Явление цитоплазматической (неядерной или нехромосомной) наследственности связано, прежде всего, с двумя структурами цитоплазмы – хлоропластами (у растений) и митохондриями (у всех эукариот).

Явление цитоплазматической (неядерной или нехромосомной) наследственности связано, прежде всего, с двумя структурами цитоплазмы – хлоропластами (у растений) и митохондриями (у всех эукариот).

НЕМНОГО ИСТОРИИ 

Цитоплазматическое (или нехромосомное) наследование было открыто в 1909 г. немецкими генетиками Карлом Корренсом (1864–1933) и Эрвином Бауром (1875–1933). Э. Баур первым указал на хлоропласты как на генетические детерминанты изучавшегося им признака пестролистности растений. Генетическая роль митохондрий была открыта в 1949 г. французским генетиком Борисом Эфрусси (1901–1979).

ВАЖНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ 

В отличие от хромосомной, ДНК органелл не имеет специального аппарата распределения ее копий при клеточном делении. С этим связаны закономерности, характеризующие передачу цитоплазматических генов:

1? частое расщепление в митозе

2? отсутствие расщепления или нерегулярное расщепление в мейозе.

3? большинство организмов получает цитоплазматические гены от материнского организма, но встречаются случаи и отцовской или двуродительской передачи. Однородительская передача митохондриальной ДНК дает возможность изучать происхождение тех женских линий, из которых складываются популяции и виды.

НЕМНОГО МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ 

Хлоропластная и митохондриальные ДНК в большинстве случаев кольцевые.

В молекулах хлДНК насчитывается около 140 генов, в число которых входят гены, обеспечивающие синтез белка в органеллах (аппарат транскрипции и трансляции), и гены белков, участвующих в процессе фотосинтеза.

В мтДНК гены кодируют ферменты окислительного фосфорилирования, рибосомные РНК и транспортные РНК.

МУТАЦИИ И ЗАБОЛЕВАНИЯ

В цитоплазматической ДНК также возможны мутации, это могут быть перемещения цитоплазматических генов в ядро, или мутации непосредственно в митохондриальных или хлоропластных генах.

С мутациями связан ряд заболеваний человека. Все они передаются по женской линии, хотя проявляются у лиц и женского и мужского пола.

Те или иные мутации в мтДНК ослабляют главную функцию митохондрий – производство энергии. В результате страдают в первую очередь те органы и ткани организма, которые имеют наибольшую потребность в энергии: нейроны головного мозга, зрительный нерв, сердечная мышца и скелетная мускулатура

Наследственные заболевания, связанные с мутациями мтДНК, встречаются чаще, чем 1 на 10 000, т. е. оказываются достаточно распространенным явлением.

ТЕОРИЯ СИМБИОГЕНЕЗА 

Гипотеза о симбиогенном происхождении эукариотической клетки была выдвинута русским ученым К.С. Мережковским, им же был предложен термин «симбиогенез» . К.С. Мережковский предположил, что хлоропласты происходят от фотосинтезирующих бактерий (цианобактерий по современной номенклатуре) и обосновал это предположение имевшимися в начале ХХ в. наблюдениями. Несколько позже, в 1920-е годы, американский биолог И. Уолин утверждал, что и митохондрии являются потомками симбиотических бактерий.

Симбиогенное происхождение органелл сейчас общепризнанно. Предками хлоропластов, как и считал К.С. Мережковский, признаются цианобактерии, предками митохондрий, вероятнее всего, были бактерии, близкие к риккетсиям.

При этом часть генов, отвечающих за фотосинтез и дыхание переместились в ядро, поэтому сейчас эти органоиды считаются полуавтономными.

ПРИМЕР ЗАДАНИЯ ИЗ ЕГЭ 

Какие черты сходства митохондрий с прокариотами позволили выдвинуть симбиотическую теорию

происхождения эукариотической клетки?

1) Имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий.

2) Размножаются бинарным делением (причем делятся иногда независимо от деления клетки).

3) Генетический материал — кольцевая ДНК, не связанная с гистонами, имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы и др. Рибосомы прокариотического типа.

МИТОХОНДРИИ И ПЛАСТИДЫ ИМЕЮТ ОЧЕНЬ МНОГО

ОБЩЕГО С ПРОКАРИОТАМИ:

- рибосомы схожего размера

- кольцевую ДНК

- отсутствие ядра у пластид

- ферменты, РНК прокариотического типа

- способны делиться

ПОЭТОМУ СЧИТАЕТСЯ, ЧТО ЭТИ ОРГАНОИДЫ БЫЛИ КОГДА-ТО ПРОКАРИОТАМИ - ЭНДОСИМБИОНТАМИ (т.е. жили в симбиозе внутри других организмов)

Если хочешь изучить все темы, необходимые для ЕГЭ, от и до, пиши мне в личку слово "ОРГАНОИД", и я запишу тебя к нам)

Комментарии: