Структурное наследование - Structural inheritance

В центриоль, органелла участвует в деление клеток, структурно наследуется.

Структурное наследование или корковое наследование это передача эпигенетический черта в жизни организм самовоспроизводящимися пространственными структурами. Это контрастирует с передачей цифровой информации, такой как в ДНК последовательности, на которые приходится подавляющее большинство известных генетический вариация.

Примеры структурного наследования включают распространение прионы, инфекционные белки таких заболеваний, как скрепи (у овец и коз), губчатая энцефалопатия («коровье бешенство») и Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (Хотя белок-только гипотеза передачи прионный не была рассмотрена спорной до недавнего времени).[1] Прионы, основанные на наследуемой структуре белка, также существуют в дрожжи.[2][3][4] Структурное наследование также было замечено в ориентации реснички у простейших, таких как Парамеций[5] и Тетрахимена,[6] и «хиральность» спирали клетки в Тетрахимена,[6] и раковины улиток. Немного органеллы также имеют структурное наследование, такое как центриоль, а ячейка сам (определяется плазматическая мембрана ) также может быть примером структурного наследования. Чтобы подчеркнуть отличие молекулярного механизма структурного наследования от канонического Базовая пара Уотсона-Крика Механизм передачи генетической информации был введен термин «эпигенетический шаблон».[7][8]

История

Структурное наследование было обнаружено Трейси Соннеборн, и другие исследователи во время своего исследования простейшие в конце 1930-х гг. Соннеборн продемонстрировал во время своего исследования Парамеций что структура коры зависит не от генов или жидкой цитоплазмы, а от корковой структуры поверхности инфузорий. Существовавшие ранее структуры клеточной поверхности предоставили шаблон, который передавался из поколения в поколение.[9]

Джон Р. Преер-младший, продолжая работу Соннеборна, говорит: «Расположение поверхностных структур передается по наследству, но неизвестно, как макронуклеусы передают многие из своих характеристик новым макронуклеарам с помощью неизвестного и загадочного механизма».[10]

Другие исследователи пришли к выводу, что «явления корковой наследственности (и связанные с ней негенные эпигенетические процессы) напоминают нам, что фундаментальной репродуктивной единицей жизни является не молекула нуклеиновой кислоты, а удивительно универсальная, неповрежденная живая клетка».[11]

Изучение структурного наследования является частью расширенный эволюционный синтез.[12]

В популярной культуре

Статья в Newsweek упоминает исследование, которое показывает, что «Некоторые водяные блохи носят колючий шлем, отпугивающий хищников; у других, с идентичными последовательностями ДНК, голая голова. Разница между ними не в генах, а в опыте их матерей. с хищниками у ее потомства есть шлемы, эффект, который называется «укусить мать, сразиться с дочерью». Если мама прожила свою жизнь без угроз, у ее потомства не было бы шлемов. Та же ДНК, разные черты. Так или иначе, опыт матери, не только ее последовательности ДНК были переданы ее потомству ».[13]

Различные дополнительные примеры структурного наследования представлены в недавней книге. Происхождение формы организма.

использованная литература

  1. ^ Soto C, Castilla J (июль 2004 г.). «Спорная гипотеза о распространении прионов только на белках». Nat. Med. 10 Дополнение (7): S63–7. Дои:10,1038 / нм 1069. PMID  15272271.
  2. ^ Масисон, округ Колумбия, Викнер, РБ (октябрь 1995 г.). «Прион-индуцирующий домен дрожжевого Ure2p и устойчивость Ure2p к протеазе в прионсодержащих клетках». Наука. 270 (5233): 93–5. Bibcode:1995Научный ... 270 ... 93М. Дои:10.1126 / science.270.5233.93. PMID  7569955.
  3. ^ Tuite MF, Lindquist SL (ноябрь 1996 г.). «Сохранение и наследование прионов дрожжей». Тенденции Genet. 12 (11): 467–71. Дои:10.1016/0168-9525(96)10045-7. PMID  8973157.
  4. ^ Serio TR, Cashikar AG, Kowal AS, Sawicki GJ, Lindquist SL (2001). «Самовоспроизводящиеся изменения в конформации белка Sup35 как механизм наследственности у дрожжей». Biochem. Soc. Symp. 68 (68): 35–43. Дои:10.1042 / bss0680035. PMID  11573346.
  5. ^ Бейссон Дж., Зоннеборн TM (февраль 1965 г.). «Цитоплазматическая наследственность организации клеточной коры у Paramecium aurelia». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 53 (2): 275–82. Bibcode:1965ПНАС ... 53..275Б. Дои:10.1073 / pnas.53.2.275. ЧВК  219507. PMID  14294056.
  6. ^ а б Нельсен Е.М., Франкель Дж., Дженкинс Л.М. (март 1989 г.). «Негенное наследование клеточной руки» (PDF). Развитие. 105 (3): 447–56. PMID  2612360.
  7. ^ Виенс А., Мехольд Ю., Бруйяр Ф., Гилберт С., Леклерк П., Огрызко В. (июль 2006 г.). «Анализ отложения человеческого гистона H2AZ in vivo свидетельствует против его непосредственной роли в механизмах эпигенетических шаблонов». Мол. Cell. Биол. 26 (14): 5325–35. Дои:10.1128 / MCB.00584-06. ЧВК  1592707. PMID  16809769.
  8. ^ Огрызко В.В. (2008). «Эрвин Шредингер, Фрэнсис Крик и эпигенетическая стабильность». Биол. непосредственный. 3: 15. Дои:10.1186/1745-6150-3-15. ЧВК  2413215. PMID  18419815.
  9. ^ Preer JR (март 2006 г.). «Зоннеборн и цитоплазма». Генетика. 172 (3): 1373–7. ЧВК  1456306. PMID  16554410.
  10. ^ Preer JR (февраль 1997 г.). "Что случилось с генетикой парамеций?". Генетика. 145 (2): 217–25. ЧВК  1207789. PMID  9071578.
  11. ^ «Корковое наследование - Paramecium, Tetrahymena :, Teutophrys, Dileptus, Paramecium :, Формирование паттерна: исследования и модели инфузорий - клетки, клетки, структуры, прионы, генетика и информация». Science.jrank.org. Получено 2011-06-30.
  12. ^ «Структурное наследование: родитель как шаблон развития». Расширенный эволюционный синтез.
  13. ^ Шэрон Бегли 17 января 2009 г. (17 января 2009 г.). «Бегли: Дарвин ошибался насчет эволюции?». Newsweek. Получено 2011-06-30.

дальнейшее чтение