Хромосомы у растений и животных: сколько хромосом у животных и растений?

Содержание

раскрыта вековая тайна правильного размножения растений // Смотрим

Профиль

Генетика растений и животных

23 января 2018, 14:30

Дарья Загорская

Иллюстрация Martienssen Lab, CSHL.

В живом организме найдётся молекулярный механизм на любой случай, в том числе и для подсчёта нужного количества хромосом в процессе размножения. Ошибки в таком деле беспощадны. После векового пребывания в догадках учёным всё-таки удалось разобраться в тонкостях этого механизма у растений.

У природы всё строго посчитано. И контроль над тем, сколько хромосом закладывается на начальной стадии развития нового организма, пожалуй, является одним из приоритетов. Для лучшего понимания важности вопроса достаточно вспомнить о синдроме Дауна у человека, когда число хромосом увеличено всего лишь на одну штуку, а тяжёлые последствия уже неизбежны.

А для того чтобы производить здоровое потомство и сохранять жизнеспособность в рамках своего вида, всем живым организмам от мала до велика нужно иметь надёжную защиту от просчёта, которая если не абсолютно полностью, то хотя бы с очень большой вероятностью исключит ошибку.

В рамках описанной проблемы в центре внимания нового исследования оказались растения. Дело в том, что у них существует механизм, делающий нежизнеспособным потомство с «неправильным» числом хромосом. Он носит название «триплоидный блок». Срабатывает защитная система обычно при спонтанной гибридизации, когда скрещивание происходит между генетически различными формами как внутри одного вида, так и между разными. Но долгое время учёные не могли досконально разобраться, как же растения понимают, что произошла роковая ошибка, другими словами, каким образом они пересчитывают свои хромосомы.

Команда американских и шведских учёных во главе с Робом Мартинссеном (Rob Martienssen) из Медицинского института Говарда Хьюза и Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор предположила, что в деле замешаны транспозоны — некодирующие участки ДНК, которые называют также «прыгающими генами» из-за их способности менять своё расположение. Известно, что для сохранения транспозонов, которые потенциально могут быть мутагенными, клетка генерирует особые молекулы микроРНК.

Так в пыльце цветковых растений и только в ней содержатся микроРНК 845 (miR845). В ходе серии экспериментов с резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana), традиционным модельным организмом, авторы исследования обнаружили, что miR845 нацелены на поиск транспозонов и на производство вторичных РНК на их основе, которые называются эпигенетически реактивированные малые интерферирующие РНК (easiRNA).

То есть, чем больше хромосом имеет пыльцевое зерно, тем больше там транспозонов и, следовательно, молекул easiRNA. Их подсчёт и осуществляется непосредственно в процессе оплодотворения, когда мужские гаметы объединяются с женскими. Если количество easiRNA несбалансированно, то есть отличается от заложенного в генетической программе, то срабатывает система триплоидного блока и развитие семян прекращается.

Описанное в издании Nature Genetics открытие имеет большое значение для фундаментальной науки, поскольку существенно улучшает понимание процесса регулирования количества хромосом у растений. Но, помимо этого, оно даёт надежду на упрощение жизни селекционеров, для которых триплоидный блок – это извечная проблема, а новые данные, возможно, лягут в основу новых методов его обхода.

Кстати, на помощь всё тем же селекционерам приходит практика редактирования генов, с помощью которой учёные успешно раскрывают скрытый потенциал растений, меняют окраску цветков, избавляют культуры от широкого спектра заболеваний. Безусловно, впереди нас ждёт светлое большее.

новости

Весь эфир

сравнительный анализ структуры, функций и фактов

Написано Сугапрабха Прасатin Биотехнология,Наука

Хромосомы представляют собой крошечные волосовидные структуры, расположенные внутри области ядра, несущей генетический материал организма.

Различие между хромосомами животных и растительных клеток может заключаться в число хромосом, гены, тип клеточного деления и генетические манипуляции.

Характерные черты	Хромосома растительной клетки	Хромосома животной клетки
Количество хромосом	Растительная клетка в целом, как правило, имеет меньше количество хромосом	Клетки животных обычно имеют большее число хромосом из-за их сложность.
Гены	Растительные клетки в основном очень сильно различаются по своим генам, как и растениям. фотосинтез чтобы выжить, поэтому наличие этого конкретного гена обязательно	Животная клетка имеет гены, связанные с их собственным фактором. Таким образом, наличие характерные для животных гены подобные локомоторные гены будут видны в хромосоме животной клетки.
Деление клеток	У растений деление клеток происходит путем клеточная пластина метод, при котором клетка отделяется, строя между собой стену.	У животных физиологический процесс называется цитокинез происходит
Генетические манипуляции	Генетическая манипуляция легко у растений, так как их хромосома легко модифицируется	Рекомбинантная технология или генетическая манипуляция утомительный в животной клетке по сравнению с растительной, но все же это возможно.

разница Между животным и растением Ячейка Chrомосомы

Структура хромосомы
Кредиты изображения- Википедия

Читать дальше на Являются ли грибы прокариотическими или эукариотическими: почему, как и подробные сведения и факты

Разница между животным и хромосомы клеток растений можно классифицировать на основе несколько факторов о которых пойдет речь в этой статье. Но конечная цель конкретной хромосомы или, чтобы быть более ясным, любая органелла останется такой же, как роль почек у людей и животных остается неизменной.

Аналогичным образом, конечная роль хромосом остается неизменной поэтому разница между животным и растительная клетка хромосом гораздо меньше, но имеет большое значение.

Все ли клетки растений и животных имеют одинаковое количество хромосом?

Растения могут готовить себе пищу там, где животные не могут, так же как растения и животные различаются по своим механизмам.

Итак, нет, не все клетки растений и животных имеют одинаковое количество хромосом. Каждый вид растений или животных будет отличаться по количеству хромосом.

Пример:

Количество Хромосомы, присутствующие в рисе, 24 хромосомы — 12 пар, тогда как у кукурузы число хромосом меньше 20 хромосомы- 10 пар.

Число хромосом, присутствующих у собак, 78 хромосом — 39 пар, тогда как у кошек 38 хромосомы — 19 пар.

Читать дальше на Эксцизионная репарация нуклеотидов и полиморфизм одиночных нуклеотидов | Важное обсуждение

Сходства между хромосомами клеток животных и хромосомами клеток растений:

Конечная роль или работа хромосом остается неизменной, даже если они присутствуют в клетках животных или клеток растений.

Конечная роль хромосомы состоит в том, чтобы нести неповрежденный генетический материал со всеми связанными белками, это остается одинаковым во всех клетках, и выравнивание является линейным как в растительных, так и в животных клетках.

Завод или клетки животных не имеют кольцевых хромосом. Они имеют линейную форму.

Читать дальше на Бактерии — прокариотические или эукариотические: почему, как и подробные сведения и факты

Разница между хромосомами клеток животных и растений

Пример:

Если 2 разных организма у животных имеют 18 хромосомы, нет необходимости, чтобы в них присутствовали одни и те же гены или даже аллели.
Игровой автомат 13-я хромосома может быть белок, который кодирует фермент F в одном организме.
Другой организм 13-я хромосома может кодировать для фермент АВС.
Таким образом, эти изменения могут произойти даже от одной животной клетки в другую или растительной клетки в другую.
Не обязательно, чтобы он имел те же реплики даже если они обладают одинаковым числом хромосом в них.

Компоненты хромосомы
Кредиты изображения- Flickr

Читать дальше на Есть ли у бактерий хлоропласты? Почему, какого типа, как и подробные факты

Почему в хромосомах клеток животных или растений есть гистоны?

Дифференциальная морфология хромосом помогает удерживать ДНК плотно обернутой или связанной вокруг белка, называемого гистонами.

Если бы у нее отсутствовало такое внешнее покрытие, молекула ДНК осталась бы свободной и не могла бы целиком поместиться внутри клетки. Говорят, что одна хромосомная нить, оставленная свободной, имеет длину около 6 футов, и для того, чтобы держаться вместе, они должны быть связаны внутри белков, таких как гистоны.

Гистоны Он белки которые представлены в виде слоев на молекуле ДНК в хромосомах, которые помогают сохранить ДНК не повреждена.

Для организма к омолаживать и расти и даже работать правильно, клетки должны пройти Деление клеток процесс выпуска новых клеток или даже восстановить или заменить старые поврежденные клетки.

В процессе клеточного деления происходит обязательный что ДНК остается неповрежденной и распределяется поровну между клетками. Хромосомы играют важную роль в этом весь процесс как хромосомы убедитесь, что ДНК правильно реплицирована и равномерно распределена.

Пример хромосомы клетки животного: Хромосома человека

У человека насчитывается около 23 пар хромосом, поэтому всего у человека 46 хромосом.
Среди этих 23 пар хромосом 22 пары — аутосомы которые одинаковы как у мужчин, так и у женщин.
Одна пара — это половая хромосома что отличается.

хромосома
Кредиты изображения- Flickr

F– XX хромосома
M– XY хромосома.

Последние посты

ссылка на 29 фактов о структуре и характеристиках KOH Lewis: почему и как?

29 фактов о структуре и характеристиках KOH Lewis: почему и как?

Гидроксид калия или едкий калий является неорганическим компонентом. Его молярная масса составляет 56.11 г/моль. Давайте резюмируем структуру КОН Льюиса и все факты в деталях. КОН представляет собой простой гидроксид щелочного металла…

Продолжить чтение

ссылка на «Есть ли еще соединение?» 5 фактов (когда, почему и примеры)

Является ли это союзом? 5 фактов (когда, почему и примеры)

Слово «еще» в основном служит в значении «до сих пор» или «тем не менее» в предложении. Проверим употребление слова «пока» в значении «союз». Слово «пока» можно обозначить как «координационное…

Продолжить чтение

Сравнительный анализ структуры, функций и фактов – Lambda Geeks

Автор Sugaprabha Prasathin Bio Tech, Science

Различие между хромосомами животных и растительных клеток может заключаться в числе хромосом, генов, типе клеточного деления и генетических манипуляциях.

Характеристика	Хромосома растительных клеток	Хромосома животных клеток
Количество хромосомы	Клетки растений в целом, как правило, имеют более высокое число численности Chromosomes	9006 9006	9006	9006	. до их сложности .
Гены	Растительные клетки очень сильно различаются по своим генам, как растениям требуется фотосинтез , чтобы выжить, поэтому присутствие этого конкретного гена является обязательным.	Животные клетки имеют гены, связанные с их собственным фактором. Таким образом, в хромосоме животной клетки будет видно присутствие генов, характерных для животных, , таких как локомоторные гены.
Деление клеток	У растений клеточное деление происходит методом клеточных пластин , при котором клетка отделяется, строя между собой стенку.	У животных физиологический процесс, называемый цитокинез происходит
Генетическая манипуляция	Генетическая манипуляция проста в растениях, поскольку их хромосома может быть легко изменена это возможно.

Отличие Между хромосомами животных и растений

Структура хромосомы
Изображение предоставлено Wikimedia

Узнайте больше о том, являются ли грибы прокариотическими или эукариотическими: почему, как и подробные сведения и факты

Различие между хромосомами клеток животных и растений можно классифицировать на основе нескольких факторов , которые будут обсуждаться в эта статья. Но конечная цель конкретной хромосомы или, чтобы быть более ясным, любая органелла останется такой же, как и роль почек у людей и животных, останется прежней.

Точно так же конечная роль хромосом остается неизменной , поэтому разница между хромосомами животных и растительных клеток намного меньше, но имеет большое значение.

Все ли клетки растений и животных имеют одинаковое количество хромосом?

Пример :

Число хромосом, присутствующих в рисе, составляет 24 хромосомы — 12 пар, тогда как в кукурузе число хромосом составляет 20 хромосом — 10 пар .

Количество хромосом у собак составляет 78 хромосом — 39 пар, тогда как у кошек 38 хромосом — 19 пар.

Дополнительная информация о эксцизионной репарации нуклеотидов и полиморфизме отдельных нуклеотидов | Важное обсуждение

Сходство между хромосомами животных клеток и хромосомами клеток растений:

Конечная роль или работа хромосом остается той же самой, даже если они присутствуют в клетках животных или клеток растений.

Конечная роль хромосомы состоит в том, чтобы нести генетический материал неповрежденным со всеми связанными белками, это остается одинаковым во всех клетках, и выравнивание является линейным как в растительных, так и в животных клетках.

клетки растений или животных не имеют кольцевых хромосом. Они показывают линейную форму .

Подробнее о бактериях прокариотических или эукариотических: почему, как и подробные знания и факты

Разница между животными и клеточными хромосомами

Пример :

, если 2, Организм. У животных. 18 хромосом , нет необходимости, чтобы в них присутствовали одни и те же гены или даже аллели.
13-я хромосома может быть белком, кодирующим фермент F в одном организме.
13-я хромосома другого организма может кодировать фермент ABC.
Таким образом, эти изменения могут происходить даже от одной животной клетки к другой или растительной клетки к другой.
Необязательно иметь одинаковых реплик , даже если они содержат одинаковое количество хромосом.

Компоненты хромосомы
Изображение предоставлено Flickr

Подробнее о том, есть ли у бактерий хлоропласты? Почему, какой тип, как и подробные факты

Почему в хромосомах клеток животных или растений есть гистоны?

При отсутствии такого внешнего покрытия молекула ДНК остается свободной и не может быть помещена в клетку целиком. Говорят, что одна хромосомная цепь, оставленная свободной, имеет длину около 6 футов, и для того, чтобы держаться вместе, они должны быть связаны внутри белков, таких как гистоны.

Гистоны представляют собой белков , которые представлены в виде слоев на молекуле ДНК в хромосомах и помогают сохранить целостность ДНК .

Чтобы организм омолаживался и рос и даже функционировал должным образом, клетки должны пройти процесс клеточного деления для выпуска новых клеток или даже для ремонта или замены старых поврежденных клеток .

В процессе клеточного деления обязательно , что ДНК остается интактной и распределяется поровну между клетками. Хромосомы являются жизненно важной частью всего этого процесса, поскольку хромосомы гарантируют, что ДНК правильно реплицируется и равномерно распределяется.

Пример хромосомы животной клетки: Хромосома человека

У человека имеется около 23 пар хромосом, так что всего у человека 46 хромосом.
Из этих 23 пар хромосом 22 пары являются аутосомами , которые одинаковы как у мужчин, так и у женщин.
Одна пара половых хромосом отличается.

Хромосома
Изображение предоставлено Flickr

Последние сообщения

ссылка на май В пассивном залоге: 5 фактов (когда, как и примеры)

Май в пассивном залоге: 5 фактов (когда, как и примеры)

В английском языке глагол «may» относится к модальные вспомогательные глаголы. Давайте здесь узнаем, как глагол «может» может быть изменен в пассивный залог.
Модальный вспомогательный глагол…

Продолжить чтение

ссылка на Является ли электрическое поле вектором? 5 фактов, которые вы должны знать

Является ли электрическое поле вектором? 5 фактов, которые вы должны знать

Электрическое поле создается заряженной частицей. В этой статье будет выяснено, является ли электрическое поле скалярной или векторной величиной.
Электрическое поле является вектором, поскольку оно имеет. ..

Продолжить чтение

Д-р Пол Вольф — Геномика папоротника: раскрытие тайны чисел хромосом растений • scientia.global

Растения более устойчивы к изменениям числа хромосом, чем животные. Даже кардинальные изменения, такие как удвоение всего генома, иногда приводят к благоприятным результатам. Хотя история удвоения генома обычна для большинства растений, число хромосом у многих растений этого не отражает. Сложные процессы сокращения генома помогают этим растениям терять дополнительную генетическую информацию, но они плохо изучены. Путем сравнения с папоротниками – группой с большим числом хромосом – Dr Paul Wolf из Университета Алабамы в Хантсвилле призван пролить свет на сокращение генома.

Размножение и эволюция растений

От гор до морского дна растения доминируют в большинстве экосистем планеты. На протяжении тысячелетий растения развивались с огромным разнообразием размеров, форм, физиологии и репродуктивных стратегий.

Папоротники и мхи представляют собой древние группы растений со многими характеристиками, отличными от тех, которые развились позже, например цветковые растения. В частности, эволюция семени, которое включает в себя защитный слой для зародыша, позволила недавно эволюционировавшим растениям процветать в более засушливых средах обитания. Папоротники, напротив, не производят семян, а вместо этого полагаются на две отдельные и разные фазы жизненного цикла для достижения размножения.

У большинства папоротников большие листья производят споры, которые переносятся ветром в новые районы. Из этих спор развивается меньшая, но независимая фаза жизни для производства яиц и спермы. Напротив, стадия жизни, производящая яйцеклетки и сперматозоиды, была резко сокращена до нескольких клеток внутри цветковых растений.

Споры, которые производят разные группы растений, также различаются в зависимости от их эволюционной истории. Все семенные растения и некоторые папоротники «гетероспористые». У этих растений образуются споры двух типов, хотя они в значительной степени скрыты от глаз. Напротив, остальные растения, включая большинство папоротников, являются «гомоспористыми», что означает, что они производят споры только одного типа.

Номер хромосомы

Более 50 лет назад ученые заметили, что у односпоровых растений больше хромосом, чем у разноспоровых. Один односпоровый папоротник, Ophioglossum reticulatum , имеет более 1400 хромосом — самое большое число для любого растения, животного или гриба. Для сравнения, у человека всего 46 хромосом, сгруппированных в 23 пары.

Хромосомы большинства животных существуют парами, причем каждая пара состоит из двух хромосом одного типа — по одной от каждого родителя. Однако растения гораздо более терпимы к отклонениям от этой модели. Количество наборов хромосом обычно увеличивается за счет удвоения генома во время размножения, когда сложные процессы приводят к явлению, известному как «полиплоидия» у потомства. Например, это может привести к появлению организма с набором из четырех хромосом каждого типа или к «тетраплоиду».

Такие «дупликации всего генома» не редкость и являются частью эволюционной истории всех растений и, вероятно, большинства животных. Многие современные виды сельскохозяйственных культур, такие как пшеница, хлопок и картофель, являются полиплоидными, и полиплоидию можно вызвать искусственно, чтобы помочь в разработке новых сортов сельскохозяйственных культур. Однако полиплоидия также может привести к генетической нестабильности и бесплодию.

Гетероспоровые растения начинают терять этот дополнительный генетический контент в течение нескольких поколений в результате процессов «уменьшения размера генома», что частично объясняет отсутствие корреляции между числом хромосом и размером генома в большинстве гетероспоровых линий. Считается, что уменьшение размера генома помогает упорядочить генетическую систему организма за счет удаления хромосомного материала, который сейчас является избыточным. У гомоспоровых папоротников число хромосом и размер генома положительно коррелируют, что позволяет предположить, что у них принципиально разные механизмы уменьшения размера генома или их отсутствие.

Опираясь на три десятилетия исследований папоротников, доктор Пол Вольф из Департамента биологических наук Университета Алабамы в Хантсвилле стремится пролить свет на эти механизмы в рамках нового обширного исследовательского проекта. Учитывая, что гомоспория является наследственным заболеванием, д-р Вольф подходит к этим проблемам с новой точки зрения, сосредоточив внимание на вопросе «Почему гетероспористые растения имеют так мало хромосом?»

Геномные исследования папоротников сосредоточен на создании надежной основы, описывающей эволюционные отношения между видами папоротников. Для этого он секвенировал ДНК, содержащуюся в хлоропластах растительных клеток, где происходит фотосинтез. Однако эта генетическая информация могла дать только часть картины. Чтобы понять всю эволюционную сложность любого вида растений, исследователи должны также изучить основной геном растения, который упакован в хромосомы в ядре клетки.

Технологические достижения в инструментах генетического секвенирования за последнее десятилетие открыли новую эру изучения папоротников. В 2011 году доктор Вольф впервые секвенировал более сложный геном папоротниковидного вида, а в 2018 году опубликовал первые генетические последовательности двух видов гетероспористых папоротников. В настоящее время д-р Вольф и его сотрудники собирают первую полную последовательность генома односпорового папоротника Ceratopteris richardii .

Полиплоидия и сокращение генома

Древняя и недавняя полиплоидия сыграла большую роль в эволюции видов. Однако его последствия сложны. Полиплоидные линии включают эволюционные тупики, а также линии, в которых физические эффекты полиплоидии привели к повышению выживаемости. Поскольку в полиплоидах дополнительный генетический материал обычно не нужен, растения не обязаны его сохранять.

В дополнение к полному секвенированию генома Ceratopteris richardii , доктор Вольф и аспирант в его лаборатории Сильвия Киносян также изучают генетические и хромосомные вариации в целом Ceratopteris род папоротников. Они надеются, что раскрытие эволюционных отношений внутри этой группы видов позволит им выявить случаи дупликации генов и свидетельства древней полиплоидии. Исследователи также собрали споры Ceratopteris thalictroides , природного тетраплоида, а также создали гибридные тетраплоидные скрещивания между Ceratopteris richardii и Ceratopteris pteridoides в своей лаборатории.

Одно преимущество использования Ceratopteris папоротников как модельного рода односпоровых растений является их быстрый жизненный цикл. В своей лаборатории доктор Вольф и его команда могут выращивать растения на протяжении всего жизненного цикла всего за 145 дней. Это дает исследователям возможность провести несколько экспериментов в рамках своего исследовательского проекта за относительно короткий период времени.

В течение следующих нескольких месяцев они планируют изучить поведение хромосом этих папоротников во время клеточного деления, в результате которого образуются споры. Этот метод позволяет исследователям увидеть специально окрашенные хромосомы под микроскопом и исследовать, как хромосомы распределяются внутри делящихся клеток. «Эта серия экспериментов позволит решить вопрос о том, не способны ли папоротники уменьшать геномы так же быстро, как цветковые растения», — говорит доктор Вольф. Тем не менее, он отмечает, что потребуется дополнительная работа над другими гомоспористыми растениями, чтобы обобщить их выводы по всей группе.

Другие характеристики, связанные с типом споры

Хотя тип споры коррелирует с числом хромосом, другие характеристики жизненного цикла также связаны с гомоспорией по сравнению с гетероспорией. Таким образом, остается вероятным, что другие функциональные признаки оказывают большее влияние на способность уменьшать размер генома после полиплоидии. «До сих пор хромосомные различия между гомоспоровыми и гетероспоровыми растениями, естественно, были сосредоточены на непосредственных аспектах модели образования спор, особенно в том, что касается систем спаривания. Однако также возможно, что корреляция не является функцией прямой причинно-следственной связи», — объясняет доктор Вольф.

Чтобы решить эту проблему, д-р Вольф изучает особенности жизненного цикла этих больших групп растений и сопоставляет функциональные признаки с типом спор. Например, в отличие от функционально сходных структур гетероспоровых растений, стадия жизни гомоспоровых растений, на которой образуются яйцеклетки и сперматозоиды, является фотосинтезирующей.

Д-р Вольф предполагает, что эта работа затем отразится на других аспектах исследовательского проекта, для более подробного изучения генов, коррелирующих с этими признаками, и исследования наличия и экспрессии генов. Предыдущие данные показывают, что, по крайней мере, некоторые гомоспоровые растения отключают или «заглушают» лишние гены, а не удаляют их. Как таковые, они могут функционально сводить на нет потенциально негативные эффекты полиплоидии.

«Расширение изучения гетероспории и связанных с ней признаков, а также изучение последствий уменьшения размера генома может углубить наше понимание методов улучшения урожая».

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: Сильвия Киносян

Последствия этого исследования

Это исследование представляет собой новый подход, который может обратиться к более широким биологическим концепциям. «На сегодняшний день исследования по этой теме были сосредоточены на одном или нескольких признаках растений или на изучении генетических признаков только односпоровых растений», — говорит доктор Вольф. «Этот синтез объединит данные из нескольких источников и позволит взглянуть на проблему с более широкой точки зрения».

Поскольку многие виды наших сельскохозяйственных культур являются полиплоидными, лучшее понимание поведения хромосом во время деления репродуктивных клеток может иметь общие последствия для селекции растений. Например, использование естественной полиплоидии или искусственно индуцированной полиплоидии является эффективным методом введения полезных характеристик в линии сельскохозяйственных растений. Однако эти линии могут быть генетически нестабильными из-за влияния полиплоидии на деление репродуктивных клеток.