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 в органеллах эукариот, таких 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 двупародительская передача. Данные свидетельствуют о том, что даже при двуродительском наследовании кроссинговер не всегда происходит. Более того, есть свидетельства того, что форма наследования органелл часто менялась с течением времени. Однородительское наследование можно разделить на несколько подтипов в зависимости от пути наследования.

Примеры

Органеллы

См. Также: митохондриальный геном

Хотя большинство субклеточных частей эукариот не имеют собственной 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 наследование - это почти исключительная форма наследования. Хотя во время оплодотворения яйцеклетки митохондрии попадают в оплодотворенную клетку как яйцеклеткой, так и спермой, отцовские митохондрии обычно маркируются убиквитином и позже разрушаются. Даже если они не разрушены, ДНК разных митохондрий редко генетически рекомбинируют 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 однопородной наследственности происходит во времена священника- августинца, известного как Грегор Иоганн Мендель . Будущий «отец современной генетики» целыми днями проводил эксперименты по гибридизации гороха ( Pisum sativum ) в саду своего монастыря. В течение семи лет (1856–1863 гг.) Мендель культивировал и испытал около 29 000 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 разделяются, так что каждая гамета получает только одну копию». Второй, закон независимого распределения, гласит, что « аллели разных генов сортируются независимо друг от друга во время образования гамет». Хотя его работа была опубликована, она бездействовала, пока не была вновь открыта в 1900 году Гуго де Врисом и Карлом Корренсом, но только в 1909 году неменделирующее наследование было предложено. Карл Эрих Корренс и Эрвин Баур в отдельно проведенных исследованиях растений Pelargonium и Mirabilis наблюдали зеленовато-белую вариацию (позже обнаруженную в результате мутаций в геноме хлоропластов ), которая не подчинялась законам Мендели наследования. Почти двадцать лет спустя наблюдали неменделирующее наследование митохондриальной мутации, а в шестидесятые годы было доказано, что хлоропласты и митохондрии имеют собственную ДНК и способны к трансляции, транскрипции и репликации независимо от ядра. Вскоре после этого были открыты монородительская и дважды однопородная наследственность.

Поки- мутанты Neurospora

Хорошо изучен пример uniparental наследования включает Poky мутантов из Neurospora сгазза . Первоначальный мутант poky был выделен Митчеллом и Митчеллом в 1952 году как спонтанно возникающий медленнорастущий вариант. При генетическом скрещивании было обнаружено, что фенотип poky передается по материнской линии. Протоперитециальный родитель считается женским (материнским) родителем у Neurospora . Когда покы скрещивали с самцами дикого типа, все потомство имело фенотип покы. Когда самок дикого типа скрещивали с маленькими самцами, все потомство имело фенотип дикого типа. То, что слабый детерминант передается только по женской линии, предполагает, что детерминант находится в материнской цитоплазме . В конечном итоге было показано, что основным дефектом у poky- мутантов является делеция в последовательности митохондриальной ДНК , кодирующей малую субъединицу рибосомной РНК .

Смотрите также

использованная литература