Poliploidia

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Definizione[modifica | modifica wikitesto]

Un cariotipo poliploide presenta uno o più assetti cromosomici completi (o corredi cromosomici). La maggior parte degli eucarioti è diploide nelle cellule somatiche cellule del soma (2n) e aploide nei gameti quali spermatozoi o ovociti (n). Nell'essere umano solitamente la poliploidia è incompatibile con la vita, però è possibile riscontrarla solo in alcuni assetti cellulari come per esempio gli epatociti. Alcuni animali sono normalmente aploidi; per esempio le api comprendono individui aploidi ed individui diploidi, rispettivamente maschi e femmine.


Poliploidia nelle Piante[modifica | modifica wikitesto]

Parecchie piante grasse, così come quelle ornamentali, quelle da seme e molti alberi da frutto, sono poliploidi. La poliploidia è associata, in molti casi, alla sterilità per la difficoltà di appaiamento dei cromosomi durante la meiosi. L'effetto più visibile di questa condizione è la mancanza di semi nei frutti commestibili, come ad esempio nelle banane (3n). Organismi poliploidi possono comparire spontaneamente oppure essere generati alterando sperimentalmente l'apparato del fuso durante la divisione cellulare. Questo risultato è raggiunto con l'impiego della colchicina, un alcaloide isolato dai semi di Colchicum autunnale, che, aggiunta durante la coltura di cellule vegetali, inibisce la formazione del fuso con conseguente blocco della mitosi. In questo modo l'assenza di migrazione dei cromosomi ai poli determina la formazione di un nucleo tetraploide (4n). Ripetendo più volte la stessa operazione si generano nuclei poliploidi. Un altro sistema per indurre artificialmente la poliploidia consiste nell'uso di irradiazione a temperatura alternata. Le piante così ottenute si riconoscono perché, in genere, presentano organi e cellule più grandi nonostante siano rallentate la crescita e la formazione di fiori e frutti. Indurre artificialmente la poliploidia nelle cellule vegetali ha lo scopo di ottenere piante capaci di una produzione più numerosa, più pregiata e più apprezzata commercialmente, nonché più resistente a condizioni ambientali critiche. Tra le piante poliploidi più conosciute sono comprese alcune varietà di piante ornamentali a fiori grandi, come giacinti, tulipani e narcisi; oltre a queste anche la patata, il frumento, il tabacco, le fragole le more, i lamponi ecc. In particolare, triploidi e tetraploidi presentano caratteristiche di maggiore pregio rispetto alle piante aploidi o diploidi relative soprattutto all'aumento del volume cellulare, del frutto, degli stami, ecc. Si distinguono due tipi di poliploidia vegetale: l'autopoliplodia e l'allopoliploidia.

Autopoliplodia[modifica | modifica wikitesto]

Si parla di autopoliploidia quando tutti i corredi cromosomici presenti appartengono alla stessa specie. Due piante diploidi della stessa specie producono gameti aploidi; per difetto della meiosi in una delle due piante parentali, possono generarsi gameti diploidi. L'incrocio tra gamete diploide e aploide produce uno zigote triploide (3n), da cui deriveranno, a loro volta, gameti aploidi e diploidi. In seguito all'autofecondazione (2nx2n) si ottiene lo zigote autotetraploide; quest'ultimo, come gli altri autopoliploidi a numero pari (4n, 6n ecc), hanno maggiore probabilità di essere fertili perché possono avere una meiosi regolare. Infatti se il corredo cromosomico è un multiplo dispari di n (5n, 7n ecc) le piante diventano più deboli e più basse in quanto sono il prodotto di gameti sbilanciati.

Allopoliploidia[modifica | modifica wikitesto]

Si parla di allopoliploidia quando i corredi cromosomici presenti derivano da piante di specie diverse non affini: i differenti assetti cromosomici sono definiti omeologhi (ossia omologhi solo parzialmente). Incrociando due piante diploidi di specie diverse si ottengono alla F1 (prima generazione filiale) ibridi contenenti entrambi i corredi aploidi parentali. Poiché i corredi cromosomici non sono omologhi, l'ibrido è sterile: l'appaiamento non è possibile ed i gameti non sono vitali. Può accadere, seppure raramente, che in alcune delle piante ibride della F1, per assenza della telofase, si verifichi il raddoppiamento dei cromosomi; ne deriva che le cellule di alcuni tessuti contengono un corredo cromosomico che è la somma dei due assetti parentali. L'assetto diploide fa sì che, comunque, la meiosi funzioni regolarmente. L'autofecondazione di questi gameti origina piante fertili, poiché prodotte da regolare meiosi, le cosiddette piante allotetraploidi, con due corredi diploidi. Di conseguenza, la pianta allotetraploide si comporta come una pianta diploide normale. Il raddoppiamento dei genomi in tali incroci porta alla perdita della sterilità, frequente negli ibridi, ed alla acquisizione della fertilità. L'allotetraploide tipico è quello sintetizzato dal citogenetista russo G. Karpechenko nel 1928, il quale volle dimostrare che incrociando due piante di specie diverse ( nel caso specifico il cavolo Brassica e il ravanello Raphanus) era possibile ottenere un allotetraploide fertile denominato Raphanobrassica. Questo, essendo fertile e comportandosi come un normale diploide sotto tutti gli aspetti, può essere considerato una nuova specie.


Poliploidia negli animali[modifica | modifica wikitesto]

Esistono alcune specie animali (pesci di acqua dolce, crostacei, vermi, lucertole ed alcuni insetti) in cui la poliploidia è comune perché associata alla riproduzione partenogenetica. Negli animali in cui la riproduzione è sessuata, invece è molto raro o quasi impossibile che si verifichi. Negli animali che si riproducono per partenogenesi ed è assente quindi il controllo meiotico, è più facile andare incontro al raddoppiamento dei cromosomi con formazione di un corredo poliploidie. Viceversa, gli animali che si riproducono sessualmente formano, di regola, gameti aploidi e zigoti diploidi. Una delle cause della formazione dello zigote 4n potrebbe essere la fecondazione di due gameti diploidi, prodotti per errore della meiosi di entrambi i genitori (eventualità estremamente remota). Data l'impossibilità dell'autofecondazione negli animali è evidente che ciò è attuabile solo nelle piante.

Poliploidia nella specie umana[modifica | modifica wikitesto]

Nell'uomo la poliploidia è presente di norma solo in alcune linee cellulari, per esempio, nelle cellule del miocardio, nei megacariociti del midollo osseo, negli epatociti, ecc... Essa interessa l'1% circa dei concepimenti e rappresenta il 6% degli aborti spontanei causati da anomalia cromosomica. Infatti tale assetto cromosomico risulta molto sfavorevole per lo sviluppo dell'embrione quindi di solito la gravidanza si interrompe spontaneamente in epoca molto precoce. La poliploidia più comune nell'uomo è la triploidia 3n (69 cromosomi) con frequenza alla nascita di 1 su 10'000 casi circa. Sono stati riferiti casi di neonati con cariotipo a mosasico 2n/4n vissuti per poche settimane. Tre sono essenzialmente i meccanismi che inducono la triploidia:

  • fecondazione di ovocita "n" da parte di uno spermatozoo diploide (triploidia per diandria);
  • fecondazione di ovocita "2n" da parte di uno spermatozoo aploide (triploidia per diginia);
  • fecondazione di ovocita "n" da parte di 2 spermatozoi aploidi (dispermia);

Invece la formazione di uno zigote tetraploide può verificarsi in seguito alla:

  • duplicazione dei cromosomi in una cellula somatica durante una fase molto precoce dello sviluppo (mosaico 2n/4n);
  • fecondazione di 2 gameti diploidi (rarissima);
  • fecondazione di un ovocita "n" con 3 spermatozoi aploidi;

È stato accertato che la tetraploidia è causata quasi esclusivamente dalla mancata divisione di una cellula diploide nella mitosi immediatamente successiva alla fecondazione (endomitosi). La tetrapoidia completa è incompatibile con la vita per cui l'interruzione di gravidanza avverrà tanto precocemente da renderne impossibile il riconoscimento. Nel 2-3% dei casi è stata dimostrata l'origine paterna. La fecondazione di un ovocita con 2 spermatozoi è responsabile di una grave patologia, detta mola idatiforme parziale (PHM), che consiste nella trasformazione cistica dei villi del sacco embrionale con crescita anormale del trofoblasto.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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