Διαφορά μεταξύ ανευπλοειδίας και πολυπλοειδίας

Κύρια διαφορά – Ανευπλοειδία και πολυπλοειδία

Η ανευπλοειδία και η πολυπλοειδία περιγράφουν τις αλλαγές στον αριθμό των συνόλων χρωμοσωμάτων και χρωμοσωμάτων ενός κυττάρου αντίστοιχα. Διαφορετικοί αριθμοί χρωμοσωμάτων γεννιούνται από διαφορετικά είδη. Ανευπλοειδία είναι η παρουσία ή η απουσία χρωμοσωμάτων διαφορετικών από τον φυσιολογικό αριθμό του, που προκαλεί χρωμοσωμικές ανωμαλίες στο κύτταρο. Η πολυπλοειδία είναι η απόκτηση ενός ή περισσότερων σετ χρωμοσωμάτων επιπλέον από φυσιολογικά διπλοειδή κύτταρα. Η βασική διαφορά μεταξύ ανευπλοειδίας και πολυπλοειδίας είναι ότι ανευπλοειδία είναι η αριθμητική αλλαγή στα συνήθη χρωμοσώματα του κυττάρου και η πολυπλοειδία είναι η αριθμητική αλλαγή στα συνήθη σύνολα χρωμοσωμάτων ενός κυττάρου.

Αυτό το άρθρο εξετάζει,

1. Τι είναι η Ανευπλοειδία
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Διαταραχές
2. Τι είναι η Πολυπλοειδία
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ανευπλοειδίας και Πολυπλοειδίας

Τι είναι η ανευπλοειδία

Η παρουσία ενός μη φυσιολογικού αριθμού χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο αναφέρεται ως ανευπλοειδία. Αυτό περιλαμβάνει την παρουσία επιπλέον χρωμοσωμάτων ή την απουσία του συνήθους αριθμού χρωμοσωμάτων. Η ανευπλοειδία προκαλεί γενετικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένων των γενετικών ανωμαλιών στον άνθρωπο. Μπορεί επίσης να προκαλέσει καρκίνους. Κατά την παραγωγή γαμετών, ο ακατάλληλος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων μεταξύ των κυττάρων οδηγεί σε ανευπλοειδία. Οι γενετικές διαταραχές που προκύπτουν από την ανευπλοειδία μπορούν να χωριστούν σε δύο:αυτοσωμικές διαταραχές και διαταραχές φυλετικών χρωμοσωμάτων.

Το ανθρώπινο κύτταρο περιέχει 46 χρωμοσώματα – 22 ομόλογα ζεύγη και 2 φυλετικά χρωμοσώματα. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, ομόλογα ζεύγη διαχωρίζονται σε κάθε κύτταρο ένα προς ένα. Τα δύο φυλετικά χρωμοσώματα διαχωρίζονται επίσης σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Όμως, μερικά ζεύγη παραμένουν αδιαχώριστα και βρίσκονται σε έναν γαμίτη. Ο προκύπτων γαμέτης περιέχει έτσι επιπλέον χρωμόσωμα ενώ στον άλλο λείπει ένα χρωμόσωμα. Σε ορισμένες συνθήκες, αυτοί οι μη φυσιολογικοί αριθμοί χρωμοσωμάτων μπορούν να γίνουν ανεκτοί. Αλλά μερικά μπορεί να είναι θανατηφόρα (αποβολή).

Η ανευπλοειδία μπορεί να περιγραφεί με διαφορετικές ορολογίες όπως μηδενική, μονοσωμία, δισωμία, τρισωμία και τετρασωμία. Νουλισωμία είναι ένα ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων που λείπει. Μονοσωμία είναι η έλλειψη ενός χρωμοσώματος σε έναν διπλοειδή πυρήνα. Δισωμία είναι η παρουσία των δύο αντιγράφων ενός χρωμοσώματος, που είναι η φυσιολογική κατάσταση των ανθρώπινων σωματικών κυττάρων. Τρισωμία είναι η παρουσία τριών αντιγράφων ενός χρωμοσώματος. Τετρασωμία/ Πεντασωμία είναι μια σπάνια πάθηση με αυτοσώματα όπου παρουσιάζονται τέσσερα ή πέντε αντίγραφα χρωμοσωμάτων. Οι χρωμοσωμικές διαταραχές που εμφανίζονται στον άνθρωπο περιγράφονται στον πίνακας 1.

Πίνακας 1:Χρωμοσωμικές διαταραχές

Όνομα:Αριθμός χρωμοσωμάτων	Χρωματοσωμικές διαταραχές
Nullisomy:2n-2	Θανατηφόρα κατάσταση στον άνθρωπο
Μονοσωμία:2n-1	Φυλοχρωμοσωμική διαταραχή – Σύνδρομο Turner (45+X)
Διάσωμα:n+1	Η δισωμία προκαλεί ανευπλοειδία σε τριπλοειδείς ή τετραπλοειδείς οργανισμούς.
Τρισωμία:2n+1	Αυτοσωμικές διαταραχές – Τρισωμία 16 (αποβολή στο έμβρυο), Τρισωμία 21 – Σύνδρομο Down, Τρισωμία 18 – Σύνδρομο Edwards, Τρισωμία 13 – Σύνδρομο Patau. Φυλετικές χρωμοσωμικές διαταραχές – 47+XXX, σύνδρομο Klinefelter (47+XXY) και 47+XYY
Τετρασωμία/Πεντασωμία:2n+2 ή 2n+3	Διαταραχές σεξουαλικού χρωμοσώματος – XXXX, XXYY, XXXXX, XXXXY και XYYYY

Το σύνδρομο Down είναι ο πιο κοινός τύπος χρωμοσωμικών διαταραχών στους ζωντανούς ανθρώπους. Η εμφάνιση των χρωμοσωμάτων στον καρυότυπο του συνδρόμου Down φαίνεται στην εικόνα 1. Το σύνδρομο αποτελείται από τρία αντίγραφα του χρωμοσώματος 21. 

Εικόνα 1:Καρυότυπος συνδρόμου Down

Ο σωματικός μωσαϊκισμός για το χρωμόσωμα 21 μπορεί να εμφανιστεί σε νευρώνες του εγκεφάλου λόγω ελαττωμάτων των νευρωνικών πρόδρομων κυττάρων στην κυτταρική διαίρεση. Ο σωματικός μωσαϊκισμός εμφανίζεται επίσης σε όλους τους εικονικούς καρκίνους όπως η χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (ΧΛΛ) στην τρισωμία 12 και η οξεία μυελογενής λευχαιμία (AML) στην τρισωμία 8. Η ανευπλοειδία μπορεί να ανιχνευθεί μέσω καρυότυπου.

Τι είναι η Πολυπλοειδία

Το να αποτελείται από περισσότερα από δύο ομόλογα σύνολα χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο αναφέρεται ως πολυπλοειδία. Ο άνθρωπος είναι διπλοειδής οργανισμός, αποτελείται από δύο ομόλογα χρωμοσώματα. Όμως στις φτέρες και στα ανθοφόρα φυτά παρατηρείται συχνά πολυπλοειδία. Epulopiscium fishelsoni σαν μεγάλα βακτήρια που περιέχουν περισσότερα από δύο σύνολα χρωμοσωμάτων στο κυτταρόπλασμά τους. Ενδοπλοπλοειδία είναι η πολυπλοειδία στα διπλοειδή μυϊκά κύτταρα του ανθρώπου, στο ήπαρ και στον μυελό των οστών.

Η πολυπλοειδία μπορεί να εμφανιστεί λόγω των ανωμαλιών στην κυτταρική διαίρεση, τόσο κατά τη διάρκεια της μίτωσης όσο και κατά τη μετάφαση Ι στη μείωση. Είναι σπάνιο σε ανθρώπους εκτός από διαφοροποιημένους ιστούς. Όμως, η τριπλοειδία, που ορίζεται ως 69, XXX και η τετραπλοειδία, που ορίζεται ως 92, XXXX εμφανίζονται στους ανθρώπους. Το Triploidy μπορεί να είναι είτε digyny είτε diandry. Το Digyny εμφανίζεται λόγω δύο απλοειδών συνόλων από τη μητέρα. Το Diandry εμφανίζεται λόγω δύο απλοειδών συνόλων από τον πατέρα. Τις περισσότερες φορές, η πολυπλοειδία στους ανθρώπους καταλήγει σε αποβολή.

Η επεξεργασία των σπόρων με μια χημική ουσία που ονομάζεται κολχικίνη προκαλεί πολυπλοειδία στις καλλιέργειες. Η πολυπλοειδία των καλλιεργειών μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για να ξεπεραστεί η στειρότητα των υβριδικών ειδών είτε σε ορισμένες περιπτώσεις για την επίτευξη στείρων καρπών. Παραδείγματα καλλιεργειών για πολυπλοειδία περιλαμβάνονται στον Πίνακας 2.

Πίνακας 2:Παραδείγματα για τις καλλιέργειες πολυπλοειδίας

Πολυπλοειδία	Παραδείγματα
Triploid	Καρπούζι, Μήλο, Εσπεριδοειδή, Μπανάνα, Τζίντζερ
Tetraploid	Φιστίκι, Καπνός, Σκληρό, Βαμβάκι, Canola, Kinnow
Εξαπλοειδές	Ψωμί σιτάρι, Βρώμη, Ακτινίδιο, Χρυσάνθεμο
Οκταπλοειδές	Ζαχαροκάλαμο, Φράουλα, Πανσέδες, Ντάλια
Δωδεκαπλοειδής	Μερικά υβρίδια ζαχαροκάλαμου

Ορολογία

Αυτοπολυπλοειδία

Η πολυπλοειδία που προέρχεται από τα χρωμοσώματα ενός μεμονωμένου είδους αναφέρεται ως αυτοπολυπλοειδία. Εμφανίζεται λόγω του φυσικού διπλασιασμού του γονιδιώματος. Π.χ.:πατάτα, μπανάνα, μήλο

Αλλοπολυπλοειδία

Πολυπλοειδία που προέρχεται από διαφορετικά είδη. Π.χ.:Το Triticale (6n) προέρχεται από σιτάρι (4n) και σίκαλη (2n), λάχανο

Παλαιοπολυπλοειδία

Αρχαίοι διπλασιασμοί γονιδιώματος μέσω μεταλλάξεων και γονιδιακών μετατοπίσεων. Π.χ.:Μαγιά αρτοποιίας, Ρύζι

Εικόνα 2:Η συσχέτιση μεταξύ συνόλων χρωμοσωμάτων

Διαφορά μεταξύ ανευπλοειδίας και πολυπλοειδίας

Ορισμός

Ανεπλοειδία: Ανευπλοειδία είναι η παρουσία μη φυσιολογικού αριθμού χρωμοσωμάτων.

Πολυπλοειδία: Πολυπλοειδία είναι η παρουσία περισσότερων από δύο ομόλογων συνόλων χρωμοσωμάτων.

Εμφάνιση στους ανθρώπους

Ανεπλοειδία: Είναι πιο συχνή στους ανθρώπους.

Πολυπλοειδία: Είναι σπάνιο στους ανθρώπους.

Τύποι

Ανεπλοειδία: Μηδενική, Μονοσωμία, δισωμία, τρισωμία και τετρασωμία.

Πολυπλοειδία: Triploid, Tetraploid, Hexaploid, Octaploid, Dodecaploid κ.λπ.

Επίδραση στον άνθρωπο

Ανεπλοειδία: Προκαλεί χρωμοσωμικές διαταραχές. Ορισμένες από τις διαταραχές είναι θανατηφόρες.

Πολυπλοειδία: Οι τριπλοειδείς και τετραπλοειδείς καταστάσεις είναι θανατηφόρες.

Ανθρώπινα σωματικά κύτταρα

Ανεπλοειδία: Χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (CLL) στην τρισωμία 12, Οξεία μυελογενής λευχαιμία (AML) στην τρισωμία 8, Σωματικός μωσαϊκισμός για το χρωμόσωμα 21 σε κύτταρα νευρώνων στον εγκέφαλο.

Πολυπλοειδία: Διαφοροποιημένα κύτταρα όπως το ήπαρ, οι μύες και ο μυελός των οστών.

Συμπέρασμα

Η ανευπλοειδία περιγράφεται σε αριθμούς χρωμοσωμάτων. Προκαλεί ανωμαλίες στα χρωμοσώματα του ανθρώπου. Κάποια από αυτά είναι ανεκτά ενώ άλλα καταλήγουν σε αποβολή. Η πολυπλοειδία είναι ο μη φυσιολογικός αριθμός συνόλων χρωμοσωμάτων. Τριπλοειδές και τετραπλοειδές είναι οι πιθανές καταστάσεις στους ανθρώπους. Όμως, και οι δύο καταλήγουν σε αποβολή. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ ανευπλοειδίας και πολυπλοειδίας είναι ο μη φυσιολογικός αριθμός χρωμοσωμάτων και τα σύνολα χρωμοσωμάτων.

Αναφορά:
1. «Ανεπλοειδία». Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2016. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017
2. Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al. «Ανευπλοειδία», Εισαγωγή στη Γενετική Ανάλυση. 7η έκδοση. Νέα Υόρκη:W. H. Freeman, 2000. NCBI Bookshelf. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017
3. O'Connor, C. «Chromosomal abnormalities:Aneuploidies». Learn at Scitable, Nature Education, 2008, 1(1):172. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017
4. “Polyploid”. Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2017. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017
5. Woodhouse, M., Burkart-Waco, D. and Comai, L. “Polyploidy”. Learn at Scitable, Nature Education, 2009, 2(1):1. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017
6. “Polyploidy”. NEW WORLD ENCYCLOPEDIA, 2008. Πρόσβαση στις 21 Φεβρουαρίου 2017