A poliploidia é um fenômeno genético caracterizado pela presença de mais de dois conjuntos completos de cromossomos em um organismo. Existem diferentes tipos de poliploidia, como a autopoliploidia (quando os conjuntos adicionais de cromossomos são da mesma espécie) e a alopoliploidia (quando os conjuntos adicionais são de espécies diferentes).
A poliploidia é mais comum em plantas do que em animais, sendo responsável por muitas das variedades de plantas cultivadas comercialmente, como a batata e o trigo. Em animais, a poliploidia é mais rara, mas já foi observada em espécies como salamandras e peixes.
Em humanos, a poliploidia é geralmente associada a anomalias cromossômicas, como a síndrome de Down, que é causada pela presença de três cromossomos no par 21. No entanto, a poliploidia em humanos é muito rara e geralmente resulta em aborto espontâneo.
Em resumo, a poliploidia é um fenômeno interessante que pode ter diferentes efeitos nos organismos, dependendo do tipo e do contexto em que ocorre.
Poliploidia: entendendo a multiplicação cromossômica nas espécies vegetais.
A poliploidia é um fenômeno biológico que ocorre quando um organismo possui mais de dois conjuntos de cromossomos em suas células. Isso pode resultar de erros durante a divisão celular ou de cruzamentos entre espécies diferentes. Nas espécies vegetais, a poliploidia é bastante comum e pode ter efeitos significativos em sua morfologia, fisiologia e reprodução.
Existem diferentes tipos de poliploidia, como a autopoliploidia, que ocorre quando um organismo possui múltiplos conjuntos de cromossomos idênticos, e a alopoliploidia, que envolve a combinação de conjuntos de cromossomos de espécies diferentes. Ambos os tipos de poliploidia podem resultar em novas características genéticas e fenotípicas nas plantas.
Em animais, a poliploidia é menos comum, mas ainda pode ocorrer em certas espécies, como os peixes e anfíbios. No entanto, a maioria dos mamíferos, incluindo os seres humanos, são organismos diplóides, ou seja, possuem apenas dois conjuntos de cromossomos em suas células somáticas.
Em seres humanos, a poliploidia é geralmente associada a distúrbios genéticos e pode levar a condições como a síndrome de Down, que é causada pela presença de um cromossomo extra no par 21. Essas condições geralmente resultam em problemas de desenvolvimento e deficiências mentais.
Nas plantas, a poliploidia é frequentemente considerada vantajosa, pois pode aumentar a variabilidade genética e a adaptabilidade das espécies. Muitas culturas agrícolas importantes, como o trigo e a batata, são poliploides e beneficiam-se das características adicionais que a poliploidia pode proporcionar.
Em resumo, a poliploidia é um fenômeno interessante que desempenha um papel importante na evolução das espécies vegetais. Enquanto nas plantas a poliploidia pode ser benéfica, nos animais, incluindo os seres humanos, pode resultar em distúrbios genéticos e problemas de saúde.
Impacto da poliploidia no organismo humano: suas consequências e implicações na saúde.
A poliploidia é um fenômeno comum em diversos organismos, incluindo plantas, animais e até mesmo seres humanos. Ela consiste na presença de mais de dois conjuntos de cromossomos em uma célula ou organismo. Existem diferentes tipos de poliploidia, como a autopoliploidia (quando os conjuntos extras de cromossomos são do mesmo organismo) e a alopoliploidia (quando os conjuntos extras são de espécies diferentes).
Em animais, a poliploidia é menos comum do que em plantas, mas ainda pode ocorrer em algumas espécies. No entanto, em seres humanos, a poliploidia é geralmente associada a problemas de saúde. Por exemplo, a síndrome de Down é causada pela trissomia do cromossomo 21, que resulta em um conjunto extra desse cromossomo. Isso pode levar a deficiências intelectuais, problemas cardíacos e outras complicações de saúde.
Além disso, a poliploidia em células somáticas humanas pode estar relacionada ao desenvolvimento de câncer. A aneuploidia, que é a presença de um número anormal de cromossomos em uma célula, é comum em diversos tipos de câncer e pode ser causada por erros durante a divisão celular, incluindo a poliploidia.
Portanto, é fundamental compreender o impacto da poliploidia no organismo humano e suas consequências para a saúde. Estudos sobre os mecanismos que levam à poliploidia e suas implicações na regulação celular e no desenvolvimento de doenças são essenciais para o avanço da medicina e para o desenvolvimento de novas estratégias de tratamento.
O papel da poliploidia na evolução de espécies vegetais: uma análise detalhada.
A poliploidia é um fenômeno comum na evolução de espécies vegetais, desempenhando um papel significativo na diversificação e adaptação das plantas ao longo do tempo. A poliploidia ocorre quando um organismo possui mais de dois conjuntos de cromossomos em suas células, resultando em um aumento no número total de cromossomos. Esse processo pode ocorrer de forma natural, por meio de cruzamentos entre espécies diferentes, ou ser induzido artificialmente em laboratório.
Tipos de poliploidia
Existem dois tipos principais de poliploidia: autopoliploidia e alopolidia. Na autopoliploidia, o organismo possui múltiplos conjuntos de cromossomos da mesma espécie, enquanto na aloploidia, os conjuntos de cromossomos vêm de espécies diferentes. Ambos os tipos de poliploidia podem levar à formação de novas espécies vegetais com características únicas e adaptadas a diferentes ambientes.
Poliploidia em plantas
A poliploidia é especialmente comum em plantas, com estimativas sugerindo que cerca de 70-80% das espécies vegetais são poliploides. Isso ocorre porque as plantas têm uma maior capacidade de tolerar variações no número de cromossomos, o que pode resultar em novas combinações genéticas e características vantajosas. Muitas culturas agrícolas, como trigo, batata e algodão, são poliploides e foram selecionadas ao longo dos anos devido às suas características desejáveis, como maior produtividade e resistência a doenças.
Importância da poliploidia na evolução vegetal
A poliploidia desempenha um papel crucial na evolução das espécies vegetais, permitindo a diversificação genética e adaptativa. Novas combinações genéticas podem surgir através da poliploidia, levando ao desenvolvimento de variedades com características únicas, como maior tamanho, resistência a condições adversas e maior capacidade de reprodução. Essas novas variedades podem contribuir para a sobrevivência das plantas em ambientes em mudança e facilitar a colonização de novos habitats.
Em resumo, a poliploidia é um fenômeno importante na evolução de espécies vegetais, proporcionando uma fonte de variabilidade genética e adaptativa que impulsiona a diversificação e a sobrevivência das plantas ao longo do tempo.
Diferentes níveis de ploidia nas células do nosso corpo: uma análise detalhada.
A poliploidia é um fenômeno comum em diversos organismos, resultando em diferentes níveis de ploidia nas células do nosso corpo. A ploidia refere-se ao número de conjuntos de cromossomos em uma célula, e a poliploidia ocorre quando uma célula possui mais de dois conjuntos de cromossomos.
Existem diferentes tipos de poliploidia, sendo os mais comuns o triploidismo, o tetraploidismo e o hexaploidismo. No triploidismo, a célula possui três conjuntos de cromossomos, no tetraploidismo possui quatro conjuntos, e no hexaploidismo possui seis conjuntos.
Em animais, a poliploidia é um evento raro e geralmente resulta em infertilidade. No entanto, há alguns casos de poliploidia em animais, como em certas espécies de peixes e anfíbios. Nestes casos, a poliploidia pode conferir vantagens adaptativas, como resistência a doenças.
Em humanos, a poliploidia é extremamente rara e geralmente está associada a distúrbios genéticos. No entanto, algumas células do nosso corpo, como os hepatócitos do fígado, podem ser poliploides. Isso significa que essas células possuem mais de dois conjuntos de cromossomos, o que pode ser importante para suas funções metabólicas.
Já em plantas, a poliploidia é um fenômeno comum e pode ser induzida artificialmente para melhorar características como tamanho, resistência e produtividade. Muitas plantas cultivadas, como o trigo e a batata, são poliploides. A poliploidia em plantas pode resultar em indivíduos mais robustos e adaptados a diferentes condições ambientais.
Em resumo, a poliploidia é um fenômeno interessante que ocorre em diferentes organismos, resultando em diferentes níveis de ploidia nas células do nosso corpo. Embora seja mais comum em plantas, a poliploidia também pode ocorrer em animais e humanos, com diferentes consequências e implicações para a biologia e a genética.
Poliploidia: tipos, em animais, em humanos, em plantas
A poliploidia é um tipo de mutação genética, é a adição de um conjunto completo (conjuntos completos) de cromossomas para o núcleo da célula, formando pares homólogos. Esse tipo de mutação cromossômica é a euploidia mais comum e é caracterizada por o organismo transportar três ou mais conjuntos completos de cromossomos.
Um organismo (diplóide normalmente = 2n) é considerado um poliploide quando adquire um ou mais conjuntos completos de cromossomos. Diferentemente das mutações pontuais, inversões e duplicações cromossômicas, esse processo é de larga escala, ou seja, ocorre em alocações completas de cromossomos.
Em vez de ser haploide (n) ou diplóide (2n), um organismo poliploide pode ser tetraploide (4n), octoplóide (8n) ou superior. Esse processo de mutação é bastante frequente nas plantas e estranho nos animais. Esse mecanismo pode aumentar a variabilidade genética nos organismos sésseis que não conseguem se mover do ambiente.
A poliploidia é de grande importância em termos evolutivos em certos grupos biológicos, onde constitui um mecanismo frequente para a geração de novas espécies, uma vez que a carga cromossômica é uma condição herdável.
Quando ocorre a poliploidia?
Perturbações no número de cromossomos podem ocorrer tanto na natureza quanto em populações estabelecidas em laboratório. Eles também podem ser induzidos com agentes mutagênicos, como a colchicina. Apesar da incrível precisão da meiose, as aberrações cromossômicas ocorrem e são mais comuns do que se imagina.
A poliploidia surge como resultado de algumas alterações que podem ocorrer durante a meiose na primeira divisão meiótica ou durante a prófase, na qual os cromossomos homólogos são organizados em pares para formar tetrades e uma não disjunção deste ocorre durante Anáfase I.
Surgimento de novas espécies
A poliploidia é importante, pois é um ponto de partida para originar novas espécies. Esse fenômeno é uma fonte importante de variação genética, pois gera centenas ou milhares de locais duplicados, livres para obter novas funções.
Nas plantas é particularmente importante e bastante difundido. Estima-se que mais de 50% das plantas com flores tenham se originado da poliploidia.
Na maioria dos casos, os poliploides diferem fisiologicamente das espécies nativas e, por isso, podem colonizar ambientes com novas características. Muitas espécies importantes na agricultura (incluindo trigo) são poliploides de origem híbrida.
Tipos de poliploidia
As poliploidias podem ser classificadas de acordo com o número de conjuntos cromossômicos completos ou conjuntos presentes no núcleo da célula.
Nesse sentido, um organismo que contém “três” conjuntos de cromossomos é “triploide”, “tetraploide” se contiver 4 conjuntos de cromossomos, pentaplóide (5 séries), hexaploidae (6 séries), heptaploide (sete séries), octoplóide (oito) jogos), nonaploidae (nove jogos), decaplóide (10 jogos) e assim por diante.
Por outro lado, as poliploidias também podem ser classificadas de acordo com a origem das doações cromossômicas. Nesta ordem de idéias, um organismo pode ser: autopoliploide ou alopoliploide.
Um autopoliploide contém vários conjuntos de cromossomos homólogos derivados do mesmo indivíduo ou de um indivíduo pertencente à mesma espécie. Nesse caso, os poliploides são formados pela união de gametas não reduzidos de organismos geneticamente compatíveis, catalogados como a mesma espécie.
Um alopoliploide é aquele organismo que contém conjuntos de cromossomos não homólogos devido à hibridação entre espécies diferentes. Nesse caso, a poliploidia ocorre após a hibridação entre duas espécies relacionadas.
Poliploidia em animais
Nos animais, a poliploidia é rara ou rara. A hipótese mais difundida que explica a pequena frequência de espécies poliploides em animais superiores é que seus complexos mecanismos de determinação sexual dependem de um equilíbrio muito delicado no número de cromossomos sexuais e autossomos.
Essa idéia foi mantida apesar da evidência acumulada de animais que existem como poliploides. É geralmente observado em grupos de animais mais baixos, como vermes e uma grande variedade de vermes chatos, onde os indivíduos geralmente têm gônadas masculinas e femininas, facilitando a auto-fertilização.
As espécies que apresentam a última condição são chamadas hermafroditas autocompatíveis. Por outro lado, também pode ocorrer em outros grupos cujas fêmeas podem dar à luz sem fertilização, através de um processo chamado partenogênese (que não implica um ciclo sexual meiótico normal)
Durante a partenogênese, os descendentes são basicamente produzidos pela divisão mitótica das células parentais. Isso inclui muitas espécies de invertebrados, como besouros, isópodes, mariposas, camarões, vários grupos de aracnídeos e algumas espécies de peixes, anfíbios e répteis.
Ao contrário das plantas, nos animais, a especiação através da poliploidia é um evento excepcional.
Exemplos em animais
A rompa Tympanoctomys barrerae é uma espécie tetraplóide que possui 102 cromossomos por célula somática. Ele também tem um efeito “gigas” em seu esperma. Esta espécie alopoliploide provavelmente se originou da ocorrência de vários eventos de hibridação de outras espécies de roedores, como Octomys mimax e Pipanacoctomys aureus.
Poliploidia em humanos
A poliploidia é incomum em vertebrados e é considerada irrelevante na diversificação de grupos como mamíferos (ao contrário de plantas) devido às interrupções que ocorrem no sistema de determinação de sexo e no mecanismo de compensação de dose.
Estima-se que cinco em cada 1.000 humanos nascem com graves defeitos genéticos atribuíveis a anormalidades cromossômicas. Um número ainda maior de embriões com defeitos cromossômicos é abortado espontaneamente e muitos mais nunca chegam ao nascimento.
Nos seres humanos, as poliploidias cromossômicas são consideradas letais. No entanto, em células somáticas como os hepatócitos, cerca de 50% destes são normalmente poliploides (tetraploides ou octaploides).
As poliploidias mais frequentemente detectadas em nossa espécie são triploidias e tetraploidias completas, bem como mixoploides diplóides / triploides (2n / 3n) e diplóides / tetraploides (2n / 4n).
Neste último, uma população de células diplóides normais (2n) coexiste, com outra possuindo 3 ou mais múltiplos haploides de cromossomos, por exemplo: triploide (3n) ou tetraploide (4n).
Triploidias e tetraplodia em humanos não são viáveis a longo prazo. Na maioria dos casos, foram relatados óbitos até o nascimento ou mesmo alguns dias após o nascimento, variando de menos de um mês a um máximo de 26 meses.
Poliploidia em plantas
A existência de mais de um genoma no mesmo núcleo tem desempenhado um papel importante na origem e evolução das plantas, sendo talvez a alteração citogenética mais importante na especiação e evolução das plantas. As plantas eram a porta de entrada para o conhecimento das células com mais de dois conjuntos de cromossomos por célula.
Desde o início das contagens cromossômicas, observou-se que uma grande variedade de plantas silvestres e cultivadas (incluindo algumas das mais importantes) são poliploides. Quase metade das espécies conhecidas de angiospermas (plantas com flores) são poliploides, da mesma forma, a maioria das samambaias (95%) e uma grande variedade de musgos.
A presença de poliploidia nas plantas de gimnospermas é rara e altamente variável nos grupos de angiospermas. Em geral, tem sido apontado que as plantas poliploides são altamente adaptáveis, podendo ocupar habitats que seus ancestrais diplóides não podiam. Além disso, plantas poliploides com mais cópias genômicas acumulam maior “variabilidade”.
Dentro das plantas, talvez os alopoliploides (mais comuns na natureza) tenham um papel fundamental na especiação e radiação adaptativa de muitos grupos.
Melhoria da horticultura
Nos vegetais, a poliploidia pode se originar de vários fenômenos diferentes, sendo os erros mais frequentes durante o processo de meiose que dão origem a gametas diplóides.
Mais de 40% das plantas cultivadas são poliploides, incluindo alfafa, algodão, batata, café, morango, trigo, entre outros, sem relação entre domesticação e poliploidia das plantas.
Como a colchicina foi implementada como um agente para induzir a poliploidia, ela foi usada em plantas basicamente por três razões:
-Para gerar poliploidia em certas espécies importantes, como tentativa de obter melhores plantas, uma vez que os poliploides geralmente apresentam um fenótipo no qual há um crescimento notável do tamanho “gigas”, porque há um número maior de células. Isso permitiu avanços notáveis na horticultura e no campo do melhoramento genético das plantas.
-Para poliploidização de híbridos e que recuperam a fertilidade para que algumas espécies sejam redesenhadas ou sintetizadas.
-E finalmente como uma maneira de transferir genes entre espécies com diferentes graus de ploidia ou dentro da mesma espécie.
Exemplos em plantas
Dentro das plantas, um poliploide natural de grande importância e particularmente interessante é o pão de trigo, Triticum aestibum (hexaploide). Juntamente com o centeio, foi construído intencionalmente um poliploide chamado “Triticale”, um alopoliplóide com alta produtividade do trigo e robustez do centeio, com grande potencial.
O trigo nas plantas cultivadas tem sido notavelmente essencial. Existem 14 espécies de trigo que evoluíram pela alopoliploidia e formam três grupos, um de 14, outro de 28 e um de 42 cromossomos. O primeiro grupo inclui as espécies mais antigas dos gêneros T. monococcum e T. boeoticum.
No segundo grupo, é composto por 7 espécies e aparentemente deriva da hibridação de T. boeoticum com uma espécie de fervura selvagem de outro gênero chamado Aegilops. O cruzamento produz um híbrido vigoroso estéril que, por duplicação de cromossomos, pode resultar em um alotetraplóide fértil.
O terceiro grupo de 42 cromossomos é onde estão os trigos do pão, que provavelmente se originaram através da hibridação de uma espécie tertraplóide com outra espécie de Aegilops, seguida de uma duplicação do complemento cromossômico.
Referências
- Alcántar, JP (2014). Poliploidia e sua importância evolutiva. Deficiência e questões tecnológicas, 18 : 17-29.
- Ballesta, FJ (2017). Algumas considerações bioéticas em relação à existência de casos de seres humanos com tetraploidia ou triploidia completos, nascidos vivos . Studia Bioethica, 10 (10): 67-75.
- Castro, S., & Loureiro, J. (2014). O papel da reprodução na origem e evolução de plantas poliploides . Revista Ecosystems, 23 (3), 67-77.
- Freeman, S. e Herron, JC (2002). Análise Evolutiva . Pearson Education
- Hichins, CFI (2010). Origem genética e geográfica do roedor tetraplóide Tympanoctomys barrerae (Octodontidae), com base na análise de seqüências mitocondriais do citocromo b (dissertação de doutorado, Instituto de Ecologia).
- Hickman, C.P., Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. e Eisenhour, DJ (2008). Princípios Integrados de Zoologia . Nova York: McGraw-Hill. 14 th Edition.
- Pimentel Benítez, H., Lantigua Curz, A. e Quiñones Maza, O. (1999). Mixoploidia diploide-tetraploide: primeiro relato em nosso meio . Revista Cubana de Pediatria, 71 (3), 168-173.
- Schifino-Wittmann, MT (2004). Poliploidia e seu impacto na origem e evolução de plantas selvagens e cultivadas . Brazilian Journal of Agro science, 10 (2): 151-157.
- Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J.H & Lewontin, RC (1992). Introdução à análise genética . McGraw-Hill Interamerican. 4 th Edition.