Однородительское наследование - Uniparental inheritance

Однородительское наследование это неменделирующая форма наследования, которая заключается в передаче генотипов от одного родительского типа всему потомству. То есть все гены у потомства будут происходить только от матери или только от отца. Это явление чаще всего наблюдается у эукариот. органеллы такие как митохондрии и хлоропласты. Это связано с тем, что такие органеллы содержат собственную ДНК и способны к независимой митотической репликации, которая не выдерживает кроссинговера с ДНК другого родительского типа. Хотя монородительское наследование является наиболее распространенной формой наследования органелл, появляется все больше свидетельств разнообразия. Некоторые исследования показали, что в клетках существуют двойное однопородное наследование (DUI) и передача от двух родителей. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что даже при двуродительском наследовании кроссинговер не всегда происходит. Более того, есть свидетельства того, что форма наследования органелл часто менялась со временем. Однородительское наследование можно разделить на несколько подтипов в зависимости от пути наследования.[1][2]

Примеры

Органеллы

Смотрите также: митохондриальный геном

Хотя большинство субклеточных частей эукариот не имеют собственных ДНК и не способны к репликации независимо от ядра, есть некоторые исключения, такие как митохондрии и хлоропласты. Эти органеллы не только способны к независимой репликации, трансляции и транскрипции ДНК, но, как известно, они наследуют гены только от одного родительского типа. В случае митохондрий материнское наследство это почти исключительная форма наследования. Хотя во время оплодотворения яйцеклетки митохондрии попадают в оплодотворенную клетку как яйцеклеткой, так и сперматозоидом, отцовские митохондрии обычно помечены убиквитин и позже уничтожаются.[3] Даже если они не разрушаются, ДНК разных митохондрий редко генетически рекомбинировать друг с другом. Таким образом, митохондрии у большинства животных наследуются только по материнскому типу.

История

Карл Корренс
Основная статья: История генетики

Как и все другие генетические концепции, открытие монородительского наследования восходит к временам Августинец священник, известный как Грегор Иоганн Мендель. Будущий «отец современной генетики» целыми днями проводил эксперименты по гибридизации на растениях гороха (Pisum sativum ) в его монастырском саду. В течение семи лет (с 1856 по 1863 год) Мендель культивировал и испытал около 29000 растений гороха, что привело к выводу двух известных обобщений, известных как Законы наследственности Менделя. Первый, закон сегрегации, гласит, что «когда любой человек производит гаметы, копии гена разделены, так что каждая гамета получает только одну копию ». Второй, закон независимого ассортимента, гласит, что«аллели различных генов сортируются независимо друг от друга во время формирования гамет ». Хотя его работа была опубликована, она бездействовала, пока не была повторно открыта в 1900 г. Уго де Врис и Карл Корренс но только в 1909 году даже предполагалось неменделирующее наследование. Карл Эрих Корренс и Эрвин Баур, в отдельно проводимых исследованиях по Пеларгония и Мирабилис растения, наблюдали зелено-белую вариацию (позже обнаруженную в результате мутации в хлоропласт геном), которые не следовали менделевским законам наследования. Почти двадцать лет спустя было обнаружено неменделирующее наследование митохондриальной мутации, а в шестидесятые годы было доказано, что хлоропласты и митохондрии имеют свои собственные ДНК и что они способны к трансляции, транскрипции и репликации независимо от ядра. Вскоре после этого были открыты монородительская и двойная однопородная наследственность.[1]

Поки мутанты Нейроспора

Хорошо изученный пример монородительского наследования включает убогий мутанты из Neurospora crassa. Первоначальный мутант poky был выделен Митчеллом и Митчеллом в 1952 году как спонтанно возникающий медленнорастущий вариант.[4] При генетическом скрещивании было обнаружено, что фенотип poky передается по материнской линии. Протоперитециальный родитель считается женским (материнским) родителем в Нейроспора. Когда покы скрещивали с самцами дикого типа, все потомство имело фенотип покы. Когда самок дикого типа скрещивали с низкорослыми самцами, все потомство имело фенотип дикого типа. То, что убогий детерминант передается только по женской линии, предполагает, что детерминант находится в материнской цитоплазма. В конечном итоге было показано, что основной дефект в убогий мутанты - это делеция в митохондриальная ДНК последовательность, кодирующая небольшой рибосомальная РНК субъединица.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Сюй, Цзяньпин (1 декабря 2005 г.). «Наследование генов и геномов органелл: закономерности и механизмы». Геном. 48 (6): 951–958. Дои:10.1139 / g05-082.
  2. ^ Бирки, К. У. (5 декабря 1995 г.). «Однородительское наследование митохондриальных и хлоропластных генов: механизмы и эволюция». Труды Национальной академии наук. 92 (25): 11331–11338. Дои:10.1073 / пнас.92.25.11331.
  3. ^ Сутовский, П .; и другие. (1999). «Убиквитиновая метка для митохондрий сперматозоидов». Природа. 402 (6760): 371–372. Дои:10.1038/46466. PMID  10586873. Обсуждается в Новости науки.
  4. ^ Митчелл МБ, Митчелл HK (май 1952 г.). "Случай" материнского "наследования у Neurospora Crassa". Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 38 (5): 442–9. Дои:10.1073 / pnas.38.5.442. ЧВК  1063583. PMID  16589122.
  5. ^ Акинс Р.А., Ламбовиц А.М. (июнь 1984 г.). «[Poky] мутант Neurospora содержит делецию из 4 пар оснований на 5'-конце митохондриальной малой рРНК». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 81 (12): 3791–5. Дои:10.1073 / pnas.81.12.3791. ЧВК  345306. PMID  6233613.