ЧТО ТАКОЕ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ? - БИОЛОГИЯ - 2025

Цитоплазматического наследования является перенос генов в цитоплазме клетки, которые не связаны с хромосомами ядра. Этот тип наследования также называется чужим наследованием и является частью различных унаследованных паттернов, известных как неменделирующие.

Он был открыт немецким ботаником и генетиком Карлом Эрихом Корренсом в начале 20 века (1908 г.). В то время как Корренс работал с растением, известным как Maravilla del Perú или Clavellina (Mirabilis jalapa), он заметил, что наследование окраски листьев этого растения, по-видимому, не зависит от отцовского фенотипа.

Менделирующие и неменделирующие модели наследования. Взято и отредактировано: Ghadisu.

Наследование этого признака, которое не соответствовало законам менделевской генетики, казалось, зависело исключительно от генотипа матери; В результате он предложил гипотезу, что эти черты произошли от органелл или агентов, присутствующих в цитоплазме яйцеклетки.

После более чем 100 лет после этого открытия, несмотря на развитие молекулярной генетики, знания о том, как и почему возникают механизмы внеклеточного наследования, частично остаются неопределенными, а исследования по их выяснению относительно скудны.

Цитоплазматическое наследование против менделевского наследования

Менделирующее наследование

Это самая известная форма среди различных наследственных процессов. Он был предложен Грегором Менделем, монахом и ученым, родившимся в Хайнцендорфе, бывшей Австрийской империи, ныне известной как Хинчице (Чешская Республика), в середине 19 века (1865-1866) и вновь обнаружен в начале 20 века.

Его гипотезы о наследственности и его теории были проверены и послужили основой для многих других теорий. Его открытия являются основой того, что сегодня известно как классическая генетика.

Менделирующее наследование указывает на то, что каждый родитель предоставляет один из двух возможных аллелей для выражения признака; Эти аллели находятся в ядре репродуктивных клеток (генетическом материале), что указывает на то, что менделевское наследование является двупародительским.

Когда известен генетический состав обоих родителей (генотип), законы Менделя используются для прогнозирования (не всегда применяются) пропорции и распределения наблюдаемых признаков (фенотипов). Менделирующая наследственность распространяется на большинство организмов, размножающихся половым путем.

Цитоплазматическая или внеклеточная наследственность

Этот тип наследования открыл в 1906 году ботаник Карл Корренс. Это считается неменделирующим, потому что передача генов не затрагивает ядро, которое является органеллой, которая считается в классической генетике ответственной за содержание всего наследственного генетического материала.

В этом случае наследование происходит благодаря определенным органеллам, таким как митохондрии и хлоропласты, которые содержат собственный генетический материал и могут воспроизводиться внутри клетки.

В случае митохондрий, которых может быть около 10 000 на женские клетки или яйцеклетки (с несколькими копиями их генома), они могут реплицироваться независимо от клеточного деления.

Этот тип репликации позволяет митохондриям иметь более высокий уровень мутации, чем ядерная ДНК, и эволюционировать быстрее, чем ядерная ДНК.

Во время репродуктивного процесса, особенно при оплодотворении, митохондрии, присутствующие в мужских репродуктивных клетках, исключаются из зиготы (у них их всего несколько сотен), в то время как митохондрии яйцеклетки сохраняются.

Таким образом, митохондриальный генетический материал наследуется только от матери (цитоплазматическая наследственность). Под этим подразумевается, что внеклеточное или цитоплазматическое наследование является монородителем.

В результате этого получается фенотипическое выражение, трудно объяснимое с менделевской точки зрения, мутации, не имеющие фенотипического выражения, а также различные патологии.

Органеллы

Митохондрии

Митохондрии - наиболее очевидные и заметные органеллы в клеточной цитоплазме эукариотических клеток. У них есть функция производства энергии для клетки. Интересной особенностью этих органелл является уже упоминавшееся их материнское происхождение. Другой особенностью является то, что они представляют свою собственную ДНК.

Части митохондрии. Взято и отредактировано из Kelvinsong; изменено Соулосом.

Хлоропласты

Хлоропласты. Автор Gmsotavio, из Wikimedia Commons

Хлоропласты - характерные органеллы эукариотических клеток и организмов, содержащие хлорофилл. Его основная функция - фотосинтез, производство сахаров.

Как и митохондрии, они имеют собственную ДНК и могут размножаться внутри клетки без помощи клеточного деления. Точно так же его наследственность передается от матери, то есть во время размножения только ооцелл обеспечивает хлоропласты.

эволюция

Теория эндосимбиоза, предложенная в 1967 году американским биологом Линн Маргулис, указывает на происхождение и эволюцию эукариотических клеток из долговременных эндосимбиотических отношений между прокариотическими и предковыми эукариотическими организмами.

По словам Маргулиса, такие органеллы, как хлоропласты и митохондрии, имеют прокариотическое происхождение (цианобактерии и протеобактерии соответственно). Другие организмы инкорпорировали, фагоцитировали или поглотили хлоропласты и митохондрии.

После их включения эукариотические предшественники не переваривали и не обрабатывали эти прокариоты (хлоропласты и митохондрии), которые остались в клетке-хозяине и после миллионов лет эволюции стали органеллами эукариотической клетки.

Среди фактов, которые придают вес этой теории, - вышеупомянутые особенности, заключающиеся в том, что эти органеллы имеют свою собственную ДНК и что они могут воспроизводиться независимо внутри клетки и без ее помощи.

Стоит упомянуть, что исследователи утверждают, что эндосимбиоз, присутствие ДНК в этих органах, высокая скорость репликации и мутации хлоропластов и митохондрий, а также цитоплазматическая наследственность являются предшественниками и ответственны за большой скачок в сложности. и эволюция жизни.

Другие формы неменделирующего наследования

Преобразование гена

Это обычное явление при скрещивании грибов. Это происходит, когда последовательность гена заменяет другую гомологичную последовательность. Во время мейотического деления, когда происходит гомологичная рекомбинация гетерозиготных сайтов, возникает несоответствие между основаниями.

Пытаясь исправить это несоответствие, клетка заставляет один аллель заменять другой, вызывая неменделирующее наследование, называемое преобразованием генов.

Инфекционная наследственность

В этом типе наследования участвуют вирусы. Эти инфекционные агенты инфицируют клетку-хозяин и остаются в цитоплазме, вставляя свой геном в геном хозяина.

Геномный импринтинг

Этот тип неменделирующего наследования происходит, когда алкиновые соединения, полученные из метана и гистонов, вовлекаются в молекулу ДНК посредством метилирования, и все это без каких-либо модификаций генетической последовательности.

Это включение останется в мужских и женских репродуктивных клетках предков и будет поддерживаться посредством делений митотических клеток в клетках тела потомков организмов.

Другие процессы неменделирующего наследования - мозаицизм и нарушение тринуклеотидных повторов.

Ссылки

1. Экстраядерное наследование - неменделирующее наследование генов органелл. Получено с сайта medic.jrank.org.
2. Неменделирующая наследственность. Wikipedia. Восстановлено с en.wikipedia.org.
3. Митохондриальное наследование. Encyclopedia.com. Получено с encyclopedia.com.
4. Г. Х. Бил (1966). Роль цитоплазмы в наследственности. Труды Королевского общества Б.
5. Экстраядерное наследование. Wikipedia. Восстановлено с en.wikipedia.org.
6. Конверсия гена. Восстановлено с en.wikipedia.org.
7. Геномный импринтинг. Восстановлено с en.wikipedia.org.