Однородительское наследование
![]() | Эту статью предлагается удалить. |
Однородительская дисомия (Однородительское наследование) — неменделевская форма наследования, которое происходит, когда моллюск получает две копии хромосомы или части хромосомы от одного родителя и ни одной копии от другого родителя, и в итоге гены одного родителям передается всему потомству. Однородительская дисомия (ОД) может быть результатом гетеродисомии, при которой пара неидентичных хромосом наследуется от одного родителя (ошибка мейоза I более ранней стадии) или изодисомии, при которой дублируется одна хромосома от одного родителя (ошибка мейоза II более поздней стадии), 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 эукариотических органеллах, таких как митохондрии и хлоропласты. Это объясняется тем, что такие органеллы содержат свою собственную ДНК и способны к независимой митотической репликации, которая не переносит скрещивания с ДНК другого родительского типа. Хотя однополое наследование является наиболее распространенной формой наследования в органеллах, появляется все больше свидетельств разнообразия. В некоторых исследованиях было обнаружено, что в клетках существует двойное однополое наследование (DUI) и передача от обоих родителей. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что даже при наличии наследования от обоих родителей кроссинговер происходит не всегда. Более того, есть свидетельства того, что форма наследования органелл часто менялась с течением времени. Наследование от одного родителя может быть разделено на несколько подтипов в зависимости от пути наследования[1][2].
Примеры
Органеллы
Хотя большинство эукариотических субклеточных частей 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 и, как известно, наследуют гены только одного родительского типа. В случае митохондрий наследование по материнской линии является почти исключительной формой наследования. Хотя во время оплодотворения яйцеклетки митохондрии попадают в оплодотворенную клетку как яйцеклеткой, так и сперматозоидом, отцовские митохондрии обычно помечаются убиквитином и позже разрушаются[3].
История

Как и все другие генетические концепции, открытие наследования от одного родителя восходит к временам священника августинианской церкви, известного как Грегор Иоганн Мендель. Будущий «отец современной генетики» проводил свои дни, проводя эксперименты по скрещиванию растений на растениях гороха («Pisum sativum») в саду своего монастыря. В течение семи лет (с 1856 по 1863 год) Мендель выращивал и тестировал около 29 000 растений гороха, что привело его к двум знаменитым обобщениям, известным как [Менделевская наследственность |Законы наследственности Менделя]. Первый, закон сегрегации, гласит, что «когда какой-либо индивид производит [гаметы], копии гена разделяются, так что каждая гамета получает только одну копию». Второй закон, закон независимой сортировки, гласит, что «аллели различных генов сортируются независимо друг от друга во время формирования гамет». Хотя его работа была опубликована, она оставалась неизвестной до тех пор, пока не была вновь открыта в 1900 году Хьюго де Фриз и Карл Корренс, но только в 1909 году было высказано предположение о неменделевской наследственности. Карл Эрих Корренс и Эрвин Баур в ходе раздельных исследований растений «Пеларгония» и «Mirabilis» наблюдали бело-зеленую вариацию (позже обнаруженную в результате мутацииs в геноме хлоропластов), которые не соответствовали менделевским законам наследования. Почти двадцать лет спустя также было обнаружено неменделевское наследование митохондриальной мутации, а в шестидесятых годах было доказано, что хлоропласты и митохондрии имеют свою собственную ДНК и что они способны к трансляции, транскрипции и репликации независимо от ядра. Вскоре после этого были открыты однородительские и вдвойне однородительские наследования.[1]
«Убогие» Мутанты
Хорошо изученный пример однородственного наследования включает в себя мутант «poky» от «Neurospora crassa». Первый такой мутант был выделен Митчеллом, и он в 1952 году выделил его как спонтанно возникший медленно растущий вариант[4]. В ходе генетических скрещиваний было обнаружено, что фенотип «убогие» наследуется по материнской линии. Протоперитециальный родитель рассматривается в «Нейроспора» как родитель женского пола (по материнской линии). При скрещивании самок «убогих» с самцами дикого типа все потомство имело фенотип «убогий». При скрещивании самок дикого типа с самцами «убогих» все потомство имело фенотип дикого типа. То, что детерминанта «убогих» передается только по женской линии, предполагает, что детерминанта находится в материнской цитоплазме. В конечном счете было показано, что основным дефектом у «убогих» мутантов является делеция в последовательности митохондриальной ДНК, кодирующей небольшую рибосомальную РНК субъединицу.[5]
Примечания
- ↑ 1 2 Xu, Jianping (2005-12-01). The inheritance of organelle genes and genomes: patterns and mechanisms. Genome. 48 (6): 951–958. doi:10.1139/g05-082. PMID 16391664.
- ↑ Birky, C. W. (1995-12-05). Uniparental inheritance of mitochondrial and chloroplast genes: mechanisms and evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences. 92 (25): 11331–11338. Bibcode:1995PNAS...9211331B. doi:10.1073/pnas.92.25.11331. PMC 40394. PMID 8524780.
- ↑ Sutovsky, P.; et al. (1999). Ubiquitin tag for sperm mitochondria. Nature. 402 (6760): 371–372. doi:10.1038/46466. PMID 10586873. S2CID 205054671. Discussed in Science News.
- ↑ Mitchell MB, Mitchell HK (May 1952). A Case of "Maternal" Inheritance in Neurospora Crassa. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 38 (5): 442–9. Bibcode:1952PNAS...38..442M. doi:10.1073/pnas.38.5.442. PMC 1063583. PMID 16589122.
- ↑ Akins RA, Lambowitz AM (June 1984). The [poky] mutant of Neurospora contains a 4-base-pair deletion at the 5' end of the mitochondrial small rRNA. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81 (12): 3791–5. Bibcode:1984PNAS...81.3791A. doi:10.1073/pnas.81.12.3791. PMC 345306. PMID 6233613.