Dziedziczenie jednorodzicielskie - Uniparental inheritance

Dziedziczenie jednorodzicielskie to niemendlowska forma dziedziczenia, która polega na przekazywaniu genotypów z jednego typu rodzicielskiego na całe potomstwo. Oznacza to, że wszystkie geny potomstwa będą pochodzić tylko od matki lub tylko od ojca. Zjawisko to najczęściej obserwuje się w organellach eukariotycznych, takich jak mitochondria i chloroplasty . Dzieje się tak, ponieważ takie organelle zawierają własne DNA i są zdolne do niezależnej replikacji mitotycznej, która nie znosi krzyżowania z DNA innego typu rodzicielskiego. Chociaż dziedziczenie jednorodzicielskie jest najczęstszą formą dziedziczenia organelli, istnieje coraz więcej dowodów na różnorodność. Niektóre badania wykazały istnienie w komórkach podwójnego dziedziczenia jednorodzicielskiego (DUI) i transmisji dwurodzicielskiej. Dowody wskazują, że nawet w przypadku dziedziczenia dwurodzicielskiego nie zawsze dochodzi do przechodzenia. Ponadto istnieją dowody na to, że forma dziedziczenia organelli zmieniała się często w czasie. Dziedziczenie jednorodzicielskie można podzielić na wiele podtypów w oparciu o ścieżkę dziedziczenia.

Przykłady

Organelle

Zobacz też: genom mitochondrialny

Chociaż większość eukariotycznych części subkomórkowych nie ma własnego DNA ani nie jest zdolna do replikacji niezależnej od jądra, istnieją pewne wyjątki, takie jak mitochondria i chloroplasty. Te organelle są nie tylko zdolne do niezależnej replikacji, translacji i transkrypcji DNA, ale powszechnie wiadomo, że dziedziczą geny tylko od jednego typu rodzicielskiego. W przypadku mitochondriów dziedziczenie po matce jest niemal wyłączną formą dziedziczenia. Chociaż podczas zapłodnienia komórki jajowej mitochondria są wprowadzane do zapłodnionej komórki zarówno przez komórkę jajową, jak i plemnik, mitochondria ojcowskie są zwykle oznaczane ubikwityną, a następnie niszczone. Nawet jeśli nie zostaną zniszczone, DNA różnych mitochondriów rzadko rekombinują ze sobą genetycznie . Tak więc mitochondria u większości zwierząt są dziedziczone wyłącznie po typie matczynym.

Historia

Carl Correns
Główny artykuł: Historia genetyki

Podobnie jak wszystkie inne koncepcje genetyczne, odkrycie jednorodzicielskiego dziedziczenia wywodzi się z czasów augustianów, księdza Gregora Johanna Mendla . Przyszły „ojciec nowoczesnej genetyki” spędzał dni na przeprowadzaniu eksperymentów hybrydyzacyjnych na roślinach grochu ( Pisum sativum ) w ogrodzie swojego klasztoru. W ciągu siedmiu lat (1856-1863) Mendel uprawiał i testował około 29 000 roślin grochu, co doprowadziło go do wydedukowania dwóch słynnych uogólnień znanych jako Prawa Mendla . Pierwsze, prawo segregacji, mówi, że „kiedy jakakolwiek osoba wytwarza gamety , kopie genu rozdzielają się, tak że każda gameta otrzymuje tylko jedną kopię”. Drugie, prawo niezależnego sortowania, mówi, że " allele różnych genów segregują się niezależnie od siebie podczas tworzenia gamet". Chociaż jego praca została opublikowana, pozostawała uśpiona, dopóki nie została ponownie odkryta w 1900 r. przez Hugo de Vriesa i Carla Corrensa, ale dopiero w 1909 r. zasugerowano nawet niemendlowskie dziedziczenie. Carl Erich Correns i Erwin Baur , w oddzielnie prowadzonych badaniach na roślinach Pelargonium i Mirabilis , zaobserwowali zielono-białą odmianę (później znalezioną w wyniku mutacji w genomie chloroplastów ), która nie była zgodna z Mendlowskimi prawami dziedziczenia. Prawie dwadzieścia lat później zaobserwowano również niemendlowskie dziedziczenie mutacji mitochondrialnych, a w latach sześćdziesiątych udowodniono, że chloroplasty i mitochondria mają własne DNA i są zdolne do translacji, transkrypcji i replikacji niezależnie od jądra. Niedługo potem nastąpiły odkrycia dziedziczenia jednorodzicielskiego i podwójnie jednorodzicielskiego.

Poky mutanty Neurospory

Dobrze badano Przykład uniparentalna dziedziczenia polega na poky mutantów z Neurospora crassa . Oryginalny poky mutant został wyizolowany przez Mitchella i Mitchella w 1952 roku jako spontanicznie występujący wolno rosnący wariant. W krzyżówkach genetycznych stwierdzono, że fenotyp poky jest dziedziczony przez matkę. Rodzic protoperithecial jest uważany za rodzica żeńskiego (matki) w Neurospora . Kiedy kłakowate samice krzyżowano z samcami typu dzikiego, całe potomstwo miało fenotyp kłaczkowaty. Kiedy samice typu dzikiego zostały skrzyżowane z samcami, całe potomstwo miało fenotyp typu dzikiego. To, że determinant jest przepuszczany tylko przez linię żeńską, sugerowało, że determinant znajduje się w cytoplazmie matki . Ostatecznie wykazano, że pierwotnym defektem mutantów poky jest delecja w mitochondrialnej sekwencji DNA kodującej małą podjednostkę rybosomalnego RNA .

Zobacz też

Bibliografia