Цитоплазматическая наследственность

Ведущую роль в генетических процессах в клетках эукариот играет наследственный материал ядра. Но это не означает, что цитоплазма не имеет значения при передаче наследственной информации. Накопленные к настоящему времени данные показывают, что и цитоплазма участвует в этих процессах. Ее участие выражается, с одной стороны, в реализации через цитоплазму генетических потенций ядерных генов и , с другой стороны, в цитоплазматической наследственности, то есть в том, что цитоплазма тоже хранит и передает потомкам некую долю, полученной от родителей генетической информации, хотя и существенно меньшую, чем ядро.

Основоположниками изучения цитоплазматической наследственности являются К. Корренс и Э. Бауер.

Совокупность наследственных задатков цитоплазмы называется - плазмон, а сами задатки- плазмагены. Плазмон является частью генома.

Функции плазмагенов связаны с ДНК. Установлено, что собственную ДНК имеют пластиды, митохондрии и некоторые другие органоиды. Эти цитоплазматические структуры способны к саморепродукции. Именно с этим связана передача цитоплазматической наследственности.

Плазмагены разнородны по своей природе. Их можно разделить на две группы:

Гены ДНК-содержащих органелл клетки (митохондрий, хлоропластов);Гены инфекционных агентов или симбионтов клетки (вирусов, эписом)Плазмагены обоих групп сходны по своим свойствам с ядерными генами и осуществляют генетический контроль синтеза ряда важных ферментов, а, следовательно, и развития некоторых сложных признаков. они способны к редупликациям и точковым мутациям, которые могут наследоваться.

Наследование через цитоплазму имеет следующие особенности:

Число органоидов цитоплазмы, содержащих собственную ДНК не постоянно, не поддается точному учету;

При делении органоиды цитоплазмы распределяются, или могут распределяться между дочерними клетками неравномерно;

Наследование через цитоплазму не подчиняется менделеевским законам наследования;

Оно происходит по материнской линии, так как цитоплазма зиготы формируется, в основном, за счет женской половой клетки;

Гены цитоплазмы находятся под контролем ядерных генов.

Для изучения роли ядра и цитоплазмы в наследственности применяют различные методы:

метод замещения ядра;

метод реципрокных и возвратных скрещиваний;

метод получения цитоплазматических мутаций и изучение характера появления их в последующих поколениях.

Все виды наследования через цитоплазму можно разделить на две группы:

группа - наследование признаков, которые связаны с особенностями цитоплазмы, возникшими в процессе индивидуального развития:

а) под влиянием факторов окружающей среды (онтогенетическая или фенотипическая предетерминация цитоплазмы);

6) под влиянием генотипа (генотипическая предетерминация цитоплазмы).

II группа - наследование признаков, обусловленных генами цитоплазмы:

а)локализованными в органеллах цитоплазмы (митохондриях, пластидах и пр.),

б)локализованными во внутриклеточных паразитах, симбионтах и пр.

В последнее время идентифицированы заболевания человека, обусловленные генами цитоплазмы. К ним относятся митохондриальные миопатии и энцифалопатии, врожденная атрофия зрительного нерва Лебера. Эти болезни передаются только по линии матери, их наследование не соответствует менделевскому. Установлено, что отрофия зрительного нерва Лебера не передается от мужчины ни детям, ни внукам, ни последующим поколениям, а от матери наследуется 50% - ами сыновей и дочерей.