ČO JE TO CYTOPLAZMATICKÉ DEDIČSTVO? - BIOLÓGIE - 2026

Cytoplazmatická dedičnosť je prenos génov v cytoplazme buniek, ktoré nie sú spojené s chromozómoch jadra. Tento typ dedičstva sa nazýva aj zahraničné dedičstvo a je súčasťou rôznych zdedených vzorcov známych ako nemendelovský.

Objavil ju nemecký botanik a genetik Carl Erich Correns začiatkom 20. storočia (1908). Zatiaľ čo Correns pracoval s rastlinou známou ako Maravilla del Perú alebo Clavellina (Mirabilis jalapa), zistil, že zdedenie zafarbenia listov tejto rastliny sa zdá byť nezávislé od otcovského fenotypu.

Mendelovské a nemendelovské dedičské vzorce. Prevzaté a upravené: Ghadisu.

Zdedenie tejto črty, ktoré nebolo v súlade so zákonmi Mendelovej genetiky, sa zdalo závisieť výlučne od genotypu matky; V dôsledku toho navrhol hypotézu, že tieto vlastnosti pochádzajú z organel alebo látok prítomných v cytoplazme vajíčka.

Po viac ako 100 rokoch tohto objavu a napriek rozvoju molekulárnej genetiky sú znalosti o tom, ako a prečo mechanizmy extracelulárneho dedičstva, čiastočne neisté a štúdie, ktoré ich objasňujú, sú pomerne obmedzené.

Cytoplazmatická dedičnosť verzus Mendelovská dedičnosť

Mendelovské dedičstvo

Toto je najznámejšia forma medzi rôznymi dedičnými procesmi. Navrhol to mních a vedec Gregor Mendel narodený v Heinzendorfe, bývalej rakúskej ríši, v súčasnosti známej ako Hynčice (Česká republika), v polovici 19. storočia (1865 - 1866) a znovuobjavený na začiatku 20. storočia.

Jeho hypotézy o dedičnosti a jeho teóriách boli testované a slúžili ako základ pre mnoho ďalších teórií. Jeho objavy sú základom toho, čo sa dnes nazýva klasická genetika.

Mendelovské dedičstvo naznačuje, že každý rodič poskytuje jednu z dvoch možných alel pre znak, ktorý má byť vyjadrený; Tieto alely sa nachádzajú v jadre reprodukčných buniek (genetický materiál), čo naznačuje, že Mendelova dedičnosť je biparentná.

Ak je známa genetická skladba oboch rodičov (genotyp), používajú sa na predpovedanie (nie vždy) pomeru a distribúcie pozorovateľných znakov (fenotypov) Mendelovské zákony. Mendelovské dedičstvo sa vzťahuje na väčšinu organizmov, ktoré sa pohlavne rozmnožujú.

Cytoplazmatická alebo extracelulárna dedičnosť

Tento typ dedičstva objavil v roku 1906 botanik Carl Correns. Považuje sa za nemendelovský, pretože prenos génov nezahŕňa jadro, ktoré je organelou považovanou v klasickej genetike za zodpovednú za uchovávanie všetkého dedičného genetického materiálu.

V tomto prípade dedenie nastáva kvôli určitým organelám, ako sú mitochondrie a chloroplasty, ktoré obsahujú ich vlastný genetický materiál a ktoré sa môžu množiť v bunke.

V prípade mitochondrií, ktoré môžu byť prítomné v počtoch blízkych 10 000 na samičie bunky alebo vajíčka (s viacerými kópiami svojho genómu), sa môžu replikovať nezávisle od delenia buniek.

Tento typ replikácie umožňuje mitochondriam mať vyššie rýchlosti mutácie ako jadrová DNA, ktorá sa vyvíja rýchlejšie ako jadrová DNA.

Počas reprodukčného procesu, najmä pri oplodnení, sú mitochondrie prítomné v mužských reprodukčných bunkách vylúčené z zygoty (majú ich len niekoľko stoviek), zatiaľ čo mitochondrie sú udržiavané.

Týmto spôsobom je mitochondriálny genetický materiál zdedený iba matkou (cytoplazmatická dedičnosť). Týmto sa rozumie, že extracelulárna alebo cytoplazmatická dedičnosť je nediferencovaná.

V dôsledku toho sa získa fenotypová expresia, ktorá sa dá ťažko vysvetliť z Mendelovho hľadiska, mutácie, ktoré nemajú fenotypovú expresiu, ako aj rôzne patológie.

organely

mitochondrie

Mitochondrie sú najzreteľnejšie a najvýznamnejšie organely v bunkovej cytoplazme eukaryotických buniek. Majú funkciu výroby energie pre bunku. Zaujímavou charakteristikou týchto organel je už zmienená ich materského pôvodu. Kým ďalšou zvláštnou charakteristikou je, že predstavujú svoju vlastnú DNA.

Časti mitochondrií. Prevzaté a upravené z Kelvinsongu; zmenil Sowlos.

chloroplasty

Chloroplast. Autor: Gmsotavio, z Wikimedia Commons

Chloroplasty sú charakteristické organely eukaryotických buniek a organizmov, ktoré obsahujú chlorofyl. Jeho hlavnou funkciou je vykonávať fotosyntézu, produkovať cukry.

Rovnako ako mitochondrie, majú svoju vlastnú DNA a môžu sa množiť v bunke bez pomoci delenia buniek. Podobne jej dedičstvo je cez matku, to znamená, že počas reprodukcie poskytuje chloroplasty iba oocell.

vývoj

Teória, ktorú v roku 1967 navrhla americká biológka Lynn Margulis o endosymbióze, poukazuje na vznik a vývoj eukaryotických buniek na základe dlhodobého endosymbiotického vzťahu medzi prokaryotickými a rodovými eukaryotickými organizmami.

Podľa Margulisa sú organely, ako sú chloroplasty a mitochondrie, prokaryotického pôvodu (cyanobaktérie a proteobaktérie). Iné organizmy včlenené, fagocytované alebo pohltené chloroplasty a mitochondrie.

Po ich začlenení eukaryotické prekurzory tieto prokaryoty (chloroplasty a mitochondrie), ktoré zostali v hostiteľskej bunke, nestrávili ani nespracovali a po miliónoch rokov vývoja sa stali organelami eukaryotických buniek.

Medzi fakty, ktoré dávajú tejto teórii váhu, sú vyššie uvedené zvláštnosti, že tieto organely majú svoju vlastnú DNA a že sa môžu replikovať nezávisle v bunke a bez jej pomoci.

Za zmienku stojí, že vedci tvrdia, že prekurzormi a veľkým skokom v zložitosti sú endosymbióza, prítomnosť DNA v týchto orgánoch, vysoká miera replikácie a mutácie chloroplastov a mitochondrií, ako aj cytoplazmatická dedičnosť. a vývoj života.

Iné formy nemendelovského dedičstva

Génová konverzia

Pri prechode medzi hubami je bežné pozorovať. Vyskytuje sa, keď génová sekvencia nahrádza inú homológnu sekvenciu. Počas meiotického delenia, keď dochádza k homológnej rekombinácii heterozygotných miest, dochádza k nesúladu medzi bázami.

Pri pokuse o nápravu tohto nesúladu bunka spôsobí, že jedna alela nahradí druhú, čo spôsobí nemendelovskú dedičnosť nazývanú génová konverzia.

Infekčné dedičstvo

Vírusy sa podieľajú na tomto type dedičstva. Tieto infekčné agens infikujú hostiteľskú bunku a zostávajú v cytoplazme a vložia svoj genóm do hostiteľského genómu.

Genomická značka

K tomuto typu nemendelovskej dedičnosti dochádza, keď sú alkylové zlúčeniny odvodené od metánu a histónov zapojené do molekuly DNA metyláciou, to všetko bez akejkoľvek modifikácie genetickej sekvencie.

Táto inkorporácia zostane v mužských a ženských reprodukčných bunkách progenitorov a bude udržiavaná prostredníctvom mitotických bunkových delení v telových bunkách potomstva.

Ďalšími procesmi nemendelovskej dedičnosti sú mozaika a porucha opakovania trinukleotidov.

Referencie

1. Extranukleárne dedičstvo - nemendelovské dedičstvo génov organely. Získané z Medicine.jrank.org.
2. Nemendelovské dedičstvo. Wikipedia. Obnovené z en.wikipedia.org.
3. Mitochondriálna dedičnosť. Encyclopedia.com. Obnovené z encyklopédie.com.
4. GH Beale (1966). Úloha cytoplazmy v dedičnosti. Zborník kráľovskej spoločnosti B.
5. Extranukleárne dedičstvo. Wikipedia. Obnovené z en.wikipedia.org.
6. Génová konverzia. Obnovené z en.wikipedia.org.
7. Genomická značka. Obnovené z en.wikipedia.org.