CE ESTE MOȘTENIREA CITOPLASMATICĂ? - BIOLOGIE - 2025

Moștenirea citoplasmatic este transferul de gene in celula citoplasmă care nu sunt legate de cromozomi ai miezului. Acest tip de moștenire se mai numește moștenire străină și face parte din diferitele modele moștenite cunoscute sub numele de non-mendelieni.

A fost descoperit de botanistul și geneticianul german Carl Erich Correns la începutul secolului XX (1908). În timp ce Correns lucra cu planta cunoscută sub numele de Maravilla del Perú sau Clavellina (Mirabilis jalapa), a observat că moștenirea colorației frunzelor acestei plante părea a fi independentă de fenotipul patern.

Modele de moștenire mendeliene și non-mendeliene. Preluat și editat din: Ghadisu.

Moștenirea acestei trăsături, care nu respecta legile geneticii mendeliene, părea să depindă exclusiv de genotipul mamei; Drept urmare, el a propus ipoteza că aceste trăsături provin de la organele sau agenții prezenți în citoplasma ovulului.

După mai bine de 100 de ani de la această descoperire și, în ciuda dezvoltării geneticii moleculare, cunoștințele despre cum și de ce mecanismele moștenirii extracelulare sunt parțial incerte și studiile pentru a le clarifica relativ rare.

Moștenire citoplasmatică împotriva moștenirii Mendeliene

Moștenire Mendeliană

Aceasta este cea mai cunoscută formă dintre diferitele procese ereditare. A fost propus de Gregor Mendel, un călugăr și om de știință născut în Heinzendorf, fostul imperiu austriac, cunoscut în prezent sub numele de Hynčice (Republica Cehă), la mijlocul secolului 19 (1865-1866) și redescoperit la începutul secolului XX.

Ipotezele sale despre ereditate și teoriile sale au fost testate și au servit ca bază pentru multe alte teorii. Descoperirile sale stau la baza a ceea ce este cunoscut astăzi drept genetică clasică.

Moștenirea Mendeliană indică faptul că fiecare părinte oferă una dintre cele două alele posibile pentru ca o trăsătură să fie exprimată; Aceste alele se găsesc în nucleul celulelor reproducătoare (material genetic), ceea ce indică faptul că moștenirea Mendeliană este biparentală.

Când este cunoscut machiajul genetic al ambilor părinți (genotipul), legile mendeliene sunt folosite pentru a prezice (nu întotdeauna se aplică) proporția și distribuția trăsăturilor observabile (fenotipuri). Moștenirea Mendeliană se aplică majorității organismelor care se reproduc sexual.

Moștenire citoplasmatică sau extracelulară

Acest tip de moștenire a fost descoperit în 1906 de botanistul Carl Correns. Este considerat non-mendelian, deoarece transmiterea genelor nu implică nucleul, care este organela considerată în genetica clasică ca fiind responsabilă de conținerea tuturor materialelor genetice ereditare.

În acest caz, ereditatea apare datorită anumitor organele, cum ar fi mitocondrii și cloroplastele, care conțin propriul material genetic și care se pot reproduce în interiorul celulei.

În cazul mitocondriilor, care pot fi prezente în numere apropiate de 10.000 pentru fiecare celule feminine sau ovule (cu multiple copii ale genomului lor), acestea se pot reproduce independent de diviziunea celulară.

Acest tip de replicare permite mitocondriilor să aibă rate de mutație mai mari decât ADN-ul nuclear, evoluând mai repede decât ADN-ul nuclear.

În timpul procesului de reproducere, în special în fertilizare, mitocondriile prezente în celulele reproducătoare masculine sunt excluse din zigot (au doar câteva sute dintre acestea), în timp ce cele ale ovulului sunt menținute.

În acest fel, materialul genetic mitocondrial este moștenit doar prin mamă (moștenire citoplasmatică). Prin aceasta, se înțelege că moștenirea extracelulară sau citoplasmatică este uniparentală.

Drept urmare, se obține o expresie fenotipică dificil de explicat din punct de vedere Mendelian, mutații care nu au expresie fenotipică, precum și diferite patologii.

organite

mitocondriile

Mitocondriile sunt cele mai evidente și notabile organele din citoplasma celulară a celulelor eucariote. Au funcția de a produce energie pentru celulă. O caracteristică interesantă a acestor organele este cea menționată deja despre originea lor maternă. În timp ce o altă caracteristică particulară este aceea că își prezintă propriul ADN.

Părți ale unui mitocondriu. Luate și editate din Kelvinsong; modificat de Sowlos.

cloroplaste

Cloroplastelor. De Gmsotavio, de la Wikimedia Commons

Cloroplastele sunt organele caracteristice ale celulelor eucariote și ale organismelor care conțin clorofilă. Funcția sa principală este realizarea fotosintezei, producerea de zaharuri.

La fel ca mitocondriile, au propriul ADN și se pot multiplica în interiorul celulei fără ajutorul diviziunii celulare. La fel, moștenirea ei se face prin mamă, adică în timpul reproducerii, numai ovocelul furnizează cloroplastele.

Evoluţie

Teoria propusă în 1967 de biologul american Lynn Margulis privind endosimbioza, indică originea și evoluția celulelor eucariote, din relația endosimbiotică pe termen lung dintre organismele eucariote procariote și ancestrale.

Potrivit lui Margulis, organele precum cloroplastele și mitocondriile sunt de origine procariotă (respectiv cianobacterii și proteobacterii). Alte organisme încorporate, fagocitoase sau cloroplaste și mitocondrii înglobate.

După încorporarea lor, precursorii eucariote nu au digerat sau prelucrat aceste procariote (cloroplaste și mitocondrii), care au rămas în celula gazdă și după milioane de ani de evoluție, au devenit organulele celulelor eucariote.

Printre faptele care dau greutate acestei teorii se numără particularitățile menționate mai sus că aceste organele au propriul ADN și că se pot reproduce independent în interiorul celulei și fără ajutorul acesteia.

De menționat este faptul că cercetătorii susțin că endosimbioza, prezența ADN-ului în aceste organe, rata mare de replicare și mutația cloroplastelor și mitocondriilor, precum și moștenirea citoplasmatică sunt precursorii și sunt responsabili pentru saltul mare în complexitate. și evoluția vieții.

Alte forme de moștenire non-mendeliene

Conversia genelor

Este comună observarea în timpul încrucișării dintre ciuperci. Apare atunci când o secvență genică înlocuiește o altă secvență omologă. În timpul diviziunii meiotice, când există recombinarea omologă a site-urilor heterozigote, apare o nepotrivire între baze.

În încercarea de a corecta această nepotrivire, celula determină o alelă să o înlocuiască pe cealaltă cauzând moștenire non-mendeliană numită conversie genică.

Moștenire infecțioasă

Virușii participă la acest tip de moștenire. Acești agenți infecțioși infectează celula gazdă și rămân în citoplasmă, introducând genomul lor în genomul gazdă.

Amprentarea genomică

Acest tip de moștenire non-mendeliană apare atunci când compuși alchini derivați din metan și histone sunt implicați în molecula ADN prin metilare, toate acestea fără niciun fel de modificare în secvența genetică.

Această încorporare va rămâne în celulele reproducătoare masculine și feminine ale progenitorilor și va fi menținută prin diviziunile celulelor mitotice în celulele corpului ale organismelor descendente.

Alte procese de moștenire non-mendeliene sunt mozaicismul și tulburarea de repetare a trinucleotidelor.

Referințe

1. Moștenire extranucleară - Moștenire non-mendeliană a genelor organelor. Recuperat de la medicine.jrank.org.
2. Moștenire non-mendeliană. Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
3. Moștenire mitocondrială. Encyclopedia.com. Recuperat din enciclopedie.com.
4. GH Beale (1966). Rolul citoplasmei în ereditate. Procesul Societății Regale B.
5. Moștenire extranucleară. Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
6. Conversia genelor. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
7. Amprenta genomică. Recuperat de pe en.wikipedia.org.