¿Qué es la monoploidía?
La monoploidía se refiere al número de cromosomas que constituye una dotación cromosómica básica (x) en un organismo. Esto quiere decir que los pares homólogos no se encuentran en el set cromosómico. La monoploidía es característica en organismos haploides (n) en la que solo hay un cromosoma por cada tipo.
Un organismo monoploide lleva un solo conjunto de cromosomas a través de la mayor parte de su ciclo de vida. En la naturaleza, los organismos completos con este tipo de euploidía son poco comunes. En contraste, la poliploidía es un tipo de euploidia más extendido en los organismos superiores, como las plantas.
La poliploidía es la posesión de varios juegos de cromosomas homólogos en el genoma. Pueden existir entonces organismos triploides (3n), tetraploides (4n) y así sucesivamente, de acuerdo al número de juegos completos presentes en el núcleo celular.
Por otro lado, de acuerdo a la procedencia de los cromosomas, un individuo poliploide puede ser autopoliploide (autoploide), cuando las dotaciones cromosómicas son de una única especie, o alopoliploide (aloploide), cuando provienen de varias especies cercanas entre sí evolutivamente
Monoploidía y haploidía
La monoploidía no debe confundirse con la existencia de células haploides. El número haploide (n) que se usa en muchas ocasiones para describir la carga cromosómica, se refiere estrictamente al número de cromosomas en los gametos, que son las células reproductoras femeninas o masculinas.
En la mayoría de los animales y en muchas plantas conocidas, el número monoploide coincide con el número haploide, por ello “n” o “x” (o, por ejemplo, 2n y 2x) se pueden usar de manera indistinta. Sin embargo, en especies como el trigo, una especie hexaploide, estos términos cromosómicos no son coincidentes.
En el trigo (Triticum aestivum), el número monoploide (x) no coincide con el número haploide (n). El trigo posee 42 cromosomas y además es una especie hexaploide (alopoliploide), ya que sus juegos cromosomales no provienen de una sola especie parental. Esta especie posee seis series de siete cromosomas bastante similares pero no iguales.
De esta manera, 6X = 42, lo que indica que el número monoploide es x=7. Por otro lado, los gametos del trigo contienen 21 cromosomas, por lo que 2n= 42 y n=21 en su dotación cromosómica.
Características de la monoploidía
- Reproducción asexual: se encuentra comúnmente en organismos que se reproducen asexualmente, como algunas plantas, hongos y bacterias. La reproducción asexual permite la transmisión directa de un solo conjunto de cromosomas a la descendencia.
- Número cromosómico reducido: los organismos monoploides tienen la mitad del número cromosómico típico de su especie. Por ejemplo, en lugar de tener dos juegos de cromosomas, como la mayoría de las células diploides, los monoploides tienen solo un juego de cromosomas.
- Variabilidad genética limitada: como tienen un solo juego de cromosomas, la variabilidad genética es más limitada en comparación con los organismos diploides. Esto se debe a que la recombinación genética durante la meiosis, que normalmente ocurre entre los cromosomas homólogos, es menos común en los organismos monoploides.
- Mayor vulnerabilidad a cambios genéticos: puesto que los organismos monoploides tienen menos copias de los genes, son más sensibles a los cambios genéticos y mutaciones. Esto puede hacer que sean más susceptibles a factores ambientales adversos y sean menos adaptables a cambios rápidos en las condiciones.
- Utilidad en la investigación genética: la monoploidía, como se verá más adelante, tiene aplicaciones en la investigación genética y la mejora de cultivos. Los organismos monoploides se utilizan como herramientas para el estudio de la genética, permitiendo una mejor comprensión de los mecanismos de herencia y la función de los genes individuales.
¿Cómo ocurre la monoploidía?
En las células germinales de un organismo monoploide, la meiosis no ocurre normalmente debido a que los cromosomas no disponen de sus homólogos con los cuales parearse. Por esta razón, los monoploides son típicamente estériles.
Mutaciones debidas a errores en la separación de los cromosomas homólogos durante la meiosis son la principal razón de la existencia de monoploides.
¿Organismos monoploides?
Los individuos monoploides pueden surgir de forma natural en las poblaciones, como errores o aberraciones poco usuales. Como individuos monoploides, pueden considerarse las fases gametofíticas de las plantas inferiores y los machos de los organismos con determinación sexual por haploidía.
Esto último ocurre en muchos órdenes de insectos, entre los que se incluyen himenópteros con castas (hormigas, avispas y abejas), homópteros, tisanópteros, coleópteros y algunos grupos de arácnidos y los rotíferos.
En la mayoría de estos organismos, los machos normalmente son monoploides, ya que provienen de huevos no fecundados. Comúnmente, los organismos monoploides están impedidos para producir descendencia fértil, sin embargo, en la mayoría de estos la producción de gametos se da de manera normal (por división mitótica), pues ya están adaptados.
La monoploidía y diploidía (2n) se encuentran a través de todo el reino animal y vegetal, experimentando estas condiciones durante sus ciclos normales de vida. En la especie humana, por ejemplo, parte del ciclo de vida se encarga, a pesar de ser organismos diploides, de generar células monoploides (haploides), para la generación del cigoto.
De igual manera, ocurre en la mayoría de las plantas superiores, donde el polen y los gametos femeninos presentan núcleos monoploides.
Frecuencia de la monoploidía
Los individuos haploides, como una condición anormal, ocurren más frecuentemente en el reino vegetal que en el animal. En este último grupo, son realmente escasas las referencias sobre monoploidía natural o provocada.
Inclusive en algunos organismos tan ampliamente estudiados como Drosophila nunca se han encontrado haploides. Sin embargo, sí se han encontrado individuos diploides con algunos tejidos haploides.
Otros casos de monoploidía descritos en el reino animal son las salamandras inducidas por partición del gameto femenino en el lapso de tiempo que media entra la entrada del espermatozoide y la fusión de los dos pronúcleos.
Además, se encuentran algunas lagartijas acuáticas obtenidas por tratamiento con bajas temperaturas, en diversas especies de rana como Rana fusca, R. pipiens, R. japónica, R. nigromaculata y R. rugosa, obtenidas por inseminación de hembras con espermatozoides tratados con UV o tratamientos químicos.
La posibilidad de que un animal monoploide llegue a adulto es muy pequeña, razón por la cual este fenómeno quizás resulte poco interesante en el reino animal. Sin embargo, para investigar la acción génica en las primeras etapas del desarrollo, la monoploidía puede ser útil, ya que los genes se pueden manifestar al estar en condición hemicigótica.
Utilidad de los organismos monoploides
Los monoploides juegan un papel importante en las aproximaciones actuales de la mejora genética. La diploidía es un obstáculo cuando se desean inducir y seleccionar nuevas mutaciones en plantas y nuevas combinaciones de genes que ya estén presentes.
Para que las mutaciones recesivas se expresen, tienen que hacerse homocigóticas. Las combinaciones favorables de genes en los heterocigotos se destruyen durante la meiosis. Los monoploides permiten soslayar algunos de estos problemas.
En algunas plantas, los monoploides pueden obtenerse artificialmente a partir de los productos de la meiosis en las anteras de la planta. Estos pueden someterse a tratamientos con frío y destinar lo que sería un grano de polen a un embriode (pequeña masa de células en división). Este embriode puede crecer en agar para dar origen a una planta monoploide.
Una aplicación de los monoploides es buscar combinaciones génicas favorables para luego, a partir de agentes como la colchicina, dar lugar a un diploide homocigótico capaz de producir semillas viables a través de líneas homocigóticas.
Otra utilidad de los monoploides es que sus células pueden tratarse como si fueran una población de organismos haploides en los procesos de mutagénesis y selección.
Referencias
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