Poliploidia

Poliploidia

Con il termine poliploidia si intende la condizione in cui un organismo vivente possiede più di 2 set cromosomici, cioè ha un numero di cromosomi superiore al corredo diploide. Nella poliploidia, pertanto, il numero di cromosomi può essere 3n, 4n, 5n ecc., e si parla allora di triploidia, tetraploidia, pentaploidia ecc. Se vi sono uno o più cromosomi in più o in meno del normale (2n+1, 2n−1, 2n+2, 2n−2 ecc.) si ha invece la aneuploidia o eteroploidia. La poliploidia può essere somatica o germinale. Nella poliploidia somatica soltanto alcune cellule, per lo più ghiandolari, presentano nuclei poliploidi. Se i cromosomi, dopo essersi divisi, non si separano ma rimangono uniti l’uno all’altro si ha la politenia. La poliploidia vera e propria, in cui tutte le cellule di un organismo sono poliploidi, può originarsi in due modi: per fecondazione di gameti che non siano aploidi; per raddoppiamento del numero dei cromosomi all’inizio dello sviluppo. Se, per qualche anomalia della meiosi, si forma un gamete diploide, questo, unendosi con un gamete aploide normale, dà origine a uno zigote con 3n cromosomi, cioè triploide. Spesso gli organismi triploidi formano un certo numero di gameti diploidi: se 2 di questi si fecondano, nasce un tetraploide, 4n. Il raddoppiamento del numero dei cromosomi può avvenire per la soppressione del fuso mitotico che non inibisce la divisione dei cromosomi. Spesso negli animali la poliploidia è associata con la partenogenesi. Durante la ovogenesi si ha una meiosi abortiva che non porta alla riduzione del numero dei cromosomi. Gli organismi poliploidi si comportano molto diversamente a seconda che il coefficiente per cui è moltiplicato n sia dispari o pari. Nel primo caso, nella gametogenesi non si possono avere meiosi equilibrate, perché i cromosomi non si appaiano regolarmente a due a due; ne risulta una irregolare distribuzione di cromosomi fra i gameti, la massima parte dei quali è sterile. Solo quelli in cui per caso si abbiano esattamente n o 2n cromosomi risultano fertili. Le piante in genere possono mantenere una simile condizione riproducendosi per via vegetativa. Negli animali invece la partenogenesi è il solo modo possibile di riproduzione che mantenga questa condizione poliploide. I poliploidi in cui il coefficiente n è pari, invece, possono in molti casi dare luogo a meiosi equilibrate, e quindi la condizione poliploide può perpetuarsi anche per la via della riproduzione sessuata. Tuttavia molto spesso anche questi organismi si riproducono per via asessuata o partenogenetica. Dal punto di vista dell’origine dei corredi cromosomici si distinguono gli autopoliploidi, in cui si ha reduplicazione degli stessi cromosomi di una data specie o razza, e gli allopoliploidi, in cui invece i corredi cromosomici hanno origine diversa.
Nel mondo vegetale la poliploidia riguarda molte piante.
Sono poliploidi parecchie piante grasse, così come quelle ornamentali, quelle da seme e molti alberi da frutto. La poliploidia, in molti casi, è associata 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).

Nel mondo animale la poliploidia è presente in alcune specie come: 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 poliploide. 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.
La poliploidia è presente anche nella specie umana.
Questa si manifesta in genere 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.
La poliploidia può essere indotta alterando sperimentalmente l’apparato del fuso mitotico durante la divisione cellulare. Questo risultato è raggiunto con l’impiego della colchicina, un alcaloide isolato dai semi di Colchicum autunnale, che, aggiunto durante la coltura di cellule vegetali, inibisce la formazione del fuso con conseguente blocco della mitosi.