw voor het leven. In de kern van een microscopische eukaryotische cel slaat chromosomaal DNA alle instructies op die nodig zijn voor het maken van een volwaardig volwassen organisme.
Nucleair DNA is georganiseerd in chromosomen; mensen hebben 46 totaal per cel. Haploïde vs. diploïde verwijst naar het aantal chromosomen en chromosoomsets dat in de cel aanwezig is.
Hoe werkt DNA?
DNA bestaat uit vier chemische basen: adenine (A), guanine (G), cytosine (C) en thymine (T). Adenineparen met thymine (A-T) en cytosineparen met guanine (C-G). De basen hechten zich aan een suiker- en fosfaatmolecuul en vormen nucleotiden gerangschikt in een dubbelstrengs helixmolecuul van DNA. De reeks nucleotiden vertelt de cellen wat ze moeten doen.
Elke DNA-streng kopieert zichzelf tijdens celdeling. De kern geeft pas het signaal om te delen tot genetisch materiaal vezelig is chromatine is klaar met repliceren. Zuster chromatiden condenseer en rij in het midden van de cel. Asvezels trekken de chromosomen uit elkaar en twee dochtercellen ontstaan uit het proces van mitosis.
Wat zijn homologe chromosomen?
Homologe chromosomen zijn chromosoomparen die qua grootte en vorm gelijk zijn; de ene set is geërfd van de moeder en de andere set van de vader.
Deze homologen hebben dezelfde genen op dezelfde locatie, hoewel genallelen op de chromosomen enigszins verschillen. Genuitwisseling vindt plaats bij meiose, dat is hoe broers en zussen een andere oog- en haarkleur kunnen hebben.
Chromosoomsets begrijpen
Het leren van woorddefinities in inleidende celbiologie biedt een solide basis voor het begrijpen van meer geavanceerde genetica. Terminologie lijkt in het begin een beetje verwarrend, maar het is logischer als je ziet hoe het allemaal in elkaar past. Ongewone woorden zoals "ploidy" zijn een goed uitgangspunt bij het onderzoeken van het DNA en de levenscyclus van een cel.
ploïdie verwijst naar het aantal chromosomen dat in de cel aanwezig is. Eenvoudige organismen zoals bacteriën hebben alleen een ringlet van DNA in plaats van lineaire chromosomen. Meercellige levensvormen hebben sets van homologe chromosomen die repliceren in de kern, paren en delen tijdens mitose en meiose.
haploid cellen, gesymboliseerd door de variabele n, bezitten één set chromosomen. Gameten of geslachtscellen zijn haploïde. Bacteriën kunnen haploïde organismen zijn. Chromosomen in haploïde cellen bevatten één genallel (kopie) voor een bepaalde eigenschap.
diploid cellen, gesymboliseerd door 2n, bezitten twee sets chromosomen. Somatische (lichaams) cellen zijn diploïd. Chromosomen bevatten twee genallelen (kopieën) voor erfelijke eigenschappen. Twee haploïde gameten resulteren in een diploïde zygoot.
U zult ook lezen over polyploïd cellen, andere ploïdie zoals triploïde (3n) en hexaploïde (6n) in planten en dieren. Bepaalde soorten gecultiveerde tarwe hebben bijvoorbeeld drie sets chromosomen (3n) of zelfs zes sets chromosomen (6n). Extra exemplaren van chromosomen zijn gunstig voor sommige organismen maar mogelijk fataal voor anderen, afhankelijk van hoe regulerende genen worden beïnvloed.
Wat betekenen Haploid en diploïde?
De levensfasen van een cel omvatten interfase, celdeling, cytokinese en dood. Als onderdeel van de levenscyclus kan de cel aseksueel delen door mitose of seksueel door meiose. Het eenvoudigere type celdeling is mitose, waarbij geen genrecombinatie is betrokken.
Diploïde cellen hebben twee sets chromosomen (2n). Dat betekent dat er twee homologe chromosomen in elke cel aanwezig zijn. De meeste lichaamscellen in het lichaam zijn diploïd. Gedifferentieerde somatische cellen (2n) groeien en delen door mitose in dochtercellen (2n).
Haploïde cellen hebben één set chromosomen (n), wat betekent dat er geen homologe chromosomen zijn. Er is slechts één set aanwezig. Reproductieve cellen zijn haploïde en dragen de helft van het aantal chromosomen als somatische diploïde cellen. Wanneer twee haploïde gameten bij elkaar komen, vormen ze een diploïde cel die kan groeien door mitose.
Waarom zijn diploïde cellen belangrijk?
De meeste cellen in het lichaam zijn diploïd. Bij mensen betekent dit dat ze twee sets van 23 chromosomen in de kern van de cel hebben. Niet-reproductieve cellen, ook wel somatische cellen genoemd, bevatten al uw chromosomale genetische informatie - niet alleen de helft. Diploïde cellen voeren de meeste functies van het lichaam uit.
Diploïde cellen reproduceren door mitose, waardoor twee identieke dochtercellen ontstaan. Mitose is een middel voor snelle en efficiënte niet-seksuele celdeling. Mitose is vooral belangrijk voor celgroei en weefselgenezing. Epitheelcellen worden voortdurend afgeworpen en vervangen dankzij mitose.
Waarom zijn haploïde cellen belangrijk?
Haploïde cellen zijn belangrijk voor seksuele voortplanting. Levende organismen hebben een aantal slimme manieren aangepast om de soort te laten overleven, zelfs in de moeilijkste omgevingen. Haploïde organismen hebben één set chromosomen en planten zich alleen aseksueel voort. Mensen hebben haploïde voortplantingscellen.
Haploïde cellen worden geproduceerd door meiose en bevatten slechts één set chromosomen. Tijdens reproductie versmelten twee haploïde cellen (eicel en sperma). Elk biedt één set chromosomen om een diploïde cel te maken. Embryo-ontwikkeling verloopt onder omstandigheden die bevorderlijk zijn voor groei.
Het menselijke genoom bestaat uit 46 chromosomen; 23 chromosomen afkomstig van de moeder en 23 van de vader. Seksuele reproductie door meiose geeft aanleiding tot variaties binnen een populatie die sommige organismen meer geschikt maakt dan andere om de heersende omstandigheden aan te kunnen. Als genen niet recombineren in meiose, zou de nieuwe plant of dier een kloon van zichzelf zijn.
Diploïde versus triploïde organismen
Veel triploïde organismen kunnen best bestaan met extra chromosomen. Zalm, salamanders en goudvissen behoren tot de triploïde diersoorten met drie sets chromosomen. Oesters die als voedsel worden verkocht, hebben twee of drie chromosoomsets.
Triploïde oesters zijn bijzonder smakelijk, snelgroeiend en ziektebestendig. Ze zijn echter ook steriel.
Visserij veroorzaakte aanvankelijk triploïdie door blootstelling aan chemicaliën, hitte of druk. Wetenschappers van Rutgers ontwikkelden vervolgens tetraploïde oesters die diploïde oestereieren konden bevruchten om de meer commercieel gewenste triploïde oesters te produceren. Het proces is vrij van chemicaliën en houdt geen genmodificatie in.
Afwisselende generaties in planten
Levenscycli van planten kunnen zowel een haploïde als een diploïde fase omvatten. Bijvoorbeeld, diploïde varens die in het bos groeien, laten haploïde sporen vrij in de lucht vanaf de onderkant van bladeren. Sporen ontwikkelen zich tot gametofytplanten met reproductieve delen die haploïde sperma en eieren produceren.
In aanwezigheid van vocht voor mobiliteit bevrucht een sperma een ei en groeit de zygote (diploïde cel) door mitose in een nieuwe varen.
Stadia in celdeling
Organismen kunnen grofweg worden gecategoriseerd als eukaryotisch of prokaryotisch, grotendeels gebaseerd op de aanwezigheid van een DNA-bevattende kern. In eukaryotische organismen, DNA en histonen (eiwitten) spoelen samen en vormen chromosomen.
Elk chromosoom in een diploïde cel maakt deel uit van een homoloog paar. Reproductieve kiemcellen zijn diploïde zoals somatische cellen totdat ze het reductionistische proces van meiose ondergaan om sperma en een ei te vormen.
Chromosomen repliceren in de eerste fase van meiose en worden zusterchromatiden samengevoegd bij de centromeer. Vervolgens vinden zusterchromatiden hun homologe tegenhanger en wisselen stukjes DNA uit voordat de oudercel zich splitst in twee haploïde dochtercellen. In de tweede fase van meiose delen de chromosomen in de dochtercellen zich, waardoor vier haploïde cellen ontstaan.
Celdeling misstappen
Hoewel fouten in chromosomale replicatie en scheiding over het algemeen worden gecorrigeerd bij controlepunten voor celdeling, kunnen er nog steeds ernstige fouten optreden die mutaties, tumoren of genbeschadiging veroorzaken.
Wanneer chromosomen niet correct scheiden, kan een cel een extra chromosoom krijgen. Dit kan genetische aandoeningen veroorzaken. Als u bijvoorbeeld een extra exemplaar van chromosoom 21 hebt, wordt dit het downsyndroom genoemd.
Organismen die chromosomen van twee verschillende soorten erven, hebben gewoonlijk een atypisch aantal chromosoomsets en kunnen steriel zijn.