THE ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF BEING POLYPLOID

LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE SER poliploide

Luca Comai

Resumen | Poliploides - organismos que tienen varios conjuntos de cromosomas - son comunes en ciertos taxones de plantas y animales, y pueden ser sorprendentemente estable. La evidencia que ha surgido del análisis del genoma también indica que muchos otros genomas eucarióticos tienen una ascendencia poliploidía, lo que sugiere que la mayoría de los seres humanos y otros eucariotas se han beneficiado ya sea desde o poliploidía soportado. Los estudios de poliploides poco después de su formación han puesto de manifiesto las interacciones genéticas y epigenéticas entre los genes redundantes. Estas interacciones pueden estar relacionados con los fenotipos y los destinos evolutivos de poliploides. Aquí, considero que las ventajas y los desafíos de la poliploidía, y su potencial evolutivo.

La poliploidía es la condición hereditaria de poseer más de dos juegos completos de cromosomas. La mayoría de los poliploides tienen un número par de juegos de cromosomas, con cuatro que son los más comunes (tetraploidia). Poliploides son muy comunes entre las plantas y común entre los peces y anfibios, y son por lo general en forma y bien adaptados. De hecho, el estudio de los genomas eucarióticos está proporcionando una prueba sorprendente de la potencial evolutivo de los poliploides: muchos genomas secuenciados exhiben la firma de ascendencia poliploidía. Esto indica que la poliploidía puede otorgar flexibilidad evolutiva a largo plazo, en lugar de congelar las especies en estado estático que se aplica mediante la redundancia génica, como se propuso originalmente.

De hecho, la poliploidía puede ser ventajoso. Sobre la base de la caracterización fenotípica y molecular de NEOPOLYPLOIDS, se ha deducido que después forman poliploides que pasan a través de un cuello de botella de la inestabilidad, antes de ser adaptado y unen a la lucha evolutiva como competidores eficientes de sus parientes diploides. poliploides adaptados que eviten la extinción entren en una trayectoria evolutiva de diploidization, durante el cual se reduce la redundancia genómico. genes duplicados se pueden perder, retenidos o mantenidos como duplicados, a menudo sometidos a subfunctionalization y neofunctionalization. análisis bioinformáticas y teóricos indican que estos procesos a menudo no son al azar y que la función y las propiedades de la proteína codificada afectan el resultado. Al proporcionar la duplicación de genes, polyploidization podría avivar la diversificación a largo plazo y el éxito evolutivo.

En esta revisión se discuten las posibles ventajas de la poliploidía y las restricciones sobre la formación de poliploide que se indica por medio de pruebas experimentales o consideraciones teóricas. El devenir y el resto de los cambios poliploide la organización y función del genoma en los planos genéticos y epigenéticos. Por ejemplo, además de la creación de redundancia de genes, poliploidía causa el agrandamiento nuclear y aumenta la complejidad de los procesos que están involucrados en la gestión y la partición de cromosomas durante la división celular. Quizás la evidencia más sorprendente de cambio proviene del descubrimiento de remodelación epigenética, que conduce tanto a la activación y la supresión de la expresión génica. Aunque algunos de estos cambios son potencialmente ventajosa, muchos causa inestabilidad de los neopolyploids y podría ser perjudicial. Esta revisión de cómo se forman los poliploides y adaptarse no sólo será útil para los lectores que estén interesados ​​en el papel evolutivo de los poliploides. También será útil para aquellos que están interesados ​​en cómo las interacciones de genes de los padres pueden llevar a HÍBRIDO o DISGENESIA, en cómo los patrones epigenéticos se mantiene o se altera, y en cómo las características estructurales de la organización genómica afectan las funciones celulares.

La mecánica de Formación de poliploidía y la incidencia de la poliploidía.

Poliploides se dividen en categorías en función de su composición cromosómica y su modo de formación. surgen cuando un poliploides mitótico raras o catástrofe meiótica provoca la formación de los gametos que tienen más de un juego de cromosomas (Fig. 1). gametos diploides, que surgen con poca frecuencia, normalmente se fusionan con los haploides y producen cigotos triploides, que son inestables y pueden ser o bien estéril o contribuir a otros gametos poliploides, dependiendo de la especie. La fusión de los gametos diploides conduce a cigotos tetraploides, que son potencialmente estable.

Hay una distinción básica entre autopoliploides y allopolyploids. Ambos tienen varios conjuntos de cromosomas, pero en el primero estos son del mismo tipo y tienen el mismo origen, mientras que en este último tanto el tipo y el origen son diferentes. Esto se debe a resultados autopolyploidy de una mutación en el cromosoma número mientras que los resultados de la hibridación allopolyploidy concurrente y ¡mutaciones en el número de cromosomas. El número total de conjuntos de cromosomas se indica mediante el prefijo; por ejemplo, tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6) y octa- (8).

arreglos apareamiento meiótico varían entre tipos de ploidía (Fig. 2). En particular, la mayor complejidad de emparejamiento puede causar la supresión o adición de cromosomas distinto del complemento equilibrado que se espera en los gametos (Fig. 2B). La división entre autopoliploides y allopolyploids no es absoluta. Los juegos de cromosomas de allopolyploids difieren de forma proporcional a la divergencia de los genomas parentales: cuanto más cerca de los padres, más similares al allopolyploid resultante es a un autopoliploide. Esta ambigüedad potencial entre las clases de poliploidía se ha abordado mediante la propuesta de una tercera clase, allopolyploidy segmentaria, pero la utilidad de esta categoría es cuestionable.

Una consecuencia inmediata de la poliploidía es el cambio en las frecuencias de gametos y filial. reglas de segregación y distribución de Mendel se siguen aplicando, pero hay un aumento en el número de "factor" a considerar. Esto produce relaciones que son diferentes de los que fueron observados por Mendel en guisantes diploides (Fig. 3).

Poliploides se forman a una frecuencia relativamente alta (1 por cada 100.000) en las plantas con flores. Debido a esta alta velocidad de formación y la tolerancia de las plantas de poliploidía, poliploidía estable es común en las plantas. La ocurrencia frecuente de la poliploidía estable en peces y ranas indica que la formación de poliploides también es posible en animales, incluso si sólo es estable en ciertos taxones animal. De hecho, los vertebrados superiores no toleran la poliploidía, pero el 10% de los abortos espontáneos en los seres humanos se deben a la poliploidía.

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