Генетические причины замершей беременности, или зачем знать свой кариотип

Содержание:

В полиплоидия Это тип генетической мутации, заключающийся в добавлении полного набора (полных наборов) хромосом к ядру клетки, образующих гомологичные пары. Этот тип хромосомной мутации является наиболее распространенным среди эуплоидий и характеризуется тем, что в организме содержится три или более полных набора хромосом.

Организм (обычно диплоид = 2n) считается полиплоидным, если он приобретает один или несколько полных наборов хромосом. В отличие от точечных мутаций, хромосомных инверсий и дупликаций, этот процесс является крупномасштабным, то есть он происходит на полных наборах хромосом.

Вместо гаплоида (n) или диплоида (2n) полиплоидный организм может быть тетраплоидом (4n), октоплоидом (8n) или выше. Этот процесс мутации довольно часто встречается у растений и редко встречается у животных. Этот механизм может увеличить генетическую изменчивость сидячих организмов, которые не могут перемещаться.

Полиплоидия имеет большое значение с точки зрения эволюции в определенных биологических группах, где она представляет собой частый механизм для генерации новых видов, поскольку хромосомная нагрузка является наследственным заболеванием.

Роль полиплоидии в образовании видов

Около 75% нынешних сортов культурных растений — полиплоиды. Это овощи и фрукты, злаки, а также цитрусовые и лекарственные растения. Популярные триплоиды: арбузы и виноград без косточек. Данные виды доказывают стерильность триплоидных организмов, поскольку не могут давать потомства.

Полиплоидия нашла применение среди селекционеров, которые создают новые сорта растений. В основе метода лежит искусственное увеличение хромосомных наборов в клетках живых организмов, которое всегда кратно гаплоидному набору. Вследствие этого идет интенсивный рост клеток и особи в целом.

На сегодняшний день выведено много новых, плодовитых и устойчивых сортов. Для получения желаемого результата, применяют такой мутаген, как колхицин. Он препятствует расхождению хромосом во время деления.

Мутации с увеличением числа хромосом возникают также под влиянием температуры, радиации, или вследствие перемены внутреннего состояния клетки. Таким образом, под влиянием внешних факторов не образуется веретено деления, и процесс распределения генетической информации между дочерними клетками останавливается. Причиной возникновения полиплоидии может стать эндомитоз – идет удвоение количества хромосом, но само ядро не делится.

Клеточная полиплоидия делает растения более стойкими к переменам окружающей среды, и воздействию чужеродных агентов. Такая выносливость обусловлена тем, что в случае гибели нескольких гомологичных хромосом, большинство все же продолжают функционировать.

Используют для селекции также аллополиплоидные организмы. Хромосомные наборы таких особей различаются: набором генов, формой или количеством хромосом. Так, скрещивание растений различных родов, к примеру, ржи и пшеницы, дает в результате гибрида с одинарным набором ржи и одинарным набором пшеницы. Данное потомство не будет способно к дальнейшему воспроизведению себе подобных, только увеличение числа хромосом обоих растений даст возможность возобновить репродуктивную функцию.

[править] Нарушения плоидности у человека

У человека большая часть клеток диплоидны. Гаплоидны только зрелые половые клетки (гаметы). Другие варианты плоидности — несут лишь отрицательное воздействие.

Примеры анеуплоидии у человека: синдром Дауна (21-я хромосома представлена тремя копиями), синдром Кляйнфельтера — избыточная X хромосома (XXY), синдром Тернера — отсутствие одной из половых хромосом (X0). Описаны также примеры утроения X хромосомы и некоторые другие аномалии.

Примерами полиплоидии являются абортивные триплоидные зародыши и триплоидные новорождённые (срок их жизни при этом не превышает нескольких дней), а также диплоидно-триплоидные мозаики.

Изобретение митоза приводит к диверсификации хромосом, что порождает новые проблемы, для решения которых нужно изобрести мейоз

Неизбежным следствием изобретения митоза полиплоидными археями — предками эукариот должна была стать быстрая диверсификация хромосом. Митоз снимает проблему сегрегационного груза, и поэтому избыточные копии генов, расположенные на разных хромосомах, получают небывалую эволюционную свободу. В нашей модели они просто начинают деградировать, свободно накапливая вредные мутации, так что скоро у каждого гена остается только одна неиспорченная копия, расположенная на любой из хромосом. Каждая хромосома при этом становится уникальной и незаменимой, потому что те гены, которые остались неиспорченными на ней, безнадежно испорчены на всех остальных хромосомах (рис. 5).

Наша модель не предусматривает приобретение генами новых функций (неофункционализацию) или специализацию на одном из аспектов исходной функции (субфункционализацию). Однако это именно то, что наверняка будет происходить в подобной ситуации у реальных живых организмов. Многие избыточные гены будут потеряны или безнадежно испорчены прежде, чем в них возникнет полезная мутация, но многие поделят функции или выработают новые.

Таким образом, изобретение митоза фактически превращает полиплоидный организм в моноплоидный, обладающий несколькими разными хромосомами, с высоким уровнем генетической избыточности. Здесь уместно вспомнить, что множественные хромосомы и генетическая избыточность — характерные черты эукариот, происхождение которых долго оставалось загадочным. Наша гипотеза дает им внятное историческое объяснение.

По мере того, как хромосомы специализируются и становятся уникальными, унаследованные от предков способы свободного хромосомного обмена и рекомбинации становятся все менее выгодными, а затем и вовсе начинают приносить вред. Действительно, если все ваши хромосомы уникальны и незаменимы, вы уже не можете просто передать в другую клетку по цитоплазматическому мостику одну-две случайно выбранные хромосомы и получить какие-то хромосомы взамен. Необходимо сделать обмен хромосомами и рекомбинацию более избирательными, чтобы в них участвовали только очень похожие (гомологичные) хромосомы. Моделирование подтверждает эти рассуждения (рис. 6). Кроме того, хорошо бы еще позаботиться о том, чтобы каждая хромосома принимала участие в рекомбинации с оптимальной частотой.

Очевидное решение проблемы состоит в развитии клеточного слияния (которое, возможно, уже имелось у предков эукариот, ведь его наличие предполагается у Haloferax) и спаривания гомологичных хромосом двух клеток с кроссинговером и последующим их аккуратным распределением по дочерним клеткам

Важно, чтобы в ходе клеточного деления, следующего за попарной рекомбинацией хромосом, каждая дочерняя клетка получила строго по одной хромосоме из каждой гомологичной пары. Уже имеющийся механизм митоза является идеальной заготовкой (преадаптацией) для эволюции такого клеточного деления

Итак, мы получили сингамию и мейоз.

Изучение молекулярных механизмов мейоза привело специалистов к выводу, что мейоз наверняка развился на основе митоза (см.: На пути к разгадке тайны мейоза — популярный синопсис статьи Ю. Ф. Богданова «Эволюция мейоза одноклеточных и многоклеточных эукариот. Ароморфоз на клеточном уровне»). Также есть веские аргументы в пользу того, что эволюция мейоза началась с развития механизма спаривания гомологичных хромосом, и что смысл этого новшества был не в том, чтобы повысить интенсивность рекомбинации, а в том, чтобы ограничить ее, запретив рекомбинацию между непохожими хромосомами (A. S. Wilkins, R. Holliday, 2009. The evolution of meiosis from mitosis). Наша гипотеза хорошо согласуется с этой идеей и объясняет, откуда взялась потребность в такой адаптации.

Когда возникает полиплоидия?

Нарушения числа хромосом могут возникать как в природе, так и в лабораторно установленных популяциях. Их также можно индуцировать мутагенными агентами, такими как колхицин. Несмотря на невероятную точность мейоза, хромосомные аберрации действительно происходят и встречаются чаще, чем можно было бы подумать.

Полиплоидия возникает в результате некоторых изменений, которые могут происходить во время мейоза, либо в первом мейотическом делении, либо во время профазы, когда гомологичные хромосомы организованы парами, образуя тетрады, и нерасхождение последних происходит во время анафаза I.

Профилактика

Вы можете уменьшить шансы появления полипов или рецидива после проведенной терапии, если будете придерживаться следующих стратегий:

1. Контролируйте проявления аллергии. Следуйте рекомендациям врача, чтобы контролировать течение аллергического заболевания. Если проявления заболевания не уменьшаются, проконсультируйтесь с врачом об изменении лечения.
2. Избегайте раздражителей слизистой носа. Избегайте контакта с веществами, которые могут вызвать воспаление или раздражение слизистой (дым, взвесь мелких частиц, едкие химические вещества, аллергены, пыль, шерсть животных).
3. Соблюдайте гигиену. Тщательно и регулярно мойте руки. Это один из лучших способов профилактики инфекций, которые могут вызвать воспаление слизистых оболочек носовой полости и пазух.
4. Контролируйте влажность воздуха в доме. При низком уровне влажности применяйте устройства для увлажнения воздуха. Это увлажнит дыхательные пути, улучшит самоочищение пазух и носовой полости.
5. Используйте средства для очистки носовой полости. Используйте назальный душ (аэрозоли) с изотоническим раствором хлорида натрия чтобы очистить полость. Это позволит уменьшить концентрацию раздражающих агентов на слизистой носа (аллергены, пыль, микробы) и уменьшит воспаление. Если вы самостоятельно готовите солевой раствор, то используйте дистиллированную или кипяченую воду.

Энциклопедический словарьюного биолога

Полиплоидия

Полиплодия (от греческих слов polyploos —
многократный и eidos — вид) —
наследственное изменение, заключающееся в кратком
увеличении числа наборов хромосом в клетках.
Дети всегда похожи на обоих родителей.
Происходит это потому, что в каждой их клетке
находятся два набора хромосом, два
комплекта генов — один материнский и один отцовский.

Такой двойной, или диплоидный (от греческих
слов diploos — двойной и eidos — вид),
набор хромосом типичен для живой природы.
Он достаточен для преемственности поколений.

Но в некоторых тканях диплоидных
организмов в процессе их развития появляются
клетки, в которых 4, 8 или гораздо больше
наборов хромосом. Такие клетки называют
полиплоидными, а сам процесс — соматической
полиплоидией (от греческого слова soma — тело).

Такая частичная полиплоидизация клеток
некоторых тканей очень широко распространена,
она свойственна всем изученным классам
животных и растений. Например, у
млекопитающих много полиплоидных клеток находят в
печени, сердце, среди пигментных клеток и др.

Другое явление — генеративная полиплоидия,
исходно свойственная организмам или
искусственно создаваемая при оплодотворении. В этом
случае все клетки организма полиплоидные.

Полиплоидия у гиацинта: 1 —
гаплоидное пыльцевое зерно,
содержащее в ядре 12
хромосом; 2 — диплоидное,
содержащее 24 хромосомы; 3 —
тетраплоидное — 48 хромосом.

Полиплоидия у ржи. Справа —
более крупные семена у
растения-полиплоида.

Такой вариант полиплоидии наиболее
свойствен растениям, особенно высшим.

Для полиплоидных растений обычно
характерны крупные размеры. Избыток хромосом
повышает их устойчивость к болезням и
многим повреждающим воздействиям, например
к радиации: при повреждении одной или даже
двух сходных (гомологичных) хромосом
остаются другие такие же совершенно целые.

Полиплоидные особи жизнеспособнее
диплоидных. Многие виды растений
полиплоидные. Вероятно, так же эволюционировали и
некоторые животные. Примером могут служить
некоторые черви, насекомые, рыбы и др.

Человек давно использует полиплоидию для
выведения высокопродуктивных сортов
сельскохозяйственных растений. Не так давно,
до начала нашего века, это делалось
бессознательно: просто размножали самые крупные
экземпляры, дающие много зерна или же
особенно крупные плоды. Отбором лучших
растений закрепляли признак, нужный человеку.

С появлением генетики выяснилось, что такие
гиганты — природные полиплоиды и,
следовательно, их отбор — это выделение
полиплоидного сорта из предкового, диплоидного вида.

Тогда полиплоиды стали создавать.
Есть вещество колхицин, задерживающее
деление клеток: число хромосом перед
делением удваивается, как обычно, но клетка не
делится, и в ней получается 4 набора
хромосом. Воздействуя раствором колхицина на
семена, можно получить полиплоидное
растение. Задержать деление клетки можно также
рентгеновским облучением, нагревом и
некоторыми другими воздействиями. Можно
воздействовать на гаметы и получить зиготу с
умноженнным числом хромосом, которое
сохранится во всех ее потомках — соматических
клетках. У растений, которые
размножаются и вегетативным путем (см. Размножение),
можно получить полиплоидное потомство от
природного или выведенного полиплоида.

Около 80% современных культурных
растений — полиплоиды. Среди них хлебные злаки,
овощные и плодовые культуры, многие
ягодные, цитрусовые, некоторые технические и
лекарственные растения. Среди сортов
декоративных растений также немало полиплоидов.

Советские ученые вывели триплоидную
свеклу, отличающуюся от обычной не только
крупными размерами корнеплодов, но и
повышенной их сахаристостью, а также
устойчивостью к болезням. Выведена полиплоидная
гречиха, гораздо более урожайная, чем
исходные, диплоидные сорта. Возможно
получение межвидовых полиплоидных гибридов,
например ржи и пшеницы, капусты и редьки.

Экспериментально полученные полиплоиды
животных — большая редкость. Так,
советскому ученому-генетику Б. Л. Астаурову
методом межвидовой гибридизации удалось
получить полиплоидную форму тутового
шелкопряда, продуцента шелка. Ученые вывели
полиплоидных рыб, а в последнее время и птиц,
например кур. Однако внедрение
полиплоидных пород животных в практику сельского
хозяйства — дело будущего.

Индивидуальные доказательства

1. Майкл А. Голдман, Филип Т. Ловерде, К. Ларри Крисман: Гибридное происхождение полиплоидии пресноводных улиток рода Bulinus (Mollusca: Planorbidae). В кн . : Эволюция. 37, 1983, стр. 592-600.
2. Энтони Дж. Ф. Гриффитс, Уильям М. Гелбарт, Джеффри Х. Миллер, Ричард С. Левонтин: современный генетический анализ . WH Freeman and Company, Нью-Йорк, 1999.
3. TH Schiebler, H.-W. Корф: анатомия. Гистология, история развития, макроскопическая и микроскопическая топография. 10-е издание. Steinkopf Verlag, 2007, с. 21.
4. П. Велицкий, Г. Мейнхард, К. Плессл, С. Вондра, Т. Вайс, П. Хаслингер, Т. Лендл, К. Аумайр, М. Майрхофер, X. Чжу, Б. Шютц, Р. Л. Ганнибал, Р. Линдау, Б. Вейл, Дж. Эрнеруд, Дж. Нисен, Г. Эггер, М. Микула, К. Рёрль, А. Э. Урбан, Дж. Бейкер, М. Кнёфлер, Дж. Поллхаймер: Амплификация генома и клеточное старение являются отличительными чертами человеческого развитие плаценты. В: PLoS Genetics. 14, 10, 2018, DOI: 10.1371 / journal.pgen.1007698
5. Этот раздел основан на: Вильгельм Сейфферт (Ред.): Учебник генетики. 2-е издание. Spektrum Akademischer Verlag, Гейдельберг / Берлин, 2003 г., ISBN 3-8274-1022-3 , стр. 504.
6. Следующий раздел основан на: Wilhelm Seyffert (Ed.): Учебник генетики. 2-е издание. Издательство Spectrum Academic, Гейдельберг / Берлин, 2003 г., ISBN 3-8274-1022-3 , стр. 502 f.

Вхождение

Полиплоидия особенно часто встречается у высших растений ; Примеры — пшеница, а также многие папоротники и орхидеи . Многие культивируемые виды фруктов и овощей демонстрируют полиплоидность, поскольку самые крупные и лучшие — часто из разных видов — всегда выводятся во время разведения, и полиплоидия может возникать, особенно при таких скрещиваниях, но также как случайная мутация .

В животном мире полиплоидия встречается редко, но встречается, например, у отдельных видов или форм земноводных (z. B. triploidy у Teichfrosch ), рептилий и грызунов (например, B. tetraploidy у крыс Red и Golden viscacha ), в частности у Wenigborstern. , при этом виды плодовых мух (Drosophilidae), а также различные роды планорбид на (тетра- через октоплоидии). Все семейство форелевых (Salmonidae) также произошло от полиплоидизации.

У человека полиплоидия физиологически возникает в некоторых типах клеток, например в клетках сердечных мышц , семенных пузырьков , передней доли гипофиза , в эпителиальных клетках печени и вневорсинчатых трофобластах плаценты. Полиплоидные эмбрионы обычно умирают на ранних сроках беременности.

Полиплоидия также наблюдалась у некоторых бактерий . Ярким примером является гигантская бактерия Epulopiscium fishelsoni , размер которой достигает 0,6 миллиметра и которая содержит до 200 000 копий ее генома.

Появление новых видов

Полиплоидия важна, так как это отправная точка для возникновения новых видов. Этот феномен является важным источником генетической изменчивости, поскольку он дает начало сотням или тысячам дублирующих локусов, которые остаются свободными для получения новых функций.

В растениях это особенно важно и довольно широко распространено. По оценкам, более 50% цветковых растений произошли от полиплоидии

В большинстве случаев полиплоиды физиологически отличаются от исходных видов и благодаря этому могут колонизировать среду с новыми характеристиками. Многие важные виды в сельском хозяйстве (включая пшеницу) представляют собой полиплоиды гибридного происхождения.

Причины возникновения

Ученые не до конца понимают причины появления и роста полипов. Не совсем понятно, почему продолжающееся воспаление у одних людей запускает развитие полипоза, а у других нет.

Есть некоторые подтверждения, что люди, у которых образуются полипы, имеют другой иммунный ответ и отличительные химические маркеры слизистой оболочки.

Состояния, часто ассоциирующиеся с полипозом:

• бронхиальная астма сопровождается продолжительным воспалением всех дыхательных путей;
• аспириновая чувствительность, непереносимость некоторых нестероидных противовоспалительных средств вызывает развитие воспалительной реакции в слизистой дыхательных путей в ответ на прием лекарств;
• аллергический грибковый синусит, сенсибилизация слизистой оболочки носа и околоносовых пазух к микроскопическим грибам и их спорам;
• кистозный фиброз (муковисцидоз), генетическое заболевание, приводящее к образованию очень вязкого секрета на слизистой оболочке верхних и нижних дыхательных путей;
• эозинофильный гранулематоз (с-м Чардж-Стросса), редкая патология, сопровождающаяся воспалением кровеносных сосудов.

[править] Полиплоидия у растений

Термин полиплоидия был предложен в 1916 году немецким ученым Винклером, изучавшим образцы аномальных (химерных) тканей у паслена.

Естественная полиплоидность в природе распространена достаточно широко. До 75 % арктический флоры — полиплоиды, так же велик процент полиплоидов в пустынных и высокогорных регионах, где выживают растения, устойчивые к экстремальным условиям обитания.

Человеком полиплоидия используется издавна. Сначала просто размножали самые крупные экземпляры, дающие много зерна или же хорошие плоды. С развитием генетики выяснилось, что такие гиганты — отобранные природные полиплоиды. В настоящее время на основе искусственной автополиплоидии синтезированы высокоурожайные формы и сорта пшеницы, ржи, гречихи, кукурузы, картофеля, хлопчатника, сахарной свеклы, сахарного тростника и других культурных растений. Растения-полиплоиды как правило характеризуются более крупными размерами, повышенным содержанием ряда веществ, устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, отличными от исходных форм сроками цветения и плодоношения. Искусственная полиплоидия вызывается ядами, разрушающими веретено деления, такими как алкалоид колхицин.

Аллополиплоидия (межвидовое скрещивание) обычно возникает от удвоения хромосом гибрида двух видов, что приводит к его плодовитости (амфиплоидия). Пример природной аллополиплоидии — алыча, гибрид терна и дикой сливы, полученный тысячелетия назад в результате естественной гибридизации. Искусственный гибрид получен в 1928 году русским цитогенетиком Карпеченко, который скрестил редьку с капустой. Полученый «амфидиплоид» получил научное название Paphanobrassica. У этого растения листья были как у редьки, а корни напоминали капустные. Хотя экономической ценностью полученный гибрид не обладал, но высупал в качестве наглядного примера значения плоидности для биологической эволюции.

Полиплоидные предки

Существует гораздо меньше видов полиплоидных животных, чем растений. Точная причина этого не совсем известна. Некоторые ученые считают, что это может быть связано с увеличением сложности строения организмов животных по сравнению с растениями. Другие предполагают, что полиплоидия может препятствовать образованию гамет, делению клеток или регуляции генома. Однако есть некоторые исключения. Примерами полиплоидии в животном мире являются рыбы, рептилии и насекомые.

Фактически недавние результаты исследований генома показывают, что многие виды, которые в настоящее время являются диплоидами, включая людей, были получены из полиплоидных предков. Эти виды, которые пережили древние генотипические дупликации, а затем редукцию генома, называются палеополиплоидами.

Лечение назального полипоза

Терапия хронического воспаления пазух (с полипами или без) является трудной задачей, которая требует комплексного лечения.

В лечении заболевания должна участвовать команда врачей (терапевт, аллерголог-иммунолог, отоларинголог), чтобы определить действенную схему лечения.

Цель лечения назального полипоза — уменьшить размер полипов или устранить их. Первым этапом начинают с лекарственной терапии. При низкой эффективности лекарственной терапии прибегают к хирургическому лечению. Оно не обеспечивает полное выздоровление, но значительно улучшает течение заболевания. Поэтому необходимо продолжить консервативное лечение в послеоперационном периоде.

Применение лекарств при назальном полипозе

Лечение начинают с лекарственной терапии, которая способствует уменьшению или исчезновению даже больших полипов.

Медикаментозное лечение обычно включает:

Назальные кортикостероиды

Назальные кортикостероиды оказывают преимущественно местное противовоспалительное действие. Они применяются в виде назальных спреев (с мометазоном, беклометазоном) и способствуют уменьшению носовых полипов.

Системные кортикостероиды

Если назначение назальных препаратов не эффективно, то назначают системные кортикостероиды (дексаметазон, преднизолон и др.) внутрь или в виде инъекций. В связи с тем, что прием кортикостероидов внутрь или инъекционно сопряжен с риском серьезных побочных эффектов, данные препараты не назначают на длительный период.

Другие лекарственные препараты

Также врач может прописать другие лекарственные средства, влияющие на воспаление слизистой. Они могут включать различные препараты для лечения аллергической патологии (блокаторы лейкотриеновых рецепторов, антигистаминные препараты, кромогликаты), антибактериальные препараты для лечения длительной или повторяющейся инфекции.

Хирургия полипов

Если медикаментозное лечение не сокращает или не устраняет полипы, может потребоваться эндоскопическая хирургия для их удаления и устранения проблем с пазухами.

В эндоскопической методике хирург использует специальную оптическую трубку, которая увеличивает и выводит изображение оперируемой области на экран. Под зрительным контролем хирург, используя специализированные микроинструменты, удаляет полипы и другие препятствия из полости носа и околоносовых пазух, мешающие оттоку жидкости из пазухи.

Хирург может также увеличить отверстия, соединяющие синусы с носовой полостью.

После операции рекомендуется использовать кортикостероидный назальный спрей, а также регулярное промывание готовыми солевыми растворами, чтобы помочь предотвратить рецидив назального полипоза.

Отличия эукариотического секса («полового размножения») от прокариотического (горизонтального переноса генов, ГПГ)

• У эукариот обмен генами взаимный, двусторонний: каждый участник является и донором, и реципиентом. У прокариот один участник — донор ДНК, другой — реципиент.
• Полногеномная рекомбинация: в обмене участвуют два полных генома.
  У прокариот в рекомбинации участвует один полный геном и один фрагмент.
• Все участвующие гены сохраняют шанс перейти к потомкам.
  У прокариот фрагмент ДНК донора либо встраивается в геном реципиента вдобавок к уже имеющимся там генам (но этот вариант не может использоваться регулярно, например, в каждом поколении), либо замещает собой гомологичный фрагмент генома реципиента. При этом замещенные аллели реципиента уничтожаются и теряют шанс перейти к потомкам (рис. 2).

Раньше многие специалисты предполагали, что первые эукариоты были бесполыми (размножались клонально — простым делением и не имели полового процесса), а потом у кого-то из них появилось половое размножение. В таком случае проблема появления эукариотического секса не связана напрямую с проблемой происхождения эукариот. Однако по мере накопления геномных данных стало ясно, что эукариотический секс является одной из фундаментальных особенностей эукариот, которая почти наверняка имелась уже у LECA. В частности, появляется всё больше аргументов в пользу того, что все современные бесполые группы эукариот произошли от предков, имевших мейоз, а значит и половой процесс. Стало быть, происхождение эукариот и происхождение полового размножения — проблемы взаимосвязанные.

Значение полиплоидии

Полиплоидия сыграла огромную роль в эволюции диких и окультуренных растений (предполагают, что 30% растений появились благодаря полиплоидии). Свидетельством роли полиплоидии в эволюционном становлении растительного мира служат полиплоидные ряды. В таком случае представители одного рода формируют эуплоидный ряд с увеличением количества хромосомных наборов.

Усовершенствованная морфология и физиология полиплоидных растений дает им возможность заселять новые места, которые недоступны другим видам из-за неблагоприятные внешние условия.

Многие века человек неосознанно вел отбор полиплоидных видов, которые приносили большие урожаи, были выносливы к плохим погодным условиям и действию патогенных микроорганизмов. Овладение методом экспериментального образования полиплоидов дало возможность внедрить высокопродуктивные виды, например, триплоидную сахарную свеклу, или перечную мяту.

Полиплоидия также встречается при патологическом разрастании ткани, образовании злокачественных опухолей.

[править] Ссылки

• Справочник медицинской биологии
• Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия, статья «Полиплоидия»
• Мария Жукова, «Полиплодия орхидей»

Основное	Кариотип · Плоидность · Мейоз · Митоз · Гомологичные хромосомы · Синапсис · Хромосомные территории
Классификация	Аутосома · Гоносома · Микрохромосома · Политенные хромосомы · Хромосомы типа ламповых щёток
Структура	Хроматиды Когезин · Сестринские хроматиды · Синаптонемный комплекс · Хиазма Теломеры Теломераза Центромера Кинетохор Хроматин Эухроматин · Гетерохроматин Нуклеосома Гистоны: H1 · H2A · H2B · H3 · H4
Перестройки и нарушения	Транслокация · Дупликация · Делеция · Инверсия · Сестринский хроматидный обмен  · Анеуплоидия · Полиплоидия · Амфидиплоиды
Хромосомное определение пола	Гетерогаметный пол · Гомогаметный пол · XY-система: · X-хромосома · Y-хромосома · SRY · ZW-система · Псевдоаутосомная область
Методы	Цитогенетика · Картирование · FISH · Ана-телофазный метод · Метафазный метод

[править] Гаплоидная и диплоидная фазы в жизненном цикле

У раздельнополых организмов в жизненном цикле происходит как правило нормальное чередование гаплоидной и диплоидной фаз. При мейозе образуются гаплоидные клетки в результате разделения диплоидной (у некоторых растений и грибов затем может происходить размножение путём митоза с образованием гаплоидного многоклеточного тела или нескольких поколений гаплоидных клеток-потомков). В результате полового процесса хромосомы двух гаплоидных клеток объединяются в одной диплоидной (зиготе), после чего могут размножаться при помощи митоза (у растений и животных) с образованием диплоидного многоклеточного тела или диплоидных клеток-потомков.

Преимущества полиплоидии

В большом числе полиплоидных клеток растений, рыб и лягушек, очевидно, должны быть некоторые преимущества. Общим примером в растениях является наблюдение гибридной энергии, или гетерозиса, в результате чего полиплоидное потомство двоих диплоидных предшественников, является более энергичным и здоровым, чем любой из двух диплоидных родителей. Существует несколько возможных объяснений этого наблюдения. Первый заключается в том, что принудительное спаривание гомологичных хромосом предотвращает рекомбинацию между геномами исходных предшественников, эффективно поддерживая гетерозиготность в течение поколений.

Эта гетерозиготность предотвращает накопление рецессивных мутаций в геномах последующих поколений, тем самым поддерживая гибридную энергию. Другим важным фактором является избыточность генов в клетках растений. Поскольку у полиплоидного потомства в два раза больше копий какого-либо конкретного гена, потомство защищено от пагубных последствий рецессивных мутаций

Это особенно важно во время стадии гаметофита

Другим преимуществом, обеспечиваемым избыточным положением генов, является способность диверсифицировать функцию генов с течением времени. Другими словами, дополнительные копии генов, которые не требуются для нормальной функции организма, могут в конечном итоге использоваться по-новому и совершенно по-разному, что приводит к новым возможностям. В эволюционном выборе они играют чуть ли не решающую роль. Полиплоиды важны в происхождении новых видов растений.

Как возникает полиплоидия

Полиплоидия — одна из форм изменчивости. Обеспечивает видовое разнообразие, когда потомство приобретает новые черты, отличаясь фенотипически от родителей.

Основное условие — отсутствие расхождения хромосом в мейозе. При этом половая клетка будет иметь диплоидный хромосомный набор. Если ее скрестить с гаплоидной клеткой получится триплоид, если же произойдет слияние между клетками с одинаковым количеством хромосомных наборов – образуется тетраплоидная зигота.

У каких организмов встречается полиплоидия? Среди диких видов растений, особенно цветковых, полиплоидия наблюдается часто (полиплоидов примерно половина). Поскольку растения могут размножаться вегетативно, полиплоидность не мешает им давать потомство, в отличие от животных.

В животном мире такое явление редкое, поскольку нерасхождение хромосом в мейозе приводит к генетическим ошибкам. Полиплоидия у животных характерна для некоторых гермафродитов (представители типа Черви) и особей, которые размножаются без оплодотворения. Плоидность простейших отличается колоссальным количеством наборов хромосом (около ста).

Осложнения

Носовые полипы могут приводить к осложнениям, так как нарушают свободное прохождение воздуха и дренаж слизистого секрета из пазух.

Возможные осложнения при полипозе носа:

• Обструктивное апноэ сна. При этом состоянии происходят длительные остановки дыхания во время сна, что повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, внезапной сердечной смерти.
• Прогрессирование бронхиальной астмы. Полипоз может усугублять течение бронхиальной астмы.
• Инфекция пазух или инфекционные осложнения хронического синусита. Полипы полости носа увеличивают частоту обострений синусита, могут привести к тяжелым осложнениям (например, менингит, флегмона орбиты, сепсис).

Автополиплоидия

Полиплоидия, основанная на умножении наборов хромосом внутри вида, называется автополиплоидией (соответствует аутотриплоидии , аутотетраплоидии и т. Д.), В отличие от аллополиплоидии. Это может происходить в отдельных соматических клетках (эндополиплоидия), но также может возникать в зародышевой линии и, таким образом, передаваться потомству (полиплоидия зародышевой линии).

Полиплоидия зародышевой линии

Если редукция не удается в мейозе , вместо гаплоидных гамет развиваются диплоидные гаметы . Слияние с гаплоидной гаметой создает триплоидную зиготу ; слияние с другой диплоидной гаметой создает тетраплоидную зиготу.

Триплоидия чаще встречается у растений. Триплоидные растения часто превосходят диплоидные по жизнеспособности и физиологической продуктивности. Поэтому они часто используются в селекции растений, но должны либо размножаться вегетативным способом (некоторые разновидности тополей ), либо, как сахарная свекла , производиться заново от диплоидных и тетраплоидных родителей.

Автополиплоидные растения обычно имеют более крупные клетки из-за увеличения объема ядра. Часто цветки более крупные, что используется в селекции растений, где используются природные и экспериментально полученные полиплоиды.

Эндополиплоидия

При эндополиплоидии полиплоидными являются только некоторые ткани или клетки в организме. Примеры этого — жгучие волоски крапивы или мегакариоциты человека. Эти полиплоидные клетки возникают в результате эндомитоза или эндоредупликации . В обоих случаях хромосомы удваиваются без последующего деления ядра. Она также известна как соматическая полиплоидия, поскольку ограничивается соматическими клетками и не влияет на зародышевую линию . Он влияет на клетки с высокой метаболической способностью. Политенные хромосомы — это особые формы .