VAD ÄR CYTOPLASMATISK ARV? - BIOLOGI - 2025

Den cytoplasmatiska arvet är överföringen av gener i cytoplasmacellen som inte är kopplade till kromosomerna i kärnan. Denna typ av arv kallas också främmande arv och är en del av de olika ärvda mönstren som kallas icke-Mendelian.

Det upptäcktes av den tyska botanikern och genetikern Carl Erich Correns i början av 1900-talet (1908). Medan Correns arbetade med anläggningen känd som Maravilla del Perú eller Clavellina (Mirabilis jalapa), observerade han att arvet efter färgningen av bladen på denna växt verkade vara oberoende av faderens fenotyp.

Mendelianska och icke-Mendeliska arvsmönster. Hämtad och redigerad från: Ghadisu.

Arvet efter detta drag, som inte överensstämde med lagarna i Mendelian genetik, tycktes uteslutande bero på moderns genotyp; Som ett resultat föreslog han hypotesen att dessa egenskaper kom från organeller eller medel närvarande i cytoplasma i ägglossningen.

Efter mer än 100 år av denna upptäckt, och trots utvecklingen av molekylär genetik, är kunskapen om hur och varför mekanismerna för extracellulär arv delvis osäker och studierna för att klargöra dem relativt knappa.

Cytoplasmatisk arv vs Mendelian arv

Mendels arv

Detta är den mest kända formen bland de olika ärftliga processerna. Det föreslogs av Gregor Mendel, en munk och forskare född i Heinzendorf, det tidigare österrikiska imperiet, för närvarande känt som Hynčice (Tjeckien), i mitten av 1800-talet (1865-1866) och återupptäcktes i början av 1900-talet.

Hans hypoteser om ärftlighet och hans teorier testades och fungerade som grund för många andra teorier. Hans upptäckter är grunden för det som idag kallas klassisk genetik.

Mendelsk arv indikerar att varje förälder tillhandahåller en av två möjliga alleler för att ett drag ska uttryckas; Dessa alleler finns i kärnan i reproduktionsceller (genetiskt material), vilket indikerar att Mendels arv är tvåparental.

När den genetiska sammansättningen av båda föräldrarna (genotyp) är känd, används Mendelian lagar för att förutsäga (inte alltid tillämpa) andelen och fördelningen av observerbara egenskaper (fenotyper). Mendels arv gäller för de flesta organismer som reproducerar sig sexuellt.

Cytoplasmatisk eller extracellulär arv

Denna typ av arv upptäcktes 1906 av botanikern Carl Correns. Det anses vara icke-Mendelian eftersom överföring av gener inte involverar kärnan, som är den organell som klassisk genetik anses vara ansvarig för att innehålla allt ärftligt genetiskt material.

I detta fall inträffar arv på grund av vissa organeller, till exempel mitokondrier och kloroplaster, som innehåller sitt eget genetiska material och som kan reproducera sig i cellen.

När det gäller mitokondrier, som kan finnas i antal nära 10 000 per kvinnliga celler eller ägglossningar (med flera kopior av deras genom), kan de replikera oberoende av celldelning.

Denna typ av replikering tillåter mitokondrier att ha högre mutationsgrader än kärn-DNA, och utvecklas snabbare än kärn-DNA.

Under reproduktionsprocessen, speciellt vid befruktning, utesluts mitokondrierna i de manliga reproduktionscellerna från zygoten (de har bara några hundra av dessa), medan de i ägget bibehålls.

På detta sätt ärvs det mitokondriella genetiska materialet endast genom arvet (cytoplasmisk arv). Med detta förstås att den extracellulära eller cytoplasmatiska arvet är uniparental.

Som ett resultat av detta erhålls ett fenotypiskt uttryck som är svårt att förklara ur Mendelisk synvinkel, mutationer som inte har fenotypiska uttryck, såväl som olika patologier.

organeller

mitokondrier

Mitokondrier är de mest uppenbara och anmärkningsvärda organellerna i den cellulära cytoplasman hos eukaryota celler. De har funktionen att producera energi för cellen. Ett intressant kännetecken för dessa organeller är den som redan nämnts av deras mors ursprung. Även om en annan speciell egenskap är att de presenterar sitt eget DNA.

Delar av en mitokondrion. Hämtad och redigerad från Kelvinsong; modifierad av Sowlos.

kloroplaster

Kloroplasten. Av Gmsotavio, från Wikimedia Commons

Kloroplaster är karakteristiska organeller för eukaryota celler och organismer som innehåller klorofyll. Dess huvudfunktion är att utföra fotosyntes, att producera sockerarter.

Liksom mitokondrier har de sitt eget DNA och kan föröka sig i cellen utan hjälp av celldelning. Likaså är dess arv genom modern, det vill säga under reproduktion är det bara oocellen som tillhandahåller kloroplasterna.

Evolution

Teorin som föreslogs av den amerikanska biologen Lynn Margulis 1967 om endosymbios, pekar på ursprunget och utvecklingen av eukaryota celler, baserat på det långsiktiga endosymbiotiska förhållandet mellan prokaryota och förfäder eukaryota organismer.

Enligt Margulis är organeller som kloroplaster och mitokondrier av prokaryotiskt ursprung (cyanobakterier respektive proteobakterier). Andra organismer införlivade, fagocytoserade eller uppslukade kloroplaster och mitokondrier.

Efter att ha inkorporerat dem, smälte eller bearbetade inte de eukaryota prekursorerna dessa prokaryoter (kloroplaster och mitokondrier), som förblev i värdcellen och efter miljoner år av utveckling, blev de organellerna i den eukaryota cellen.

Bland de fakta som ger denna teori vikt är de nämnda särdragen att dessa organeller har sitt eget DNA och att de kan replikera oberoende i cellen och utan dess hjälp.

Det är värt att nämna att forskarna hävdar att endosymbios, närvaron av DNA i dessa organ, den höga replikationsgraden och mutationen av kloroplast och mitokondrier, samt cytoplasmisk arv, är föregångarna och ansvarar för det stora språnget i komplexitet. och livets utveckling.

Andra former av arv som inte är från Mendel

Genomvandling

Det är vanligt att observera under korsningen mellan svamp. Det inträffar när en gensekvens ersätter en annan homolog sekvens. Under meiotisk uppdelning, när det sker homolog rekombination av heterozygota ställen, uppstår ett missförhållande mellan baserna.

När man försöker korrigera denna missanpassning orsakar cellen att den ena allelen ersätter den andra som orsakar icke-Mendelisk arv kallas genomvandling.

Smittande arv

Virus deltar i denna typ av arv. Dessa smittämnen infekterar värdcellen och förblir i cytoplasma och sätter in deras genom i värdgenomet.

Genomisk intryck

Denna typ av icke-Mendelisk ärft inträffar när alkynföreningar härrörande från metan och histoner är involverade i DNA-molekylen genom metylering, allt detta utan någon typ av modifiering i den genetiska sekvensen.

Denna införlivning kommer att förbli i de manliga och kvinnliga reproduktionscellerna i förfäderna och kommer att upprätthållas genom mitotiska celldelningar i kroppens celler i de efterkommande organismerna.

Andra processer av icke-Mendelian arv är mosaik och trinukleotidupprepning.

referenser

1. Extranukleär arv - Icke-mendelisk ärft av organellgener. Återställdes från medicine.jrank.org.
2. Icke-Mendelian arv. Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
3. Mitokondriell ärft. Encyclopedia.com. Återställs från encyclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Cytoplasmaens roll i ärftlighet. Proceedings of the Royal Society B.
5. Extranukleär arv. Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
6. Genomvandling. Återställs från en.wikipedia.org.
7. Genomisk intryck. Återställs från en.wikipedia.org.