TẾ BÀO ĐƠN BỘI LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2026

Một tế bào đơn bội là một tế bào mà có một bộ gen tạo thành từ một thiết lập cơ bản duy nhất của nhiễm sắc thể. Do đó, tế bào đơn bội có nội dung bộ gen mà chúng ta gọi là điện tích cơ sở 'n'. Bộ nhiễm sắc thể cơ bản này là đặc trưng của mỗi loài.

Tình trạng đơn bội không liên quan đến số lượng nhiễm sắc thể, mà là số lượng của bộ nhiễm sắc thể đại diện cho bộ gen của loài. Đó là, tải hoặc số cơ bản của nó.

Nói cách khác, nếu số lượng nhiễm sắc thể tạo nên bộ gen của một loài là mười hai, thì đây là con số cơ bản của nó. Nếu tế bào của sinh vật giả định đó có 12 nhiễm sắc thể (nghĩa là với số cơ sở là một) thì tế bào đó là đơn bội.

Nếu nó có hai bộ hoàn chỉnh (nghĩa là 2 X 12) thì nó là thể lưỡng bội. Nếu bạn có ba, đó là một tế bào tam bội có tổng cộng khoảng 36 nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ 3 bộ hoàn chỉnh trong số này.

Trong hầu hết, nếu không phải tất cả, các tế bào nhân sơ, bộ gen được biểu thị bằng một phân tử ADN đơn lẻ. Mặc dù sự sao chép với sự phân chia chậm có thể dẫn đến lưỡng bội một phần, sinh vật nhân sơ là đơn bào và đơn bội.

Nói chung, chúng cũng là bộ gen đơn phân tử. Đó là, với một bộ gen được đại diện bởi một phân tử DNA. Một số sinh vật nhân thực cũng là bộ gen đơn phân tử, mặc dù chúng cũng có thể là lưỡng bội.

Tuy nhiên, hầu hết đều có bộ gen được chia thành các phân tử ADN (nhiễm sắc thể) khác nhau. Bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh của bạn chứa toàn bộ bộ gen cụ thể của bạn.

Thể đơn bội ở sinh vật nhân thực

Ở các sinh vật nhân chuẩn, chúng ta có thể tìm thấy nhiều tình huống đa dạng và phức tạp hơn về mức độ dị bội của chúng. Tùy thuộc vào chu kỳ sống của sinh vật, chúng ta bắt gặp các trường hợp, ví dụ, ở đó sinh vật nhân thực đa bào có thể lưỡng bội ở một điểm trong đời và đơn bội ở một điểm khác.

Trong cùng một loài, cũng có thể có một số cá thể là lưỡng bội trong khi những cá thể khác là đơn bội. Cuối cùng, trường hợp phổ biến nhất là cùng một sinh vật tạo ra cả tế bào lưỡng bội và tế bào đơn bội.

Tế bào đơn bội phát sinh bằng nguyên phân hoặc nguyên phân, nhưng chỉ có thể trải qua quá trình nguyên phân. Tức là, một tế bào 'n' đơn bội có thể phân chia để tạo ra hai tế bào đơn bội 'n' (nguyên phân).

Mặt khác, các tế bào '2n' lưỡng bội cũng có thể tạo ra 4 tế bào 'n' đơn bội (meiosis). Nhưng sẽ không bao giờ có khả năng một tế bào đơn bội phân chia theo phương pháp meiosis vì theo định nghĩa sinh học, meiosis ngụ ý sự phân chia kèm theo giảm số lượng nhiễm sắc thể cơ bản.

Rõ ràng, một tế bào có số cơ sở là một (tức là đơn bội) không thể trải qua quá trình phân chia giảm phân, vì không có cái gọi là tế bào có một phần bộ gen.

Trường hợp của nhiều cây

Hầu hết các loài thực vật có một vòng đời được đặc trưng bởi cái được gọi là sự luân phiên của các thế hệ. Những thế hệ này luân phiên trong đời sống của thực vật là thế hệ thể bào tử ('2n') và thế hệ giao tử ('n').

Khi sự dung hợp của các giao tử 'n' xảy ra để tạo ra hợp tử '2n' lưỡng bội, tế bào bào tử đầu tiên được tạo ra. Điều này sẽ được phân chia liên tiếp bằng nguyên phân cho đến khi cây đạt đến giai đoạn sinh sản.

Tại đây, sự phân chia meiotic của một nhóm tế bào '2n' cụ thể sẽ làm phát sinh một tập hợp tế bào 'n' đơn bội sẽ hình thành cái gọi là giao tử đực hoặc cái.

Tế bào đơn bội của giao tử không phải là giao tử. Ngược lại, sau này, chúng sẽ phân chia để làm phát sinh các giao tử đực hoặc cái tương ứng, nhưng bằng nguyên phân.

Trường hợp của nhiều loài động vật

Ở động vật, quy luật meiosis là giao tử. Đó là, các giao tử được tạo ra bởi meiosis. Sinh vật, nói chung là lưỡng bội, sẽ tạo ra một tập hợp các tế bào chuyên biệt mà thay vì phân chia bằng nguyên phân sẽ thực hiện theo phương thức nguyên phân và theo cách thức cuối cùng.

Nghĩa là, các giao tử tạo thành điểm đến cuối cùng của dòng tế bào đó. Tất nhiên vẫn có những ngoại lệ.

Ví dụ, ở nhiều loài côn trùng, con đực của loài này là đơn bội vì chúng là sản phẩm của sự phát triển nguyên phân của trứng chưa được thụ tinh. Khi đến tuổi trưởng thành, chúng cũng sẽ tạo ra giao tử, nhưng bằng cách nguyên phân.

Có thuận lợi là đơn bội không?

Tế bào đơn bội có chức năng tạo giao tử là cơ sở vật chất để tạo ra các biến dị bằng cách phân li và tái tổ hợp.

Nhưng nếu không phải do sự hợp nhất của hai tế bào đơn bội làm cho sự tồn tại của những tế bào không đơn bội (lưỡng bội), chúng ta sẽ tin rằng các giao tử chỉ là một công cụ chứ không phải là kết thúc.

Tuy nhiên, có nhiều sinh vật đơn bội và không phải là không biết về sự thành công về mặt tiến hóa hoặc sinh thái.

Vi khuẩn và vi khuẩn cổ

Ví dụ, vi khuẩn và vi khuẩn cổ đã ở đây từ rất lâu, rất lâu trước khi có các sinh vật lưỡng bội, bao gồm cả các sinh vật đa bào.

Chúng chắc chắn dựa nhiều vào đột biến hơn các quá trình khác để tạo ra sự biến đổi. Nhưng sự biến đổi đó về cơ bản là sự trao đổi chất.

Đột biến

Trong một tế bào đơn bội, kết quả của tác động của bất kỳ đột biến nào sẽ được quan sát thấy trong một thế hệ duy nhất. Do đó, bất kỳ đột biến nào cho hoặc chống lại có thể được chọn rất nhanh chóng.

Điều này góp phần rất lớn vào khả năng thích ứng hiệu quả của những sinh vật này. Vì vậy, những gì không có lợi cho sinh vật, lại có thể có lợi cho người nghiên cứu, vì việc di truyền với sinh vật đơn bội dễ dàng hơn nhiều.

Trên thực tế, ở thể đơn bội, kiểu hình có thể liên quan trực tiếp đến kiểu gen, dễ tạo dòng thuần hơn và dễ nhận biết tác động của đột biến tự phối và đột biến cảm ứng.

Sinh vật nhân thực và sinh vật lưỡng bội

Mặt khác, ở các sinh vật nhân thực và lưỡng bội, thể đơn bội là một vũ khí hoàn hảo để kiểm tra các đột biến ít hữu ích hơn. Bằng cách tạo ra giao tử đơn bội, các tế bào này sẽ chỉ biểu hiện tương đương với một hàm lượng gen duy nhất.

Tức là các tế bào sẽ dị hợp tử về tất cả các gen. Nếu sự chết tế bào bắt nguồn từ tình trạng này, dòng dõi này sẽ không đóng góp giao tử do nguyên phân, do đó hoạt động như một bộ lọc cho các đột biến không mong muốn.

Suy luận tương tự có thể được áp dụng cho con đực rằng chúng là đơn bội ở một số loài động vật. Họ cũng dị hợp tử đối với tất cả các gen mà họ mang.

Nếu không sống sót và không đến tuổi sinh sản, chúng sẽ không có khả năng truyền thông tin di truyền đó cho các thế hệ sau. Nói cách khác, việc loại bỏ các bộ gen kém chức năng trở nên dễ dàng hơn.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Sinh học phân tử của tế bào ( Ấn bản ^{lần thứ} 6 ). WW Norton & Company, New York, NY, Hoa Kỳ.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Ưu điểm tiến hóa của vi khuẩn đơn bội so với lưỡng bội trong môi trường nghèo dinh dưỡng. Tạp chí Sinh học Lý thuyết, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Di truyền học: Phân tích và Nguyên tắc. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
4. Goodenough, UW (1984) Di truyền học. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Hoa Kỳ.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản ^{lần thứ} 11 ). New York: WH Freeman, New York, NY, Hoa Kỳ.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Một công cụ di truyền đa năng: tế bào đơn bội. Nghiên cứu & liệu pháp tế bào gốc, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.