KAS IR CITOPLAZMAS MANTOJUMS? - BIOLOĢIJA - 2025

Citoplazmas mantošana ir nodošanu gēnu citoplazmā šūnā, kas nav saistītas ar hromosomas kodols. Šis mantojuma veids tiek saukts arī par ārzemju mantojumu, un tas ir daļa no dažādiem mantotajiem modeļiem, kas pazīstami kā ne-Mendelian.

To 20. gadsimta sākumā (1908. gadā) atklāja vācu botāniķis un ģenētiķis Karls Ēriks Korrenss. Kamēr Korrenss strādāja ar augu, kas pazīstams kā Maravilla del Perú vai Clavellina (Mirabilis jalapa), viņš novēroja, ka šī auga lapu krāsas mantojums šķita neatkarīgs no tēva fenotipa.

Mendeliešu un ne-mendeliešu mantojuma modeļi. Uzņemts un rediģēts no: Ghadisu.

Šķiet, ka šīs pazīmes pārmantojamība, kas neatbilda Mendeļu ģenētikas likumiem, bija atkarīga tikai no mātes genotipa; Tā rezultātā viņš ierosināja hipotēzi, ka šīs pazīmes nāk no organelliem vai aģentiem, kas atrodas olšūnas citoplazmā.

Pēc vairāk nekā 100 gadu ilga atklājuma un neskatoties uz molekulārās ģenētikas attīstību, zināšanas par to, kā un kāpēc notiek ārpusšūnu mantojuma mehānismi, ir daļēji neskaidras, un pētījumi to noskaidrošanai ir samērā niecīgi.

Citoplazmas mantojums vs Mendeļu mantojums

Mendeļu mantojums

Šī ir pazīstamākā forma starp dažādiem iedzimtiem procesiem. To ierosināja Gregors Mendels, mūks un zinātnieks, kurš dzimis Heinzendorfā, bijušajā Austrijas impērijā, šobrīd pazīstams kā Hynčice (Čehijas Republika), 19. gadsimta vidū (1865–1866) un no jauna atklāts 20. gadsimta sākumā.

Viņa hipotēzes par iedzimtību un teorijas tika pārbaudītas un kalpoja par pamatu daudzām citām teorijām. Viņa atklājumi ir pamatā tam, ko mūsdienās sauc par klasisko ģenētiku.

Mendeļu mantojums norāda, ka katrs no vecākiem nodrošina vienu no diviem iespējamiem alēļiem, lai izteiktu pazīmi; Šīs alēles ir atrodamas reproduktīvo šūnu kodolā (ģenētiskajā materiālā), norādot, ka Mendeļa mantojums ir biparentāls.

Kad ir zināms abu vecāku ģenētiskais sastāvs (genotips), Mendeļa likumi tiek izmantoti, lai paredzētu (ne vienmēr piemērotu) novērojamo pazīmju (fenotipu) proporciju un izplatību. Mendeļu mantojums attiecas uz lielāko daļu organismu, kas vairojas seksuāli.

Citoplazmas vai ārpusšūnu mantojums

Šāda veida mantojumu 1906. gadā atklāja botāniķis Karls Korrenss. Tas tiek uzskatīts par mendelisku, jo gēnu pārnešana neietver kodolu, kas ir organelle, kuru klasiskajā ģenētikā uzskata par atbildīgu par visa iedzimtā ģenētiskā materiāla atrašanu.

Šajā gadījumā mantojums rodas noteiktu organellu, piemēram, mitohondriju un hloroplastu, dēļ, kuriem ir savs ģenētiskais materiāls un kuri var vairoties šūnā.

Mitohondriju gadījumā, kuru skaits var būt tuvu 10 000 uz sieviešu dzimuma šūnām vai olšūnām (ar vairāku genoma kopiju), tās var replicēties neatkarīgi no šūnu dalīšanas.

Šis replikācijas veids ļauj mitohondrijiem iegūt augstāku mutāciju ātrumu nekā kodola DNS, attīstoties ātrāk nekā kodola DNS.

Reproduktīvā procesa laikā, īpaši apaugļošanas laikā, no zigotas tiek izslēgtas vīriešu reproduktīvajās šūnās esošās mitohondrijas (tām ir tikai daži simti no tām), bet olšūnas tiek saglabātas.

Tādā veidā mitohondriju ģenētiskais materiāls tiek mantots tikai caur māti (mantojums citoplazmā). Ar to saprotot, ka ārpusšūnu vai citoplazmatiskā mantošana nav viendabīga.

Rezultātā tiek iegūta fenotipiskā ekspresija, kuru no Mendeļa viedokļa ir grūti izskaidrot, mutācijas, kurām nav fenotipiskas ekspresijas, kā arī dažādas patoloģijas.

Organelles

Mitohondriji

Mitohondriji ir acīmredzamākie un ievērojamākie organoīdi eikariotu šūnu šūnu citoplazmā. Viņiem ir enerģija šūnai. Interesanta šo organellu īpašība ir jau pieminētā viņu mātes izcelsme. Kaut arī vēl viena īpatnība ir tā, ka viņi uzrāda savu DNS.

Mitohondrija daļas. Uzņemts un rediģēts no Kelvinga; modificēts Sowlos.

Hloroplasti

Hloroplasti. Autors Gmsotavio, no Wikimedia Commons

Hloroplasti ir raksturīgi eikariotu šūnu un organismu organoli, kas satur hlorofilu. Tās galvenā funkcija ir veikt fotosintēzi, ražot cukurus.

Viņiem, tāpat kā mitohondrijiem, ir sava DNS un viņi var vairoties šūnā bez šūnu dalīšanas palīdzības. Tāpat tā tiek mantota caur māti, tas ir, reprodukcijas laikā hloroplastus nodrošina tikai oocell.

Evolūcija

Amerikāņu biologa Lina Marguļa 1967. gadā ierosinātā teorija par endosimbiozi norāda uz eikariotu šūnu izcelsmi un attīstību, balstoties uz ilgtermiņa endosimbiotiskām attiecībām starp prokariotu un senču eikariotu organismiem.

Pēc Marguļa teiktā, organelliem, piemēram, hloroplastiem un mitohondrijiem, ir prokariotu izcelsme (attiecīgi zilaļģes un proteobaktērijas). Citi organismi, kas iekļauti, fagocitizēti vai absorbēti hloroplasti un mitohondriji.

Pēc to iestrādes eikariotu prekursori neizdalīja un neapstrādāja šos prokariotus (hloroplastus un mitohondrijus), kas palika saimnieka šūnā un pēc miljoniem gadu ilgas evolūcijas viņi kļuva par eikariotu šūnas organelliem.

Starp faktiem, kas piešķir nozīmi šai teorijai, ir iepriekšminētās īpatnības, ka šīm organellām ir sava DNS un ka tās var patstāvīgi replicēties šūnā un bez tās palīdzības.

Ir vērts pieminēt, ka pētnieki apgalvo, ka endosimbioze, DNS klātbūtne šajos orgānos, augsts hloroplastu un mitohondriju replikācijas un mutācijas ātrums, kā arī citoplazmatiskā mantošana ir priekšgājēji un atbild par lielo sarežģītības lēcienu. un dzīves evolūcija.

Citas mandeles, kas nav Mendelian forma

Gēnu konversija

To bieži novēro krustojot sēnes. Tas rodas, kad gēna sekvence aizstāj citu homoloģisku secību. Mejozes dalīšanas laikā, kad notiek homologiska heterozigotu vietu rekombinācija, starp bāzēm rodas neatbilstība.

Mēģinot labot šo neatbilstību, šūna liek vienai alēlei aizstāt otru, izraisot mandelēšanu, kas nav Mendelija saukta par gēna pārveidošanu.

Infekciozais mantojums

Vīrusi piedalās šāda veida mantojumā. Šie infekcijas izraisītāji inficē saimnieka šūnu un paliek citoplazmā, sava genoma ievietojot saimnieka genomā.

Ģenētiskais nospiedums

Šis ne-Mendelian mantojums notiek tad, kad no metāna iegūtie alkīnu savienojumi un histoni tiek iesaistīti DNS molekulā metilējot, tas viss notiek bez jebkāda veida ģenētiskās secības modifikācijām.

Šī inkorporācija saglabāsies priekšteču vīriešu un sieviešu reproduktīvajās šūnās un tiks uzturēta caur mitotisko šūnu dalīšanos pēcnācēju organismu ķermeņa šūnās.

Citi ne-Mendelian mantošanas procesi ir mozaīnisms un trinukleotīdu atkārtošanās traucējumi.

Atsauces

1. Ārkārtas kodolieroču mantojums - organelēnu gēnu ne-mendelisks mantojums. Atgūts no medicine.jrank.org.
2. Mandene, kas nav Mendelija. Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
3. Mitohondriju mantojums. Encyclopedia.com. Atgūts no enciklopēdijas.com.
4. GH Beale (1966). Citoplazmas loma iedzimtībā. Karaliskās biedrības B rakstu krājumi
5. Ārkārtas kodolība. Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
6. Gēnu konversija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
7. Ģenētiskais nospiedums. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.