Poliploidía

Células poliploides. Concepto: Poliploidías: esta irregularidad consiste en la existencia de más de dos juegos cromosómicos, creando individuos u organismos poliploides. "

Poliploidía es variación o cambio en el número de cromosomas de una especie. Es un incremento del número de cromosomas característico del complemento diploide; por ejemplo, la no disyunción de los cromosomas en la meiosis lleva a la aparición de individuos (4n), los cuales estarán aislados reproductivamente de la especie, a pesar de poder reproducirse sexualmente.

Resumen

Se produce por defectos de la meiosis en la profase cuando los cromosomas homólogos se aparean en el proceso llamado sinapsis para formar tétradas, y no se separan durante la anafase I, esto da lugar a una célula con todo el complemento cromosómico y la otra con ninguno donde la primera pasa por la segunda división meiótica y produce gametos diploides. Por lo que si este gameto se une con otro normal producirá un cigoto triploide (estéril). Las poliploidías pueden ser ,según el número de genomios completos que posee el individuo, triploidías (con 3n cromosomas), tetraploidías(con 4n),hexaploidías (con 6n), etc. Estas anomalías causan un aumento de tamaño celular, que pueden ir acompañados de un aumento de tamaño del cuerpo. También pueden ser autopoliploides, cuando todas las dotaciones cromosómicas pertenecen a la misma especie, o alopoliploides, cuando se han producido por hibridación de distintas especies. Esto ocurre con mayor frecuencia dentro del reino vegetal,que en el reino animal. En los animales, al no haber un aumento relevante, aunque el tamaño celular sea mayor , el número de células es más bajo y la funcionalidad orgánica se altera. Los animales poliploides son por ello poco posibles. Solo unos pocos de grupos de insectos, crustáceos y algunos anfibios y peces suelen mostrar series de poliploides.

En genética, se define la poliploidía como la variación o cambio en el número cromosómico característico de una especie. Tales cambios pueden ser de dos tipos: aquellos que involucran dotaciones completas de cromosomas (euploidía) y aquellos cambios que sólo implican a uno o más cromosomas aislados dentro de una dotación cromosómica (aneuploidía).

La poliploidía es un incremento del número de cromosomas característico del complemento diploide; por ejemplo, la no disyunción de los cromosomas en la meiosis lleva a la aparición de individuos (4n), los cuales estarán aislados reproductivamente de la especie, a pesar de poder reproducirse sexualmente.

La poliploidía se produce por irregularidades de la meiosis: en la primera división (profase), cuando los cromosomas homólogos se aparean para formar tétradas, y no se separan durante la anafase I; esto origina una célula con todo el complemento cromosómico y la otra con ninguno, donde la primera pasa por la segunda división meiótica y produce gametos diploides. Por lo tanto si este gameto se une con otro normal producirá un cigoto triploide (estéril). Por su origen los poliploides pueden ser: autopoliploides: derivados de un sólo diploide por multiplicación de sus cromosomas alopoliploides derivados de un híbrido entre dos diploides

Euploidía

Es la alteración numérica en la dotación total de los cromosomas.

Monoploide

Organismo que contiene solo un complemento del juego básico de cromosomas de la especie, se expresa como n ó x. Se presenta en organismos inferiores, como en los hongos, en abejas y avispas machos; en plantas por lo general da lugar a organismos estériles.

Triploide

Los triploides son individuos que poseen tres juegos completos de cromosomas (3n). Pueden surgir por diversos medios. Si ocurren alteraciones en la meiosis normal de un indiduo diploide, por ejemplo, se pueden formar gametos diploides (también llamados "gametos no reducidos") que pueden ser fecundados por gametos haploides de la misma especie, dando lugar a un autotriploide (3n). Los triploides son bastante raros ya que, si bien pueden ser viables, como ocurre en la mayoría de las plantas, son generalmente estériles debido a la formación de gametos defectuosos. Esto se debe a que el apareamiento y la migración de los cromosomas homólogos durante la meiosis no es el normal lo que determina la separación de los cromosomas de los tres juegos o dotaciones ocurra al azar, con la consiguiente formación de núcleos con un complemento cromosómico desequilibrado. Este desequilibrio describe el hecho de que, para cada par de cromosomas homólogos de la especie en cuestión, un triploide producirá gametos que lleven dosis múltiples de cromosomas o bien, gametos deficientes para uno o más cromosomas. Debido a que el desarrollo de los gametos (y de los cigotos que surgen por fusión de los mismos) depende del tipo y de la cantidad apropiada de información genética, los gametos con exceso o defecto en el número de cromosomas tendrán un serio impedimento en su desarrollo y, por ende, los individuos que los producen serán altamente estériles.

Los triploídes se caracterizan por ser estériles, no es común encontrarlos en forma natural. Ejemplo. En el hombre aparece una forma triploíde (69,XXX), con 69 cromosomas. No se debe confundir con 47,XXX, (diploide con 3 copias del cromosoma X, un caso de aneuploidía). Posee mandíbulas pequeñas, fusión de los dedos en manos y pies, además, tiene desarrollo anormal del cerebro. Generalmente el feto sufre aborto o si llega a nacer no vive mucho tiempo.

Tetraploides

Individuo que posee cuatro juegos de cromosomas (4n). La duplicación se lleva a cabo con compuestos químicos, como el alcaloide llamado colchicina. se forma cuando se unen dos gametos diploídes de la misma especie. Ejemplos: variedades de manzana, cerezas, peras, sandías, zarzamoras y trigo. En el caso de manzanas, cerezas y peras, al aparecer como tetraploídes dan origen a frutos más grandes para su comercialización.

Autotetraploides

Individuos que poseen cuatro juegos de cromosomas homólogos completos(4n). Son fértiles cuando se producen gametos equilibrados, formándose cuando se unen dos gametos no reducidos de individuos pertenecientes a la misma especie.

Alotetraploides

Individuos que poseen cuatro juegos de cromosomas no homólogos (4n). Por lo general son fértiles, se forman al unirse dos gametos diploídes de dos especies diferentes. El caso más importante es el Triticale; este cereal es un híbrido alotetraploide de trigo (Triticum sativum) y centeno (Secale cereale).

Aneuploidía

(ANEU=IMPAR; PLOIDIA=UNIDAD). Son organismos cuyo número de cromosomas no es múltiplo del número básico del grupo. Se dividen en:

Nulosómicos

Se presenta cuando un organismo ha perdido un par de cromosomas (se presenta como 2n – 2). Es mortal para los diploídes; en poliploídes se pueden perder dos cromosomas homólogos de un grupo y sobreviven; en trigo hexaploide (6n – 2) se manifiesta con reducción de vigor y fertilidad y sobreviven hasta la madurez.

Monosómicos

Se presenta en organismos diploídes cuando pierden un cromosoma de un par (2n – 1). Se manifiesta con una alta mortalidad o reducción de la fertilidad.

Trisómico

Lo presentan individuos diploídes que poseen un cromosoma extra (2n+1); es decir, uno de los pares de cromosomas tiene un miembro extra. Esto produce diferentes fenotipos; en humanos la presencia de un pequeño cromosoma extra produce el síndrome de Down (se presenta cuando en el par 21 del óvulo o espermatozoide no se separan y estos contienen 24 cromosomas en lugar de 23, cuando uno de estos se aparea con otro del sexo contrario y normal, dará individuos de 47 cromosomas). Esto se presenta como un accidente en el complejo proceso meiótico; el individuo con este síndrome difiere en aspectos físicos e intelectuales de individuos normales.

Doble Trisómico

Se produce cuando cada uno de dos cromosomas diferentes se presenta por triplicado, representándose como (2n+1+1). Tetrasómico Se presenta por multiplicado un cromosoma de un organismo diploide, representado como (2n+2).

Especiación simpátrida

La especiación es la producción de poblaciones nuevas y reproductivamente aisladas. Una de las maneras es la formación de una especie sin que se establezca previamente una barrera geográfica entre poblaciones, a diferencia de lo que ocurre en la especiación alopátrida, considerada más comúnmente como “normal”. Este modo de especiación es conocido como especiación simpátrida, y si es o no posible es un tema controvertido, aunque hay algunas pruebas empíricas y algunos modelos que parecen corroborar su realidad. Se supone que se debe dar por la especialización ecológica, cuando en una población se producen simultáneamente presiones selectivas en direcciones diferentes, por ejemplo cuando una especie parásita empieza a hacer uso de un nuevo huésped en presencia del primitivo.

En la especiación simpátrida se desarrollan dos especies en la misma área geográfica que la especie progenitora. La especiación simpátrida es considerada como mínimo infrecuente. Poliploidía e hibridación son mecanismos importantes de especiación en plantas. Si bien los animales tienden a ser unisexuales, las plantas, a menudo, tienen los dos sexos funcionales en el mismo individuo. En consecuencia, las plantas (en ausencia de mecanismos de auto incompatibilidad) pueden reproducirse a sí mismas (sexual y asexualmente), estableciendo rápidamente especies reproductivamente aisladas. Poliploidía es un incremento del número de cromosomas característico del complemento diploide, por ejemplo la no disyunción de los cromosomas en la meiosis es lo que lleva a individuos 4n, este individuo estará aislado reproductivamente de la especie a pesar de poder reproducirse sexualmente.

Hibridación, un híbrido es un descendiente de padres pertenecientes a diferentes especies. Pueden producirse híbridos entre animales (por ejemplo la mula), pero es más común entre plantas. Los híbridos frecuentemente son estériles dado que, al no existir homólogos, los cromosomas no se aparean en la meiosis. En caso de existir poliploidía y el número de cromosomas se duplica, el híbrido puede producir gametos viables, ya que cada cromosoma tendrá su pareja, los gametos resultantes serán diploides. Se entiende por especiación parapátrica a la evolución del aislamiento reproductivo en poblaciones distribuidas continuamente en el espacio, pero entre las cuales el intercambio o flujo genético es modesto, lo que origina divergencia y un posterior aislamiento reproductivo.

Especiación por autopoliploidía

Es la especiación espontánea en la que interviene una sola especie que sufre una alteración de la meiosis, con un aumento de los cromosomas poliploidía. Solo son viables los múltiplos de dos en el número de cromosomas (4n, 6n, 8n) y es muy frecuente en los vegetales con la aparición de especies de gran tamaño.

Especiación por alopoliploidía

Es otra especiación espontánea en la que intervienen dos especies parecidas con el mismo número de cromosomas dando lugar a una descendencia estéril porque los cromosomas no son homólogos. Si durante la gametogénesis de la descendencia se produjera alguna mutación en la meiosis dando lugar a una poliploidía, se obtendrían gametos con número de cromosomas diploide que sólo se podrán fecundar con otros híbridos que hayan sufrido la misma mutación o consigo mismos.

Consecuencias fisiológicas

Aumenta el tamaño celular El ciclo celular es más lento. Nivel hormonal menor. Relaciones hídricas: Menor densidad de los estomas pero mayores células guarda y por menor transpiración. Por ello los poliploides aguantan mejor en ambientes más secos que el diploide.

Aumenta el metabolismo secundario, aparecen nuevas sustancias. Resistencia a plagas, herbivoría, enfermedades etc.

La fotosíntesis disminuye un 10% Desarrollo: Semillas más grandes, que germinan más despacio y con un índice de germinación menor. Las plántulas son más robustas, con un crecimiento inicial más rápido (sólo inicial). En general florecen más tarde pero se extiende el periodo, alargando el ciclo que en muchas circunstancias, se manifiesta cambiando de anual a perenne.

Consecuencias en cuanto a los sistemas reproductivos

En incompatibilidad gametofítica, rotura de esta. Cambio en la arquitectura floral y tamaño de la flor. La poliploidía supone cambios en las características ecológicas o de adaptabilidad de las especies.

Consecuencias genéticas

Aunque las plantas soportan la poliploidía, tienen intolerancia a una gran cantidad, es decir, no puede crecer el número de copias infinitamente. Esto es una desventaja pero la poliploidía tiene consecuencias positivas: Sobre todo la alopoliploidía que supone nuevos genes, nuevas combinaciones, nuevas novedades genéticas. Es posible que haya altos niveles de heterocigosidad. La alopoliploidía, especialmente, puede suponerlo, siendo mayor la adaptabilidad a medios más variables. La heterocigosidad permite una mayor variabilidad de isoenzimas.

Fuente

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