ЩО ТАКЕ СПАДКУВАННЯ ЦИТОПЛАЗМИ? - БІОЛОГІЯ - 2025

Цитоплазматичного успадкування є перенесення генів в цитоплазмі клітини, які не пов'язані з хромосомами ядра. Цей тип успадкування також називають іноземним успадкуванням і є частиною різних успадкованих зразків, відомих як не Менделівська.

Його відкрив німецький ботанік і генетик Карл Еріх Корренс на початку 20 століття (1908). Поки Корренс працював з рослиною, відомим як Маравілья дель Перу або Клавелліна (Mirabilis jalapa), він зауважив, що успадкування забарвлення листя цієї рослини, здавалося, не залежить від батьківського фенотипу.

Менделівські та не менделівські структури успадкування. Взято та відредаговано з: Ghadisu.

Успадкування цієї ознаки, яка не відповідала законам менделівської генетики, здавалося, залежала виключно від генотипу матері; В результаті він запропонував гіпотезу, що ці ознаки походять від органел або агентів, присутніх у цитоплазмі яйцеклітини.

Після більш ніж 100 років цього відкриття, і незважаючи на розвиток молекулярної генетики, знання про те, як і чому існують механізми позаклітинного успадкування, є частково невизначеними, а дослідження з їх роз'яснення відносно обмежені.

Цитоплазматичне успадкування проти спадкування Менделя

Менделівська спадщина

Це найвідоміша форма серед різних спадкових процесів. Він був запропонований Грегором Менделем, ченцем і вченим, що народився в Хайнцендорфі, колишній австрійській імперії, відомій сьогодні під назвою Hynčice (Чеська Республіка), в середині 19 століття (1865-1866) і був знову відкритий на початку 20 століття.

Його гіпотези про спадковість та його теорії були перевірені і послужили основою для багатьох інших теорій. Його відкриття - основа того, що сьогодні відомо як класична генетика.

Менделівське успадкування вказує на те, що кожен з батьків забезпечує один з двох можливих алелів для вираження ознаки; Ці алелі знаходяться в ядрі репродуктивних клітин (генетичний матеріал), що вказує на те, що спадщина Менделя двопала.

Коли генетичний склад обох батьків (генотип) відомий, Менделівські закони використовуються для прогнозування (не завжди застосовується) пропорції та розподілу ознак, що спостерігаються (фенотипи). Менделівське успадкування стосується більшості організмів, які розмножуються статевим шляхом.

Цитоплазматичне або позаклітинне успадкування

Цей тип успадкування був відкритий в 1906 році ботаніком Карлом Корренсом. Він вважається не менделівським, оскільки в передачі генів не задіяно ядро, яке органела вважається в класичній генетиці відповідальною за вміст всього спадкового генетичного матеріалу.

У цьому випадку успадкування відбувається за рахунок певних органел, таких як мітохондрії та хлоропласти, які містять власний генетичний матеріал і можуть розмножуватися всередині клітини.

У разі мітохондрій, які можуть бути присутніми в кількості, близькій до 10000 на жіночі клітини або яйцеклітини (з декількома копіями геному), вони можуть реплікуватися незалежно від поділу клітин.

Цей тип реплікації дозволяє мітохондріям мати більш високі показники мутації, ніж ядерна ДНК, розвиваючись швидше, ніж ядерна ДНК.

Під час репродуктивного процесу, зокрема при заплідненні, мітохондрії, наявні в репродуктивних клітинах чоловічої статі, виключаються із зиготи (їх всього кілька сотень), тоді як у овули зберігається.

Таким чином генетичний матеріал мітохондрій успадковується лише через матір (спадщина цитоплазми). Під цим розуміється, що позаклітинне або цитоплазматичне успадкування є однопартіальним.

В результаті цього виходить фенотипічна експресія, складна для пояснення з Менделівської точки зору, мутації, які не мають фенотипічної експресії, а також різні патології.

Органели

Мітохондрії

Мітохондрії - найбільш очевидні і помітні органели в клітинній цитоплазмі еукаріотичних клітин. Вони мають функцію виробляти енергію для клітини. Цікава характеристика цих органел - це вже згадуване їх материнське походження. Ще одна особлива характеристика полягає в тому, що вони представляють власну ДНК.

Частини мітохондріону. Знято та відредаговано з Кельвінсона; модифікований Совлосом.

Хлоропласти

Хлоропласт. Автор Gmsotavio, з Вікісховища

Хлоропласти - це характерні органели еукаріотичних клітин та організмів, які містять хлорофіл. Основна його функція - здійснювати фотосинтез, виробляти цукри.

Як і мітохондрії, вони мають власну ДНК і можуть розмножуватися всередині клітини без допомоги поділу клітин. Так само її спадкування відбувається через матір, тобто під час розмноження хлоропласти забезпечує лише яйцеклітина.

Еволюція

Теорія, запропонована в 1967 р. Американським біологом Лінном Маргулісом щодо ендосимбіозу, вказує на походження та еволюцію еукаріотичних клітин, заснованих на довгостроковому ендосимбіотичному зв’язку між прокаріотичними та предковими еукаріотичними організмами.

За словами Маргуліса, органели, такі як хлоропласти та мітохондрії, мають прокаріотичне походження (ціанобактерії та протеобактерії відповідно). Інші організми включають, фагоцитозують або охоплюють хлоропласти та мітохондрії.

Включивши їх, еукаріотичні попередники не перетравлювали і не обробляли ці прокаріоти (хлоропласти та мітохондрії), які залишилися в клітині господаря і після мільйонів років еволюції вони стали органелами еукаріотичної клітини.

Серед фактів, які надають ваги цій теорії, є вищезгадані особливості того, що ці органели мають власну ДНК, і що вони можуть самостійно реплікуватися всередині клітини та без її допомоги.

Варто зазначити, що дослідники стверджують, що ендосимбіоз, наявність ДНК у цих органах, висока швидкість реплікації та мутації хлоропластів та мітохондрій, а також спадкування цитоплазми є попередниками та відповідальними за великий стрибок у складності. та еволюція життя.

Інші форми неменделівського успадкування

Перетворення генів

Зазвичай спостерігають під час схрещування між грибами. Це відбувається, коли послідовність генів замінює іншу гомологічну послідовність. Під час мейотичного поділу, коли відбувається гомологічна рекомбінація гетерозиготних ділянок, між основами виникає невідповідність.

Намагаючись виправити цю невідповідність, клітина змушує один алель замінити інший, викликаючи не менделівське успадкування, що називається перетворенням генів.

Інфекційне успадкування

Віруси беруть участь у цьому виді спадкування. Ці інфекційні агенти інфікують клітину господаря і залишаються в цитоплазмі, вставляючи свій геном в геном господаря.

Геномний відбиток

Цей тип не менделівського успадкування виникає, коли алкінові сполуки, отримані з метану та гістонів, беруть участь у молекулі ДНК методом метилювання, і все це без будь-якого виду модифікації генетичної послідовності.

Ця інкорпорація залишиться в репродуктивних клітинах чоловічої та жіночої статі і зберігатиметься за рахунок мітотичного поділу клітин у клітинах організму нащадків.

Іншими процесами неменделівського успадкування є мозаїзм і тринуклеотидні розлади повторення.

Список літератури

1. Внутрішньоядерне спадкування - неменделівське спадкування генів органели. Відновлено на сайті medicine.jrank.org.
2. Не менделівське успадкування. Вікіпедія. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
3. Мітохондріальна спадщина. Encyclopedia.com. Відновлено з encyclopedia.com.
4. Г. Х. Біл (1966). Роль цитоплазми в спадковості. Праці Королівського товариства Б.
5. Позаядерне успадкування. Вікіпедія. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
6. Перетворення генів. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
7. Геномний відбиток. Відновлено з сайту en.wikipedia.org