Τι είναι κυτταροπλασματική κληρονομικότητα;

Το κυτταροπλασματική κληρονομικότητα είναι η μεταφορά γονιδίων που υπάρχουν στο κυτταρικό κυτταρόπλασμα που δεν συνδέονται με τα χρωμοσώματα του πυρήνα. Αυτός ο τύπος κληρονομικότητας ονομάζεται επίσης εξωπυρηνική κληρονομικότητα και αποτελεί μέρος των διαφορετικών κληρονομικών προτύπων γνωστών ως μη-Μεντελιανός.

Ανακαλύφθηκε από τον Γερμανό βοτανολόγο και γενετιστή Carl Erich Correns στις αρχές του 20ού αιώνα (1908). Ενώ η Correns συνεργάστηκε με το εργοστάσιο Maravilla del Perú ή Clavellina (Μιραμπίλης jalapa), παρατήρησε ότι η κληρονομικότητα του χρωματισμού των φύλλων αυτού του φυτού φάνηκε να είναι ανεξάρτητη από τον πατρικό φαινότυπο.

Η κληρονομιά αυτού του χαρακτήρα, που δεν ήταν σύμφωνη με τους νόμους της γενετικής της Μεντελίας, φάνηκε να εξαρτάται αποκλειστικά από τον γονότυπο της μητέρας. ως αποτέλεσμα αυτού, πρότεινε την υπόθεση ότι αυτά τα χαρακτηριστικά προήλθαν από οργανίδια ή παράγοντες που υπάρχουν στο κυτταρόπλασμα του ωαρίου.

Μετά από περισσότερα από 100 χρόνια το εύρημα αυτό, και παρά την ανάπτυξη της μοριακής γενετικής, η γνώση για το πώς και γιατί οι μηχανισμοί της κληρονομικότητας είναι αβέβαιες εξωκυττάριο τμήμα και σχετικά λίγες μελέτες για να τους διευκρινίσει.

Ευρετήριο

• 1 Κυτταροπλασματική κληρονομικότητα έναντι κληρονομίας Mendelian
  • 1.1 Η Mendelian κληρονομιά
  • 1.2 Κυτταροπλασματική ή εξωκυτταρική κληρονομικότητα
• 2 Organelles
  • 2.1 Μιτοχόνδρια
  • 2.2 Χλωροπλάστες
• 3 Εξέλιξη
• 4 Άλλες μορφές μη-Μεντελικής κληρονομιάς
  • 4.1 Μετατροπή γονιδίων
  • 4.2 Λοιμώδης κληρονομιά
  • 4.3 Γονιδιωματική αποτύπωση
• 5 Αναφορές

Κυτταροπλασματική κληρονομιά εναντίον της κληρονομιάς της Μεντελίας

Η Μεντελική κληρονομιά

Αυτή είναι η πιο γνωστή μορφή μεταξύ των διαφορετικών κληρονομικών διαδικασιών. Προτάθηκε από τον Γκρέγκορ Μέντελ, ένας μοναχός και επιστήμονας γεννήθηκε στην Heinzendorf, πρώην αυστριακή αυτοκρατορία, γνωστή σήμερα ως Hynčice (Τσεχική Δημοκρατία), στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα (1865-1866) και ανακαλύφθηκε στις αρχές του εικοστού αιώνα.

Οι υποθέσεις του για την κληρονομιά και τις θεωρίες του αποδείχθηκαν και χρησίμευαν ως βάση για πολλές άλλες θεωρίες. Οι ανακαλύψεις τους είναι η βάση αυτού που σήμερα είναι γνωστό ως κλασική γενετική.

Η Mendelian κληρονομικότητα υποδεικνύει ότι κάθε γονέας ή γονέας παρέχει ένα από τα δύο πιθανά αλληλόμορφα για να εκφραστεί ένα γνώρισμα. αυτά τα αλληλόμορφα βρίσκονται στον πυρήνα των αναπαραγωγικών κυττάρων (γενετικό υλικό), γεγονός που δείχνει ότι η κληρονομικότητα Mendelian είναι δύο γονείς.

Όταν είναι γνωστή η γενετική σύνθεση και των δύο γονέων (γονότυπος), οι νόμοι της Μεντελίας χρησιμεύουν για την πρόβλεψη (όχι πάντοτε) της αναλογίας και της κατανομής παρατηρήσιμων χαρακτηριστικών (φαινοτύπων). Mendelian κληρονομικότητα ισχύει για τους περισσότερους οργανισμούς που αναπαράγουν σεξουαλικά.

Κυτταροπλασματική ή εξωκυτταρική κληρονομικότητα

Αυτού του είδους η κληρονομιά ανακαλύφθηκε το 1906 από τον βοτανολόγο Carl Correns. Θεωρείται μη-Mendelian επειδή η μετάδοση των γονιδίων δεν περιλαμβάνει τον πυρήνα, που είναι το οργανίδιο που θεωρείται στην κλασική γενετική ως υπεύθυνο για να περιέχει όλο το γενετικό υλικό κληρονομικό.

Στην περίπτωση αυτή, η κληρονομικότητα οφείλεται σε ορισμένα οργανίδια, όπως μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες, που περιέχουν το δικό τους γενετικό υλικό και μπορούν να αναπαραχθούν μέσα στο κύτταρο.

Στην περίπτωση των μιτοχονδρίων, που μπορεί να υπάρχουν σε αριθμούς κοντά σε 10 χιλιάδες ανά θηλυκά κύτταρα ή ωάρια (με πολλαπλά αντίγραφα του γονιδιώματός τους), μπορούν να αναπαράγονται ανεξάρτητα από την κυτταρική διαίρεση.

Αυτός ο τύπος αντιγραφής επιτρέπει στα μιτοχόνδρια να έχουν υψηλότερους ρυθμούς μετάλλαξης από το πυρηνικό DNA, εξελισσόμενοι ταχύτερα από αυτό.

Κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής διαδικασίας, ειδικά στη γονιμοποίηση, τα μιτοχόνδρια που υπάρχουν στα αρσενικά αναπαραγωγικά κύτταρα αποκλείονται από το ζυγώτη (έχουν μόνο μερικές εκατοντάδες από αυτά), ενώ τα ωοκύτταρα διατηρούνται.

Με αυτό τον τρόπο, το μιτοχονδριακό γενετικό υλικό κληρονομείται μόνο μέσω της μητρικής οδού (κυτταροπλασματική κληρονομικότητα). Γίνεται κατανοητό από αυτό ότι η εξωκυτταρική ή κυτταροπλασματική κληρονομικότητα είναι μονοδιάστατη.

Ως αποτέλεσμα αυτού αποκτάται μια φαινοτυπική έκφραση δύσκολη να εξηγηθεί από την άποψη του Μεντελλίου, μεταλλάξεις που δεν έχουν φαινοτυπική έκφραση, καθώς και διαφορετικές παθολογίες.

Organelles

Μιτοχόνδρια

Τα μιτοχόνδρια είναι τα πιο εμφανή και αξιόλογα οργανίδια του κυτταρικού κυτταροπλάσματος των ευκαρυωτικών κυττάρων. Έχουν τη λειτουργία παραγωγής ενέργειας για το κύτταρο. Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό αυτών των οργανιδίων είναι αυτό που αναφέρθηκε ήδη από τη μητρική τους προέλευση. Ενώ ένα άλλο χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό είναι ότι παρουσιάζουν το DNA τους.

Χλωροπλάστες

Οι χλωροπλάστες είναι χαρακτηριστικά οργανίδια ευκαρυωτικών κυττάρων και οργανισμών που περιέχουν χλωροφύλλη. Η κύρια λειτουργία του είναι η φωτοσύνθεση, η παραγωγή σακχάρων.

Δεδομένου ότι τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους DNA και μπορούν να πολλαπλασιαστούν μέσα στο κύτταρο χωρίς τη βοήθεια της κυτταρικής διαίρεσης. Ομοίως, η κληρονομιά της είναι μέσω της μητέρας, δηλαδή, κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής, μόνο το ωάριο συνεισφέρει τους χλωροπλάστες.

Εξέλιξη

Η θεωρία που προτάθηκε το 1967 από τον Αμερικανό βιολόγο Lynn Margulis endosymbiotic δήλωσε την προέλευση και την εξέλιξη των ευκαρυωτικών κυττάρων, από endosymbiotic σχέση μεταξύ της μακροχρόνιας προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα προγονική.

Σύμφωνα Margulis, οργανιδίων όπως χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια είναι προκαρυωτικά (κυανοβακτήρια και Πρωτεοβακτηρίων αντίστοιχα). Άλλοι οργανισμοί ενσωματώθηκαν, φαγοκυτταροποίησαν ή περιείχαν χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια.

Μετά την ενσωμάτωση, πρόδρομοι ευκαρυωτικούς οργανισμούς δεν αφομοιώνονται ή υποβάλλονται σε επεξεργασία σε αυτά τα προκαρυωτικά (χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια), το οποίο παρέμεινε στο κύτταρο-ξενιστή και μετά από εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης έγινε οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων.

Μεταξύ των γεγονότων που δίνουν βάρος σε αυτή τη θεωρία είναι οι ιδιαιτερότητες που έχουν ήδη αναφερθεί ότι αυτά τα οργανίδια έχουν το δικό τους DNA και ότι μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα μέσα στο κύτταρο και χωρίς τη βοήθεια αυτού.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ενδοσυμβίωση, η παρουσία του DNA σε αυτά τα οργανίδια, το υψηλό ποσοστό της αντιγραφής και της μετάλλαξης των χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια και κυτταροπλασματική κληρονομικότητα είναι οι πρόδρομοι και υπεύθυνη για τη μεγάλη άλμα της πολυπλοκότητας και την εξέλιξη της ζωής.

Άλλες μορφές μη-Μεντελικής κληρονομιάς

Μετατροπή γονιδίων

Είναι σύνηθες να παρατηρείται κατά τη διάρκεια της διασταύρωσης μεταξύ των μυκήτων. Εμφανίζεται όταν μια αλληλουχία γονιδίου αντικαθιστά άλλη ομόλογη αλληλουχία. Κατά τη διάρκεια της μειοτικής διαίρεσης, όταν υπάρχει ομόλογος ανασυνδυασμός ετεροζυγωτικών θέσεων, υπάρχει μια αναντιστοιχία μεταξύ των βάσεων.

Όταν προσπαθεί να διορθώσει αυτή την αναντιστοιχία, το κύτταρο προκαλεί ένα αλληλόμορφο να αντικαταστήσει το άλλο προκαλώντας τη μη-Μεντελική κληρονομικότητα που ονομάζεται γονιδιακή μετατροπή.

Λοιμώδης κληρονομιά

Σε αυτόν τον τύπο κληρονομιάς, συμμετέχουν οι ιοί. Αυτοί οι μολυσματικοί παράγοντες μολύνουν το κύτταρο ξενιστή και παραμένουν στο κυτταρόπλασμα εισάγοντας το γονιδίωμα τους στο γονιδίωμα του ξενιστή.

Γονιδιωματικό αποτύπωμα

Αυτός ο τύπος μη-Μεντελικής κληρονομικότητας συμβαίνει όταν εμπλέκεται, με μεθυλίωση, αλκύνια ενώσεις παράγωγα μεθανίου, και ιστόνες, με το μόριο DNA, και όλα αυτά χωρίς κάποια τροποποίηση συμβαίνουν στην γενετική αλληλουχία.

Αυτή η ενσωμάτωση θα παραμείνει στα αρσενικά και θηλυκά αναπαραγωγικά κύτταρα των προγόνων και θα διατηρηθεί μέσω μιτωτικών κυτταρικών διαιρέσεων στα κύτταρα του οργανισμού των απογόνων.

Άλλες μη-Mendelian κληρονομικές διαδικασίες είναι μωσαϊσμός και διαταραχή επαναλαμβανόμενων τρινουκλεοτιδίων.

Αναφορές

1. Εξωπυρηνική κληρονομιά - Μη-μεντελική κληρονομικότητα των γονιδίων των οργανισμών. Ανακτήθηκε από medicine.jrank.org.
2. Μη-Mendelian κληρονομιά. Wikipedia. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org.
3. Μιτοχονδριακή Κληρονομιά. Encyclopedia.com. Ανάκτηση από το encyclopedia.com.
4. G.H. Beale (1966). Ο ρόλος του κυτταροπλάσματος στην κληρονομικότητα. Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας Β.
5. Εξτραπυρηνική κληρονομιά. Wikipedia. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org.
6. Μετατροπή γονιδίων Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org.
7. Γονιδιωματική εκτύπωση. Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org.