HVAD ER CYTOPLASMISK ARV? - BIOLOGI - 2025

Den cytoplasmatiske arv er overførslen af ​​gener i cytoplasma-cellen, som ikke er knyttet til kromosomerne i kernen. Denne type arv kaldes også udenlandsk arv og er en del af de forskellige arvelige mønstre kendt som ikke-Mendelian.

Det blev opdaget af den tyske botaniker og genetiker Carl Erich Correns i begyndelsen af ​​det 20. århundrede (1908). Mens Correns arbejdede med planten kendt som Maravilla del Perú eller Clavellina (Mirabilis jalapa), observerede han, at arven efter farven på denne plantes blade syntes at være uafhængig af faderens fænotype.

Mendelian og ikke-Mendelian arvemønstre. Taget og redigeret fra: Ghadisu.

Arven efter denne egenskab, som ikke var i overensstemmelse med lovgivningen i Mendelian genetik, syntes udelukkende at afhænge af moderens genotype; Som et resultat foreslog han hypotesen om, at disse træk stammede fra organeller eller midler, der var til stede i cytoplasmaet i ægløsningen.

Efter mere end 100 år med denne opdagelse, og på trods af udviklingen af ​​molekylær genetik, er viden om, hvordan og hvorfor mekanismerne for ekstracellulær arv, delvis usikker, og undersøgelserne for at afklare dem relativt knappe.

Cytoplasmatisk arv vs Mendelian arv

Mendeliansk arv

Dette er den bedst kendte form blandt de forskellige arvelige processer. Det blev foreslået af Gregor Mendel, en munk og videnskabsmand født i Heinzendorf, det tidligere østrigske imperium, i øjeblikket kendt som Hynčice (Tjekkiet), i midten af ​​det 19. århundrede (1865-1866) og genopdaget i begyndelsen af ​​det 20. århundrede.

Hans hypoteser om arvelighed og hans teorier blev testet og tjente som grundlag for mange andre teorier. Hans opdagelser er grundlaget for det, der i dag er kendt som klassisk genetik.

Mendeliansk arv angiver, at hver forælder leverer en af ​​to mulige alleler til, at en egenskab udtrykkes; Disse alleler findes i kernen i reproduktionsceller (genetisk materiale), hvilket indikerer, at Mendels arv er biparental.

Når begge forældres genetiske sammensætning (genotype) er kendt, anvendes Mendelian-love til at forudsige (ikke altid anvende) andelen og fordelingen af ​​observerbare egenskaber (fænotyper). Mendelisk arv gælder for de fleste organismer, der formerer sig seksuelt.

Cytoplasmatisk eller ekstracellulær arv

Denne type arv blev opdaget i 1906 af botaniker Carl Correns. Det betragtes som ikke-Mendelian, fordi transmission af gener ikke involverer kernen, som er den organelle, der i klassisk genetik betragtes som ansvarlig for at indeholde alt arveligt genetisk materiale.

I dette tilfælde forekommer arvelighed på grund af visse organeller, såsom mitokondrier og chloroplaster, der indeholder deres eget genetiske materiale, og som kan reproducere sig i cellen.

I tilfælde af mitokondrier, som kan være til stede i tal tæt på 10.000 pr. Hunceller eller ægløsning (med flere kopier af deres genom), kan de replikere uafhængigt af celledeling.

Denne type replikation gør det muligt for mitokondrier at have højere mutationshastigheder end nukleært DNA, der udvikler sig hurtigere end nuklear DNA.

Under reproduktionsprocessen, specifikt under befrugtning, er mitokondrier, der findes i de mandlige reproduktionsceller, udelukket fra zygoten (de har kun et par hundrede af disse), mens ægformen opretholdes.

På denne måde arves det mitokondriske genetiske materiale kun gennem moderen (cytoplasmisk arv). Ved dette forstås det, at den ekstracellulære eller cytoplasmatiske arv er uniparental.

Som et resultat heraf opnås et fænotypisk udtryk, der er vanskeligt at forklare fra Mendelisk synspunkt, mutationer, der ikke har fænotypisk ekspression, samt forskellige patologier.

organeller

Mitokondrier

Mitochondria er de mest åbenlyse og bemærkelsesværdige organeller i den celleformede cytoplasma hos eukaryote celler. De har den funktion at producere energi til cellen. Et interessant kendetegn ved disse organeller er den, der allerede er omtalt af deres moders oprindelse. Mens en anden ejendommelig egenskab er, at de præsenterer deres eget DNA.

Dele af en mitokondrion. Taget og redigeret fra Kelvinsong; ændret af Sowlos.

kloroplaster

Kloroplast. Af Gmsotavio fra Wikimedia Commons

Chloroplaster er karakteristiske organeller af eukaryote celler og organismer, der indeholder klorofyl. Dets vigtigste funktion er at udføre fotosyntesen og at fremstille sukkerarter.

Ligesom mitokondrier har de deres eget DNA og kan formere sig i cellen uden hjælp af celledeling. Ligeledes er dens arv gennem moderen, dvs. under reproduktion er det kun oocellen, der giver kloroplasterne.

Udvikling

Teorien, der blev foreslået i 1967 af den amerikanske biolog Lynn Margulis om endosymbiose, angiver oprindelsen og udviklingen af ​​eukaryote celler fra det langsigtede endosymbiotiske forhold mellem prokaryotiske og forfædres eukaryote organismer.

Ifølge Margulis er organeller såsom kloroplaster og mitokondrier af prokaryot oprindelse (henholdsvis cyanobakterier og proteobakterier). Andre organismer inkorporeret, fagocytoseret eller indhyllet i chloroplaster og mitokondrier.

Efter at have inkorporeret dem fordøjede eller behandlede de eukaryote forstadier ikke disse prokaryoter (kloroplaster og mitokondrier), som forblev i værtscellen, og efter millioner af års udvikling blev de organellerne i den eukaryote celle.

Blandt de kendsgerninger, der vægter denne teori, er de førnævnte særegenheder, at disse organeller har deres eget DNA, og at de kan replikere uafhængigt i cellen og uden dens hjælp.

Det er værd at nævne, at forskerne fastholder, at endosymbiose, tilstedeværelsen af ​​DNA i disse organer, den høje replikationshastighed og mutation af kloroplaster og mitokondrier såvel som cytoplasmisk arv er forløberne og er ansvarlige for det store spring i kompleksiteten. og livets udvikling.

Andre former for arv uden for Mendel

Genkonvertering

Det er almindeligt at observere under overgangen mellem svampe. Det forekommer, når en gensekvens erstatter en anden homolog sekvens. Under meiotisk opdeling, når der er homolog rekombination af heterozygote steder, forekommer der et misforhold mellem baserne.

I forsøget på at korrigere denne uoverensstemmelse forårsager cellen, at den ene allel erstatter den anden, der forårsager ikke-Mendelisk arv kaldet genkonvertering.

Infektiøs arv

Vira deltager i denne type arv. Disse infektiøse midler inficerer værtscellen og forbliver i cytoplasmaen, idet de indsætter deres genom i værtsgenomet.

Genomisk aftryk

Denne type ikke-Mendelisk arv forekommer, når alkyneforbindelser afledt af methan og histoner er involveret i DNA-molekylet ved methylering, alt dette uden nogen form for modifikation i den genetiske sekvens.

Denne inkorporering forbliver i de mandlige og kvindelige reproduktionsceller i forfaderne og vil blive opretholdt gennem mitotiske celledelinger i kroppens celler fra de efterkommende organismer.

Andre processer med ikke-Mendelisk arv er mosaik og trinucleotid-gentagelsesforstyrrelse.

Referencer

1. Ekstranukleær arv - Ikke-mendelisk arv af organelle gener. Gendannes fra medicin.jrank.org.
2. Arv uden for Mendel. Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.
3. Mitochondrial arv. Encyclopedia.com. Gendannes fra encyclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Cytoplasmaens rolle i arvelighed. Forløb af Royal Society B.
5. Ekstranuklear arv. Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.
6. Genkonvertering. Gendannet fra en.wikipedia.org.
7. Genomisk aftryk. Gendannet fra en.wikipedia.org.