CO TO JEST DZIEDZICZENIE CYTOPLAZMATYCZNE? - BIOLOGIA - 2026

Cytoplazmatycznej dziedziczenia jest przeniesienie genów w cytoplazmie komórki, które nie są związane z chromosomów rdzenia. Ten rodzaj dziedziczenia jest również nazywany dziedziczeniem obcym i jest częścią różnych dziedziczonych wzorców znanych jako niemendlowskie.

Został odkryty przez niemieckiego botanika i genetyka Carla Ericha Corrensa na początku XX wieku (1908). Podczas gdy Correns pracował z rośliną znaną jako Maravilla del Perú lub Clavellina (Mirabilis jalapa), zauważył, że dziedziczenie zabarwienia liści tej rośliny wydaje się być niezależne od fenotypu ojcowskiego.

Wzorce dziedziczenia mendlowskie i niemendlowskie. Zrobione i zredagowane z: Ghadisu.

Dziedziczenie tej cechy, która nie była zgodna z prawami genetyki mendlowskiej, wydawało się zależeć wyłącznie od genotypu matki; W rezultacie zaproponował hipotezę, że cechy te pochodzą od organelli lub środków obecnych w cytoplazmie zalążka.

Po ponad 100 latach tego odkrycia i pomimo rozwoju genetyki molekularnej wiedza o tym, jak i dlaczego mechanizmy dziedziczenia pozakomórkowego są częściowo niepewne, a badania mające na celu ich wyjaśnienie są stosunkowo niewielkie.

Dziedziczenie cytoplazmatyczne a dziedziczenie mendlowskie

Dziedziczenie mendlowskie

Jest to najbardziej znana forma spośród różnych dziedzicznych procesów. Zaproponował go Gregor Mendel, mnich i naukowiec urodzony w Heinzendorf, dawnym imperium austriackim, obecnie znanym jako Hynčice (Czechy), w połowie XIX wieku (1865-1866) i ponownie odkryty na początku XX wieku.

Jego hipotezy dotyczące dziedziczności i teorie zostały przetestowane i posłużyły jako podstawa wielu innych teorii. Jego odkrycia są podstawą tego, co dziś jest znane jako genetyka klasyczna.

Dziedziczenie mendlowskie wskazuje, że każdy rodzic dostarcza jeden z dwóch możliwych alleli do wyrażenia cechy; Te allele znajdują się w jądrze komórek rozrodczych (materiał genetyczny), co wskazuje, że dziedziczenie mendlowskie jest dwurodzicielskie.

Kiedy znany jest skład genetyczny obojga rodziców (genotyp), prawa mendlowskie są wykorzystywane do przewidywania (nie zawsze mają zastosowania) proporcji i rozmieszczenia obserwowalnych cech (fenotypów). Dziedziczenie mendlowskie dotyczy większości organizmów rozmnażających się płciowo.

Dziedziczenie cytoplazmatyczne lub zewnątrzkomórkowe

Ten rodzaj spadku został odkryty w 1906 roku przez botanika Carla Corrensa. Jest uważany za niemendlowski, ponieważ przekazywanie genów nie obejmuje jądra, które jest organellą uważaną w genetyki klasycznej za odpowiedzialną za zawarcie całego dziedzicznego materiału genetycznego.

W tym przypadku dziedziczność występuje z powodu pewnych organelli, takich jak mitochondria i chloroplasty, które zawierają własny materiał genetyczny i mogą rozmnażać się w komórce.

W przypadku mitochondriów, które mogą być obecne w liczbie blisko 10 000 na żeńskie komórki lub zalążki (z wieloma kopiami ich genomu), mogą one replikować się niezależnie od podziału komórkowego.

Ten typ replikacji pozwala mitochondriom na wyższe wskaźniki mutacji niż DNA jądrowe, ewoluując szybciej niż DNA jądrowe.

Podczas procesu reprodukcji, szczególnie podczas zapłodnienia, mitochondria obecne w męskich komórkach rozrodczych są wykluczane z zygoty (mają ich tylko kilkaset), podczas gdy mitochondria w zalążku pozostają zachowane.

W ten sposób mitochondrialny materiał genetyczny jest dziedziczony tylko przez matkę (dziedziczenie cytoplazmatyczne). Rozumie się przez to, że dziedziczenie zewnątrzkomórkowe lub cytoplazmatyczne jest jednoprodzicielskie.

W efekcie uzyskuje się ekspresję fenotypową trudną do wyjaśnienia z mendlowskiego punktu widzenia, mutacje bez ekspresji fenotypowej, a także różne patologie.

Organelle

Mitochondria

Mitochondria to najbardziej oczywiste i godne uwagi organelle w cytoplazmie komórkowej komórek eukariotycznych. Mają funkcję wytwarzania energii dla komórki. Ciekawą cechą tych organelli jest wspomniana już ich matczyna pochodzenie. Inną osobliwą cechą jest to, że przedstawiają własne DNA.

Części mitochondrium. Zaczerpnięte i zredagowane z Kelvinsong; zmodyfikowany przez Sowlosa.

Chloroplasty

Chloroplast. Autor: Gmsotavio, źródło Wikimedia Commons

Chloroplasty to charakterystyczne organelle komórek eukariotycznych i organizmów zawierających chlorofil. Jego główną funkcją jest przeprowadzanie fotosyntezy, produkcja cukrów.

Podobnie jak mitochondria, mają własne DNA i mogą rozmnażać się w komórce bez pomocy podziału komórki. Podobnie jego dziedziczenie następuje po matce, to znaczy podczas reprodukcji tylko oocell dostarcza chloroplastów.

Ewolucja

Teoria zaproponowana w 1967 roku przez amerykańskiego biologa Lynna Margulisa na temat endosymbiozy wskazuje na pochodzenie i ewolucję komórek eukariotycznych na podstawie długoterminowego związku endosymbiotycznego między organizmami prokariotycznymi i eukariotycznymi przodkami.

Według Margulisa organelle, takie jak chloroplasty i mitochondria, są pochodzenia prokariotycznego (odpowiednio sinice i proteobakterie). Inne organizmy inkorporowały, fagocytowały lub pochłonęły chloroplasty i mitochondria.

Po ich włączeniu prekursory eukariotyczne nie trawiły ani nie przetwarzały tych prokariotów (chloroplastów i mitochondriów), które pozostały w komórce gospodarza i po milionach lat ewolucji stały się organellami komórki eukariotycznej.

Wśród faktów, które nadają wagę tej teorii, są wspomniane wyżej osobliwości, że te organelle mają własne DNA i że mogą replikować się niezależnie w komórce i bez jej pomocy.

Warto wspomnieć, że badacze utrzymują, że endosymbioza, obecność DNA w tych narządach, wysoki wskaźnik replikacji i mutacji chloroplastów i mitochondriów, a także dziedziczenie cytoplazmatyczne są prekursorami i odpowiedzialnymi za wielki skok złożoności. i ewolucja życia.

Inne formy dziedziczenia niemendlowskiego

Konwersja genów

Często obserwuje się podczas krzyżowania grzybów. Występuje, gdy sekwencja genu zastępuje inną homologiczną sekwencję. Podczas podziału mejotycznego, kiedy następuje rekombinacja homologiczna miejsc heterozygotycznych, zachodzi niedopasowanie między zasadami.

Próbując naprawić to niedopasowanie, komórka powoduje, że jeden allel zastępuje drugi, powodując dziedziczenie niemendlowskie zwane konwersją genów.

Dziedziczenie zaraźliwe

Wirusy uczestniczą w tego rodzaju dziedziczeniu. Te czynniki zakaźne infekują komórkę gospodarza i pozostają w cytoplazmie, wprowadzając swój genom do genomu gospodarza.

Imprintingu genomowego

Ten rodzaj dziedziczenia niemendlowskiego występuje, gdy związki alkinowe pochodzące z metanu i histonów są zaangażowane w cząsteczkę DNA przez metylację, a wszystko to bez jakiejkolwiek modyfikacji sekwencji genetycznej.

Ta inkorporacja pozostanie w męskich i żeńskich komórkach rozrodczych przodków i będzie utrzymywana poprzez mitotyczne podziały komórek w komórkach ciała organizmów potomnych.

Inne procesy dziedziczenia niemendlowskiego to mozaicyzm i zaburzenie powtórzeń trinukleotydów.

Bibliografia

1. Dziedziczenie pozatomowe - niemendlowskie dziedziczenie genów organelli. Odzyskany z medicine.jrank.org.
2. Dziedziczenie niemendlowskie. Wikipedia. Odzyskany z en.wikipedia.org.
3. Dziedziczenie mitochondrialne. Encyclopedia.com. Odzyskany z encyclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Rola cytoplazmy w dziedziczności. Postępowanie Royal Society B.
5. Dziedziczenie pozatomowe. Wikipedia. Odzyskany z en.wikipedia.org.
6. Konwersja genów. Odzyskany z en.wikipedia.org.
7. Imprintingu genomowego. Odzyskany z en.wikipedia.org.