Внеядерное наследование
Внеядерное наследование или цитоплазматическое наследование — это передача генов вне ядра . Он обнаружен у большинства эукариот и, как известно, происходит в цитоплазматических органеллах , таких как митохондрии и хлоропласты , или в клеточных паразитах, таких как вирусы или бактерии . [1] [2] [3]
Митохондрии представляют собой органеллы, функция которых заключается в преобразовании энергии в результате клеточного дыхания . Хлоропласты - это органеллы, которые производят сахара посредством фотосинтеза в растениях и водорослях. Гены , расположенные в митохондриях и хлоропластах, очень важны для правильного функционирования клеток. Митохондриальная ДНКи другие внеядерные типы ДНК реплицируются независимо от ДНК, расположенной в ядре, которая обычно расположена в хромосомах, которые реплицируются только один раз перед клеточным делением. Однако внеядерные геномы митохондрий и хлоропластов реплицируются независимо от клеточного деления. Они реплицируются в ответ на возрастающие энергетические потребности клетки, которые приспосабливаются в течение жизни этой клетки. Поскольку они реплицируются независимо, геномная рекомбинация этих геномов редко встречается у потомства, в отличие от ядерных геномов, в которых рекомбинация является обычным явлением.
Митохондриальные заболевания наследуются от матери, а не от отца. Митохондрии с их митохондриальной ДНК уже присутствуют в яйцеклетке до ее оплодотворения сперматозоидом. Во многих случаях оплодотворения головка спермия попадает в яйцеклетку; оставляя позади его среднюю часть с митохондриями. Митохондриальная ДНК сперматозоидов часто остается вне зиготы и исключается из наследования.
Возможна также внеядерная передача вирусных геномов и симбиотических бактерий. Примером передачи вирусного генома является перинатальная передача. Это происходит от матери к плоду в перинатальный период, который начинается до рождения и заканчивается примерно через 1 месяц после рождения. В течение этого времени вирусный материал может передаваться от матери к ребенку с кровотоком или грудным молоком. Это вызывает особую озабоченность у матерей, являющихся носителями вирусов ВИЧ или гепатита С. [2] [3] Симбиотические цитоплазматические бактерии также наследуются в таких организмах, как насекомые и простейшие. [4]
Poky является мутантом гриба Neurospora crassa с внеядерным типом наследования. Poky характеризуется медленным ростом, дефектом сборки митохондриальных рибосом и дефицитом нескольких цитохромов . [9] Исследования мутантов poky были одними из первых, установивших внеядерную митохондриальную основу наследования определенного генотипа. Первоначально с помощью генетического скрещивания было обнаружено, что поки наследуется по материнской линии. [10] Впоследствии было установлено, что первичным дефектом poky - мутантов является делеция в митохондриальнойПоследовательность ДНК, кодирующая малую субъединицу митохондриальной рибосомной РНК . [11]
