ŠTO JE NASLJEĐIVANJE CITOPLAZME? - BIOLOGIJA - 2025

Citoplazmatska nasljeđe je prijenos gena u citoplazmi stanica koji nisu povezani s kromosomima jezgre. Ova vrsta nasljeđivanja naziva se i inozemnim nasljeđivanjem i dio je različitih nasljeđenih obrazaca poznatih kao ne-mendelijsko.

Otkrio ga je njemački botaničar i genetičar Carl Erich Correns početkom 20. stoljeća (1908.). Dok je Correns radio s biljkom poznatom kao Maravilla del Perú ili Clavellina (Mirabilis jalapa), primijetio je da nasljeđivanje obojenja lišća ove biljke izgleda neovisno o očinskom fenotipu.

Mendelski i nemendelski obrasci nasljeđivanja. Preuzeto i uredjeno iz: Ghadisu.

Nasljeđivanje ove osobine, koja nije bila u skladu sa zakonima mendelijske genetike, činilo se da ovisi isključivo o genotipu majke; Kao rezultat toga, predložio je hipotezu da ove osobine potječu od organela ili uzročnika prisutnih u citoplazmi ovule.

Nakon više od 100 godina ovog otkrića, i unatoč razvoju molekularne genetike, znanje o tome kako i zašto o mehanizmima izvanćelijskog nasljeđivanja dijelom je neizvjesno, a studije za njihovo razjašnjenje relativno su oskudne.

Citoplazmatsko nasljeđivanje nasljedstvo Mendela

Mendeljevo nasljedstvo

Ovo je najpoznatiji oblik među različitim nasljednim procesima. Predložio ga je Gregor Mendel, redovnik i znanstvenik rođen u Heinzendorfu, bivšem austrijskom carstvu, trenutno poznatom kao Hynčice (Češka), sredinom 19. stoljeća (1865.-1866.), A ponovno je otkriven početkom 20. stoljeća.

Njegove hipoteze o nasljednosti i njegove teorije testirane su i poslužile su kao osnova za mnoge druge teorije. Njegova otkrića su osnova onoga što je danas poznato kao klasična genetika.

Mendelijevo nasljeđivanje ukazuje na to da svaki roditelj daje jedan od dva moguća alela za iskazivanje osobine; Ti se aleli nalaze u jezgri reproduktivnih stanica (genetski materijal), što ukazuje da je Mendelijevo nasljeđe dvoparentalno.

Kad je poznata genetska struktura oba roditelja (genotip), Mendelijevi zakoni koriste se za predviđanje (ne uvijek primjenjivanje) udjela i distribucije uočljivih osobina (fenotipa). Mendelijsko nasljeđivanje odnosi se na većinu organizama koji se reproduciraju seksualno.

Citoplazmatsko ili izvanstanično nasljeđivanje

Tu vrstu nasljeđivanja otkrio je 1906. botaničar Carl Correns. Smatra se ne-mendelijskim jer prijenos gena ne uključuje jezgro, što je organela za koju se u klasičnoj genetici smatra da je odgovorna za sadržavanje svih nasljednih genetskih materijala.

U ovom slučaju nasljednost nastaje zbog određenih organela, poput mitohondrija i kloroplasta, koji sadrže vlastiti genetski materijal i koji se mogu razmnožavati unutar stanice.

U slučaju mitohondrija, koji mogu biti prisutni u brojkama blizu 10 000 po ženskim stanicama ili ovulama (s višestrukim kopijama njihovog genoma), mogu se replicirati neovisno o diobi stanica.

Ova vrsta replikacije omogućava da mitohondriji imaju veću stopu mutacije od nuklearne DNK, razvijajući se brže od nuklearne DNK.

Tijekom reproduktivnog procesa, posebno u oplodnji, mitohondriji prisutni u muškim reproduktivnim stanicama su isključeni iz zigote (ima ih samo nekoliko stotina), dok se oni iz ovule održavaju.

Na taj se način mitohondrijski genetski materijal nasljeđuje samo preko majke (citoplazmatsko nasljeđivanje). Pod tim se podrazumijeva da je izvanćelijsko ili citoplazmatsko nasljeđivanje uniparentalno.

Kao rezultat toga, dobiva se fenotipska ekspresija koju je teško objasniti s Mendeljeve točke gledišta, mutacije koje nemaju fenotipsku ekspresiju, kao i različite patologije.

organele

Mitohondriji

Mitohondrije su najočitije i najistaknutije organele u staničnoj citoplazmi eukariotskih stanica. Oni imaju funkciju proizvodnje energije za stanicu. Zanimljiva karakteristika ovih organela je ona koja je već spomenuta o njihovom majčinskom podrijetlu. Još jedna osebujna karakteristika je da predstavljaju vlastiti DNK.

Dijelovi mitohondrije. Preuzeto i uređeno iz Kelvinsonga; modificirao Sowlos.

kloroplasta

Kloroplasta. Autor Gmsotavio, iz Wikimedia Commons

Kloroplasti su karakteristične organele eukariotskih stanica i organizama koji sadrže klorofil. Njegova glavna funkcija je provesti fotosintezu, stvarati šećere.

Poput mitohondrija, oni imaju vlastiti DNK i mogu se umnožavati unutar stanice bez pomoći stanične diobe. Isto tako, njegovo nasljeđivanje je putem majke, to jest, tijekom reprodukcije, samo oocel daje kloroplaste.

Evolucija

Teorija koju je 1967. predložio američki biolog Lynn Margulis o endosimbiozi, ukazuje na podrijetlo i razvoj eukariotskih stanica, a temelji se na dugoročnom endosimbiotskom odnosu između prokariotskih i predaka eukariotskih organizama.

Prema Margulisu, organele poput kloroplasta i mitohondrija su prokariotskog podrijetla (cijanobakterije i proteobakterije). Ostali organizmi koji su ugrađeni, fagocitozirani ili zahvaćeni kloroplasti i mitohondriji.

Nakon što su ih ugradili, eukariotski prekursori nisu probavili ili obradili ove prokariote (kloroplaste i mitohondrije), koji su ostali u stanici domaćina i nakon milijuna godina evolucije postali su organele eukariotske stanice.

Među činjenicama koje ovoj teoriji daju težinu su i gore spomenute osobine da ove organele imaju vlastiti DNK i da se mogu samostalno replicirati unutar stanice i bez njene pomoći.

Vrijedno je spomenuti da istraživači drže da su endosimbioza, prisutnost DNK u tim organima, visoka brzina replikacije i mutacije kloroplasta i mitohondrija, kao i nasljeđivanje citoplazmi, preteča i odgovorni za veliki skok u složenosti. i evolucija života.

Ostali oblici ne-mendelovskog nasljeđivanja

Pretvorba gena

Uobičajeno je promatrati tijekom križanja između gljiva. Nastaje kada genska sekvenca zamijeni drugu homolognu sekvencu. Tijekom mejotičke podjele, kada postoji homološka rekombinacija heterozigotnih mjesta, dolazi do neusklađenosti između baza.

Pokušavajući ispraviti ovu neusklađenost, stanica uzrokuje da jedan alel zamijeni drugi uzrokujući ne-Mendelovo nasljeđivanje nazvano pretvorba gena.

Zarazno nasljeđivanje

Virusi sudjeluju u ovoj vrsti nasljeđivanja. Ti infektivni agensi inficiraju stanicu domaćina i ostaju u citoplazmi, ubacujući svoj genom u genom domaćina.

Genomski utisak

Ova vrsta ne-mendelovskog nasljeđivanja nastaje kada su alkinski spojevi izvedeni iz metana i histoni uključeni u molekulu DNA metilacijom, a sve to bez ikakvih vrsta izmjena u genetskom slijedu.

Ova inkorporacija ostat će u muškim i ženskim reproduktivnim stanicama porijekla i održat će se kroz mitotičke stanične diobe u tjelesnim stanicama potomaka.

Ostali procesi nemandeljskog nasljeđivanja su mozaicizam i poremećaj ponavljanja trinukleotida.

Reference

1. Ekstrauklearno nasljeđivanje - nemendelsko nasljeđivanje gena Organelle. Oporavak od medicine.jrank.org.
2. Nemendelsko nasljedstvo. Wikipedia. Oporavilo s en.wikipedia.org.
3. Mitohondrijsko nasljeđivanje. Encyclopedia.com. Oporavilo s encyclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Uloga citoplazme u nasljednosti. Zbornik radova Kraljevskog društva B.
5. Ekstrauklearno nasljeđivanje. Wikipedia. Oporavilo s en.wikipedia.org.
6. Pretvorba gena. Oporavilo s en.wikipedia.org.
7. Genomski utisak. Oporavilo s en.wikipedia.org.