THE ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF BEING POLYPLOID

...

Ventajas de poliploidía

Hay tres ventajas obvias documentados o de convertirse en poliploide. Los dos primeros, heterosis y la redundancia de genes, son el resultado de la duplicación de genes, mientras que la conexión mecánica a la poliploidía de la tercera reproducción, asexual, no está claro. La heterosis causa poliploides a ser más vigoroso que sus progenitores diploides, mientras que la redundancia gen protege poliploides del efecto perjudicial de las mutaciones. La reproducción asexual permite poliploides de reproducir en la ausencia de compañeros sexuales.

La heterosis. Los poliploides se aprovechan de heterosis en al menos tres maneras. Uno de ellos implica la fijación de los genomas parentales divergentes en allopolyploids. Considerando que la heterocigosidad y la decadencia heterosis en la progenie de un híbrido F1 diploide (en cada generación media los loci heterocigóticos convertirse homocigoto), el emparejamiento forzada de cromosomas homólogos en allopolyploids impide la recombinación intergenomic, manteniendo de manera efectiva el mismo nivel de heterocigosidad a través de las generaciones (figuras 2 , 3). La heterosis también puede ser explotado en las etapas (haploides) 1 N de plantas poliploides (gametos y gametofitos, que consiste en el polen y el saco de huevos) y también puede ser explotada en animales (por espermatozoides y óvulos), como expresión postmeiotic de ciertos genes se ve en ambos taxones.

El mecanismo que es responsable de la tercera ventaja de heterosis es desconocida. autopolyploid híbridos muestran heterosis más fuerte que los híbridos diploides correspondientes, y endogámicos autopolyploid muestran más fuerte depresión por endogamia de líneas endogámicas diploides. Estas conclusiones se basan en un número limitado de estudios, por lo que se necesitan otras adicionales que comparan los híbridos que se derivan de genomas parentales verificadas, altamente endogámicas. La mayor vigor de los híbridos poliploides (a diferencia de líneas puras poliploides) es probablemente responsable de la muy extendida, pero infundada, la creencia de que los poliploides son más grandes que los diploides correspondientes. poliploides endogámicas son, de hecho, menor o similar en tamaño (A. Madlung, B. Dilkes y L. C., observaciones no publicadas) a diploides endogámicas.

redundancia génica. Una ventaja conferida por la redundancia génica es el enmascaramiento de los alelos recesivos de alelos de tipo salvaje dominantes. Este efecto puede actuar en dos etapas de la vida, la primera de las cuales es la gametophytic, etapa haploide. Aunque esta forma de que el organismo ha reducido la complejidad, su función requiere la actividad de muchos genes. Este requisito expone el polen y el saco de huevos a la acción de mutaciones letales y deletéreos pérdida de función. Por el contrario, en los gametofitos diploides de organismos poliploides recesivos deletéreos pueden ser enmascarados por los alelos de tipo salvaje. En la segunda, fase 2 N, poliploidía puede reducir la incidencia de homocigotos recesivos: mientras que los heterocigotos Aa diploi producen 1/4 homocigotos AA, AAAA autopoliploides producen entre 1/36 y 1/22 homocigotos AAAA, AAAA y allopolyploids producen 1/16 homozygotes12 AAAA (Fig. 3). El efecto protector de la poliploidía contra las mutaciones recesivas perjudiciales y genotoxicidad podría ser importante cuando se aislaron y poblaciones gravemente afectadas por congestiones se ven obligados a la endogamia, en una época en la purga de alelos deletéreos se hace difícil por el reducido número de individuos reproductores.

Otra ventaja conferida por la redundancia de genes es la capacidad de diversificar la función génica mediante la alteración de copias redundantes de genes importantes o esenciales. En diploides, dicha capacidad está condicionada a la ocurrencia de un evento de duplicación segmental rara. En poliploides, por otra parte, todos los genes tienen una copia duplicada que está disponible para la experimentación evolutiva.

La pérdida de la auto-incompatibilidad y la ganancia de la reproducción asexual.

Poliploidía puede afectar la sexualidad de manera que proporcionan ventajas selectivas. Una forma es mediante la interrupción

ciertos sistemas de autoincompatibilidad, permitiendo selffertilization. La base molecular de esta respuesta no es clara. En allopolyploids de A. thaliana que podría ser el resultado de las interacciones entre los genomas parentales. En el autopoliploide, Petunia hybrida, que podría ser el resultado de interacciones interallelic en el polen de 2X (donde X es el número normal de cromosomas). Otra forma es, favoreciendo la aparición de la reproducción asexual, que se asocia con la poliploidía en los animales y las plantas (Cuadro 1).

En resumen, las ventajas de la poliploidía son causados ​​por la capacidad de hacer un mejor uso de heterocigosidad, el efecto amortiguador de la redundancia de genes en las mutaciones y, en ciertos casos, la facilitación de la reproducción a través de la autofecundación o medios asexuales.

Desventajas de poliploidía

Hay varias desventajas de poliploidía, tanto documentados como teóricas. Incluyen los efectos alteradores de la ampliación nuclear y celular, la propensión de la mitosis y la meiosis poliploide para producir células aneuploides y la inestabilidad epigenética que se traduce en generegulation transgresiva (no aditiva).

Los cambios en la arquitectura celular, y las implicaciones regulatorias.

El aumento del contenido genómico de un organismo generalmente aumenta el volumen de la célula, con el consiguiente cambio en la relación entre los componentes tridimensionales y bidimensionales de la célula. Un ejemplo de componentes cruciales que tienen diferentes propiedades dimensionales es proporcionado por la cromatina y la envoltura nuclear. Según la relación entre el volumen y la superficie de una esfera, la duplicación del genoma se espera que el doble del volumen que está ocupada por la cromatina, pero causar sólo un aumento de 1,6 veces en la superficie de la envoltura nuclear. Esta diferencia, aunque aparentemente modestas, puede cambiar la estequiometría de la interacción entre los componentes de la cromatina que están ubicados en la periferia nuclear y proteínas de la envoltura de ruedas. La organización tridimensional de los cromosomas en el núcleo implica la colocación periférica de telomérica y la heterocromatina centromérica (véase, por ejemplo, REFS 5052). Las laminas, que forman una red fibrosa que