THỂ ĐA BỘI: CÁC LOẠI, Ở ĐỘNG VẬT, Ở NGƯỜI, Ở THỰC VẬT - SINH HỌC - 2026

Thể đa bội là một dạng đột biến di truyền là sự bổ sung đầy đủ (bộ hoàn chỉnh) nhiễm sắc thể vào nhân tế bào, tạo thành các cặp tương đồng. Đây là dạng đột biến nhiễm sắc thể thường gặp nhất ở các thể dị bội và có đặc điểm là cơ thể mang ba bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh trở lên.

Một sinh vật (thường là lưỡng bội = 2n) được coi là đa bội khi nó có được một hoặc nhiều bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Không giống như đột biến điểm, đảo đoạn nhiễm sắc thể và nhân đôi, quá trình này có quy mô lớn, tức là nó xảy ra trên các bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh.

Nguồn: Haploid_vs_diploid.svg: Công việc cải tiến: Ehamberg

Thay vì là đơn bội (n) hoặc lưỡng bội (2n), một sinh vật đa bội có thể là tứ bội (4n), bát bội (8n) hoặc lớn hơn. Quá trình đột biến này xảy ra khá phổ biến ở thực vật và hiếm gặp ở động vật. Cơ chế này có thể làm tăng sự biến đổi di truyền ở các sinh vật không cuống không có khả năng di chuyển.

Thể đa bội có tầm quan trọng lớn về mặt tiến hóa ở một số nhóm sinh vật nhất định, nơi nó tạo thành một cơ chế thường xuyên cho việc tạo ra các loài mới vì tải lượng nhiễm sắc thể là một điều kiện di truyền.

Thể đa bội xảy ra khi nào?

Rối loạn số lượng nhiễm sắc thể có thể xảy ra cả trong tự nhiên và trong các quần thể được thiết lập trong phòng thí nghiệm. Chúng cũng có thể được gây ra bằng các tác nhân gây đột biến như colchicine. Bất chấp độ chính xác đáng kinh ngạc của bệnh meiosis, hiện tượng sai lệch nhiễm sắc thể vẫn xảy ra và phổ biến hơn người ta tưởng.

Thể đa bội phát sinh do một số thay đổi có thể xảy ra trong quá trình meiosis trong lần phân chia meiotic đầu tiên hoặc trong quá trình prophase, trong đó các nhiễm sắc thể tương đồng được tổ chức thành từng cặp để tạo thành tứ bội và sự không tiếp hợp của gen sau xảy ra trong anaphase I.

Sự xuất hiện của các loài mới

Sự đa bội rất quan trọng vì nó là điểm khởi đầu để tạo ra các loài mới. Hiện tượng này là một nguồn biến đổi di truyền quan trọng, vì nó làm phát sinh hàng trăm hoặc hàng nghìn locus trùng lặp được để tự do để có được các chức năng mới.

Ở thực vật, nó đặc biệt quan trọng và khá phổ biến. Người ta ước tính rằng hơn 50% số thực vật có hoa có nguồn gốc từ thể đa bội.

Trong hầu hết các trường hợp, các thể đa bội khác biệt về mặt sinh lý so với các loài ban đầu và do đó, chúng có thể xâm nhập vào môi trường với các đặc điểm mới. Nhiều loài quan trọng trong nông nghiệp (bao gồm cả lúa mì), là thể đa bội có nguồn gốc lai.

Các dạng đa bội

Thể đa bội có thể được phân loại theo số lượng bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh có trong nhân tế bào.

Theo nghĩa này, một sinh vật có chứa "bộ ba" nhiễm sắc thể là "tam bội", "tứ bội" nếu nó chứa 4 bộ nhiễm sắc thể, ngũ bội (5 bộ), lục bội (6 bộ), đơn bội (bảy bộ), bát bội (tám trò chơi), nonaploidae (chín trò chơi), lệch bội (10 trò chơi), v.v.

Mặt khác, thể đa bội còn có thể được phân loại theo nguồn gốc bộ NST. Theo thứ tự ý tưởng này, một sinh vật có thể là: thể tự bội hoặc dị bội.

Một thể tự bội chứa một số bộ nhiễm sắc thể tương đồng có nguồn gốc từ cùng một cá thể hoặc từ một cá thể thuộc cùng một loài. Trong trường hợp này, các thể đa bội được hình thành do sự kết hợp của các giao tử không giảm phân của các sinh vật tương thích về mặt di truyền được xếp vào danh mục cùng loài.

Sinh vật dị bội là sinh vật có chứa bộ nhiễm sắc thể không tương đồng do lai giữa các loài khác nhau. Trong trường hợp này, thể đa bội xảy ra sau khi lai giữa hai loài có liên quan.

Đa bội ở động vật

Thể đa bội rất hiếm hoặc không thường xuyên ở động vật. Giả thuyết phổ biến nhất giải thích cho tần số thấp của các loài đa bội ở động vật bậc cao là do cơ chế xác định giới tính phức tạp của chúng phụ thuộc vào sự cân bằng rất mong manh về số lượng nhiễm sắc thể giới tính và NST.

Ý tưởng này đã được ủng hộ mặc dù tích lũy bằng chứng từ các động vật tồn tại dưới dạng đa bội. Nó thường được quan sát thấy ở các nhóm động vật bậc thấp như giun và nhiều loại giun dẹp, nơi các cá thể thường có cả tuyến sinh dục đực và cái, tạo điều kiện cho quá trình tự thụ tinh.

Những loài có tình trạng sau được gọi là loài lưỡng tính tự tương thích. Mặt khác, nó cũng có thể xảy ra ở các nhóm khác mà con cái có thể sinh con mà không cần thụ tinh, thông qua một quá trình gọi là sinh sản (không ngụ ý một chu kỳ sinh dục bình thường)

Trong quá trình sinh sản, con cái về cơ bản được tạo ra bởi sự phân chia nguyên phân của các tế bào bố mẹ. Điều này bao gồm nhiều loài động vật không xương sống như bọ cánh cứng, động vật chân đầu, bướm đêm, tôm, các nhóm nhện khác nhau, và một số loài cá, động vật lưỡng cư và bò sát.

Không giống như thực vật, sự đa bội hóa là một sự kiện đặc biệt ở động vật.

Ví dụ ở động vật

Loài gặm nhấm Tympanoctomys barriere là một loài tứ bội có 102 nhiễm sắc thể trên mỗi tế bào xôma. Nó cũng có tác dụng “khổng lồ” đối với tinh trùng của bạn. Loài dị bội này có lẽ có nguồn gốc từ sự xuất hiện của một số sự kiện lai giữa các loài gặm nhấm khác như Octomys mimax và Pipanacoctomys aureus.

Đa bội ở người

Thể đa bội không phổ biến ở động vật có xương sống và được coi là không thích hợp trong việc đa dạng hóa các nhóm như động vật có vú (trái ngược với thực vật) do sự gián đoạn xảy ra trong hệ thống xác định giới tính và cơ chế bù liều.

Ước tính cứ 1000 người thì có 5 người được sinh ra với các khuyết tật di truyền nghiêm trọng do bất thường nhiễm sắc thể. Thậm chí nhiều phôi bị dị tật nhiễm sắc thể bị sẩy thai và nhiều phôi khác không bao giờ được sinh ra đời.

Thể đa bội nhiễm sắc thể được coi là thể gây chết ở người. Tuy nhiên, trong các tế bào xôma như tế bào gan, khoảng 50% trong số này là đa bội bình thường (tứ bội hoặc bát bội).

Các thể đa bội được phát hiện thường xuyên nhất ở loài chúng ta là thể tam bội và tứ bội hoàn toàn, cũng như lưỡng bội / tam bội (2n / 3n) và lưỡng bội / tứ bội (2n / 4n).

Trong trường hợp thứ hai, một quần thể gồm các tế bào lưỡng bội bình thường (2n) cùng tồn tại với một quần thể khác có từ 3 bộ nhiễm sắc thể đơn bội trở lên, ví dụ: tam bội (3n) hoặc tứ bội (4n).

Tam bội và tứ bội ở người không thể tồn tại trong thời gian dài. Tử vong khi sinh hoặc thậm chí vài ngày sau khi sinh đã được báo cáo trong hầu hết các trường hợp, thay đổi từ dưới một tháng đến tối đa là 26 tháng.

Đa bội ở thực vật

Sự tồn tại của nhiều bộ gen trong cùng một nhân đã đóng một vai trò quan trọng trong nguồn gốc và sự tiến hóa của thực vật, có lẽ là sự thay đổi di truyền tế bào quan trọng nhất trong quá trình hình thành và tiến hóa thực vật. Thực vật là cửa ngõ kiến ​​thức về tế bào có nhiều hơn hai bộ nhiễm sắc thể trên mỗi tế bào.

Ngay từ khi bắt đầu đếm số lượng nhiễm sắc thể, người ta đã quan sát thấy nhiều loại cây hoang dã và trồng trọt (bao gồm một số cây quan trọng nhất) là thể đa bội. Gần một nửa số loài thực vật hạt kín (thực vật có hoa) đã biết là thể đa bội, tương tự như vậy hầu hết các loài dương xỉ (95%) và nhiều loại rêu.

Sự hiện diện của thể đa bội ở thực vật hạt trần là rất hiếm và rất khác nhau ở các nhóm thực vật hạt kín. Nhìn chung, người ta đã chỉ ra rằng thực vật đa bội có khả năng thích nghi cao, có thể chiếm được những nơi cư trú mà tổ tiên lưỡng bội của chúng không làm được. Hơn nữa, các cây đa bội có nhiều bản sao bộ gen sẽ tích lũy được “khả năng biến đổi” lớn hơn.

Trong thực vật, có lẽ các thể dị bội (phổ biến nhất trong tự nhiên) đã đóng một vai trò cơ bản trong việc xác định và phóng xạ thích nghi của nhiều nhóm.

Cải tiến nghề làm vườn

Ở thực vật, hiện tượng đa bội có thể bắt nguồn từ một số hiện tượng khác nhau, có lẽ thường gặp nhất là lỗi trong quá trình meiosis làm phát sinh giao tử lưỡng bội.

Hơn 40% cây trồng là đa bội, trong số đó có cỏ linh lăng, bông, khoai tây, cà phê, dâu tây, lúa mì, không có mối quan hệ giữa thuần hóa và đa bội hóa của cây.

Kể từ khi colchicine được thực hiện như một tác nhân gây ra đa bội, nó đã được sử dụng trong cây trồng vì ba lý do cơ bản:

- Để tạo ra đa bội ở một số loài quan trọng, như một nỗ lực để có được cây tốt hơn, vì trong thể đa bội thường có một kiểu hình trong đó có sự phát triển đáng chú ý là "gigabyte" do thực tế là có số lượng tế bào lớn hơn. Điều này đã cho phép những tiến bộ đáng chú ý trong nghề làm vườn và trong lĩnh vực cải tiến di truyền thực vật.

-Đối với sự đa bội hóa của con lai và chúng lấy lại khả năng sinh sản theo cách một số loài được thiết kế lại hoặc tổng hợp.

-Và cuối cùng, là một cách để chuyển gen giữa các loài có mức độ dị bội khác nhau hoặc trong cùng một loài.

Ví dụ ở thực vật

Trong thực vật, một thể đa bội tự nhiên có tầm quan trọng lớn và đặc biệt thú vị là lúa mì bánh mì, Triticum aestibum (thể lục bội). Cùng với lúa mạch đen, một thể đa bội được gọi là “Triticale” đã được tạo ra một cách có chủ đích, một thể dị bội với năng suất lúa mì cao và sức mạnh của lúa mạch đen, có tiềm năng rất lớn.

Lúa mì trong các cây trồng rất cần thiết. Có 14 loài lúa mì đã tiến hóa theo thể dị bội, và chúng tạo thành ba nhóm, một trong số 14, một nhóm khác gồm 28 và nhóm cuối cùng gồm 42 nhiễm sắc thể. Nhóm đầu tiên bao gồm các loài cổ nhất thuộc giống T. monococcum và T. boeoticum.

Nhóm thứ hai bao gồm 7 loài và dường như bắt nguồn từ sự lai tạo của T. boeoticum với một loài thảo mộc hoang dã từ một chi khác có tên là Aegilops. Phép lai tạo ra một phép lai bất dục mạnh mẽ mà thông qua sự nhân đôi nhiễm sắc thể có thể tạo ra một thể dị bội có khả năng sinh sản.

Nhóm thứ ba gồm 42 nhiễm sắc thể là nơi chứa lúa mì, có thể bắt nguồn từ việc lai một loài tam bội với một loài Aegilops khác, sau đó là sự nhân đôi của bổ sung nhiễm sắc thể.

Người giới thiệu

1. Alcántar, JP (2014). Đa bội và tầm quan trọng tiến hóa của nó. Vấn đề thiếu hụt và Công nghệ, 18: 17-29.
2. Ballesta, FJ (2017). Một số cân nhắc về mặt đạo đức sinh học liên quan đến sự tồn tại của các trường hợp con người hoàn toàn tứ bội hoặc tam bội, được sinh ra còn sống. Studia Bioethica, 10 (10): 67-75.
3. Castro, S., & Loureiro, J. (2014). Vai trò của sinh sản đối với nguồn gốc và sự tiến hóa của cây đa bội. Tạp chí Ecosistemas, 23 (3), 67-77.
4. Freeman, S và Herron, JC (2002). Phân tích Tiến hóa. Giáo dục Pearson.
5. Hichins, CFI (2010). Nguồn gốc di truyền và địa lý của loài gặm nhấm tứ bội Tympanoctomys barriere (Octodontidae), dựa trên phân tích trình tự cytochrome b của ty thể (Luận án Tiến sĩ, Viện Sinh thái học).
6. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Các Nguyên tắc Tích hợp của Động vật học. New York: McGraw-Hill. Phiên bản ^thứ 14 .
7. Pimentel Benítez, H., Lantigua Curz, A., & Quiñones Maza, O. (1999). Myxoloidy lưỡng bội-tứ bội: báo cáo đầu tiên trong cài đặt của chúng tôi. Tạp chí Nhi khoa Cuba, 71 (3), 168-173.
8. Schifino-Wittmann, MT (2004). Đa bội và ảnh hưởng của nó đến nguồn gốc và sự tiến hóa của cây hoang dã và cây trồng. Tạp chí agrociencia của Brazil, 10 (2): 151-157.
9. Suzuki, DT; Griffiths, AJF; Miller, J. H & Lewontin, RC (1992). Giới thiệu về Phân tích Di truyền. McGraw-Hill Interamericana. Phiên bản ^thứ 4 .