HVA ER CYTOPLASMISK ARV? - BIOLOGI - 2026

Den cytoplasmatiske arven er overføring av gener i cytoplasmacellen som ikke er knyttet til kromosomene i kjernen. Denne typen arv kalles også fremmed arv og er en del av de forskjellige arvelige mønstrene kjent som ikke-Mendelian.

Den ble oppdaget av den tyske botanikeren og genetikeren Carl Erich Correns på begynnelsen av 1900-tallet (1908). Mens Correns jobbet med anlegget kjent som Maravilla del Perú eller Clavellina (Mirabilis jalapa), observerte han at arven etter fargen på bladene til denne planten så ut til å være uavhengig av faderens fenotype.

Mendelian og ikke-Mendelian arvemønstre. Tatt og redigert fra: Ghadisu.

Arven etter denne egenskapen, som ikke var i samsvar med lovene i Mendelian genetikk, så ut til å utelukkende avhenge av morens genotype; Som et resultat foreslo han hypotesen om at disse trekkene kom fra organeller eller midler som var til stede i cytoplasma av eggløsningen.

Etter mer enn 100 år med dette funnet, og til tross for utviklingen av molekylær genetikk, er kunnskapen om hvordan og hvorfor mekanismene for ekstracellulær arv delvis usikker, og studiene for å tydeliggjøre dem relativt knappe.

Cytoplasmatisk arv vs Mendelian arv

Mendelsk arv

Dette er den mest kjente formen blant de forskjellige arvelige prosessene. Det ble foreslått av Gregor Mendel, en munk og forsker født i Heinzendorf, det tidligere østerrikske imperiet, for tiden kjent som Hynčice (Tsjekkia), på midten av 1800-tallet (1865-1866) og gjenoppdaget på begynnelsen av 1900-tallet.

Hans hypoteser om arvelighet og hans teorier ble testet og tjente som grunnlag for mange andre teorier. Funnene hans er grunnlaget for det som i dag er kjent som klassisk genetikk.

Mendelsk arv indikerer at hver av foreldrene gir en av to mulige alleler for at en egenskap skal komme til uttrykk; Disse allelene finnes i kjernen av reproduksjonsceller (genetisk materiale), noe som indikerer at Mendels arv er biparental.

Når den genetiske sammensetningen av begge foreldrene (genotype) er kjent, brukes Mendelian lover for å forutsi (ikke alltid gjelder) andelen og fordelingen av observerbare egenskaper (fenotyper). Mendelsk arv gjelder de fleste organismer som reproduserer seg seksuelt.

Cytoplasmatisk eller ekstracellulær arv

Denne typen arv ble oppdaget i 1906 av botaniker Carl Correns. Det regnes som ikke-Mendelisk fordi overføring av gener ikke involverer kjernen, som er organellen som anses i klassisk genetikk for å være ansvarlig for å inneholde alt arvelig genetisk materiale.

I dette tilfellet oppstår arvelighet på grunn av visse organeller, for eksempel mitokondrier og kloroplaster, som inneholder sitt eget genetiske materiale og som kan reprodusere seg i cellen.

Når det gjelder mitokondrier, som kan være til stede i antall nær 10 000 per kvinnelige celler eller eggløsning (med flere kopier av deres genom), kan de kopiere seg uavhengig av celledeling.

Denne typen replikering gjør at mitokondrier har høyere mutasjonsgrad enn kjernefysisk DNA, og utvikler seg raskere enn kjernefysisk DNA.

Under reproduksjonsprosessen, spesielt i befruktning, blir mitokondriene som er til stede i de mannlige reproduksjonscellene ekskludert fra zygoten (de har bare noen hundre av disse), mens eggene i eggene opprettholdes.

På denne måten arves det mitokondriske genetiske materialet bare gjennom moren (cytoplasmisk arv). Med dette forstås det at den ekstracellulære eller cytoplasmatiske arven er uniparental.

Som et resultat av dette oppnås et fenotypisk uttrykk som er vanskelig å forklare fra Mendelisk synspunkt, mutasjoner som ikke har fenotypisk uttrykk, samt forskjellige patologier.

organeller

mitokondrier

Mitokondrier er de mest åpenbare og bemerkelsesverdige organellene i cellulær cytoplasma til eukaryote celler. De har som funksjon å produsere energi til cellen. Et interessant kjennetegn ved disse organellene er den som allerede er nevnt av deres mors opprinnelse. Mens en annen særegen egenskap er at de presenterer sitt eget DNA.

Deler av en mitokondrion. Tatt og redigert fra Kelvinsong; modifisert av Sowlos.

kloroplaster

Kloroplast. Av Gmsotavio, fra Wikimedia Commons

Kloroplaster er karakteristiske organeller av eukaryote celler og organismer som inneholder klorofyll. Dets viktigste funksjon er å utføre fotosyntesen, å produsere sukker.

I likhet med mitokondrier har de sitt eget DNA og kan formere seg i cellen uten hjelp av celledeling. På samme måte er arven gjennom moren, det vil si under reproduksjon er det bare oocellen som gir kloroplastene.

Utvikling

Teorien som ble foreslått i 1967 av den amerikanske biologen Lynn Margulis om endosymbiose, peker på opphavet og evolusjonen til eukaryote celler, basert på det langsiktige endosymbiotiske forholdet mellom prokaryotiske og forfedres eukaryote organismer.

I følge Margulis er organeller som kloroplaster og mitokondrier av prokaryotisk opprinnelse (henholdsvis cyanobakterier og proteobakterier). Andre organismer inkorporert, fagocytosert eller oppslukt av kloroplaster og mitokondrier.

Etter å ha innarbeidet dem, fordøyet eller behandlet ikke de eukaryote forløperne disse prokaryotene (kloroplastene og mitokondriene), som forble i vertscellen, og etter millioner av år med evolusjon ble de organellene til den eukaryote cellen.

Blant fakta som vektlegger denne teorien er de nevnte særegenheter at disse organellene har sitt eget DNA, og at de kan replikere uavhengig i cellen og uten dens hjelp.

Det er verdt å nevne at forskerne fastholder at endosymbiose, tilstedeværelsen av DNA i disse organene, den høye replikasjonshastigheten og mutasjonen av kloroplaster og mitokondrier, så vel som cytoplasmisk arv, er forløperne og ansvarlig for det store spranget i kompleksitet. og evolusjonen av livet.

Andre former for arv som ikke er fra Mendel

Genkonvertering

Det er vanlig å observere under krysset mellom sopp. Det oppstår når en gensekvens erstatter en annen homolog sekvens. Under meiotisk inndeling, når det er homolog rekombinasjon av heterozygote steder, oppstår det et misforhold mellom basene.

I forsøket på å rette opp dette misforholdet fører cellen til at den ene allelen erstatter den andre og forårsaker ikke-Mendelisk arv kalt genkonvertering.

Smittefarlig arv

Virus deltar i denne typen arv. Disse smittestoffene infiserer vertscellen og forblir i cytoplasmaet og setter genomet inn i vertsgenomet.

Genomisk avtrykk

Denne typen arv som ikke er fra Mendel oppstår når alkyneforbindelser avledet fra metan og histoner er involvert i DNA-molekylet ved metylering, alt dette uten noen form for modifisering i den genetiske sekvensen.

Denne inkorporeringen vil forbli i de mannlige og kvinnelige reproduksjonscellene til forfedrene og vil opprettholdes gjennom mitotiske celledelinger i kroppscellene til de etterkommende organismer.

Andre prosesser med ikke arv fra Mendel er mosaikk og trinukleotid gjentakelsesforstyrrelse.

referanser

1. Ekstranukleær arv - Ikke-mendelisk arvelighet av organelle gener. Gjenopprettet fra medicine.jrank.org.
2. Arv som ikke er fra Mendel. Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
3. Mitokondriell arv. Encyclopedia.com. Gjenopprettet fra encyclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Cytoplasmaens rolle i arvelighet. Proceedings of the Royal Society B.
5. Ekstranukleær arv. Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
6. Genkonvertering. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
7. Genomisk avtrykk. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.