Kluczowa różnica – dziedziczenie cytoplazmatyczne a genetyczny wpływ matczyny
Chromosomalne DNA jest głównym magazynem informacji genetycznej w komórce. Odgrywa zasadniczą rolę w decydowaniu o fenotypie potomstwa. Istnieją jednak przypadki, w których fenotyp potomstwa jest podobny do fenotypu matki, niezależnie od wpływu na środowisko lub genotypu, który nosi. Wskazuje to, że poza jądrem znajduje się DNA, który przyczynia się do decydowania o fenotypie potomstwa. Naukowcy odkryli, że jest to spowodowane głównie dwoma zjawiskami zwanymi dziedziczeniem cytoplazmatycznym i genetycznym efektem matczynym. Chociaż chromosomy dzielą się dokładnie na gamety podczas mejozy, cytoplazma gamet nie gromadzi się dokładnie w zygocie. Dziedziczenie cytoplazmatyczne i genetyczne skutki matczyne wynikają z wkładu większej ilości cytoplazmy przez gametę żeńską do powstałej zygoty podczas syngamii. Jednak dziedziczenie cytoplazmatyczne i genetyczny wpływ matczyny różnią się od siebie. Kluczowa różnica między dziedziczeniem cytoplazmatycznym a genetycznym efektem matczynym polega na tym, że dziedziczenie cytoplazmatyczne zachodzi dzięki informacji genetycznej przechowywanej w genach niektórych organelli, takich jak mitochondria i chloroplasty, obecnych w cytoplazmie, podczas gdy genetyczny efekt matczyny występuje dzięki mRNA i białkom otrzymanym z gamet żeńskich.
Co to jest dziedziczenie cytoplazmatyczne?
Mitochondria i chloroplast to dwa organelle obecne w komórkach, które zawierają DNA inny niż DNA chromosomalny. Te organellarne DNA niesie informację genetyczną i działa niezależnie lub we współpracy z DNA jądrowym (DNA chromosomalny). Dziedziczenie cech z pokolenia na pokolenie przez pozachromosomalne /cytoplazmatyczne/ DNA organelli nazywa się dziedziczeniem cytoplazmatycznym. Istnieje wiele przykładów pokazujących udział cytoplazmatycznego DNA w kontrolowaniu cech dziedziczności organizmów. Dlatego są one również znane jako jednostki dziedziczności cytoplazmatycznej lub geny cytoplazmatyczne.
Te geny osocza są w większości odbierane przez cytoplazmę jaja, a nie przez cytoplazmę plemnika. Dlatego dziedziczenie cytoplazmatyczne uważa się za zjawisko dziedziczenia matczynego, które wpływa na cechy dziedziczności. Chociaż dziedziczenie cytoplazmatyczne przyczynia się do decydowania o charakterach potomstwa, krzyżówki wzajemne nie dają takich samych fenotypów.
Rysunek 01: Mitochondria i chloroplast
Co to jest genetyczny efekt matczyny?
Efekt matczyny to sytuacja, która określa fenotyp potomstwa na podstawie genotypu matki, niezależnie od genotypu potomstwa i efektu środowiskowego. Innymi słowy, efekt matczyny to przypadkowy wpływ matczynego genotypu na fenotyp potomstwa, niezależnie od jego genotypu. Dzieje się tak ze względu na specyficzne mRNA i białka dostarczane przez matkę do zygoty podczas rozwoju zarodka. W wielu organizmach zarodek jest początkowo nieaktywny w transkrypcji. Stąd ważna jest podaż mRNA i białek od strony matki. Efekt macierzyński nie powstaje z powodu jednostek dziedzicznych. Powstaje całkowicie dzięki tym cząsteczkom otrzymanym z podaży matki. Ze względu na te efekty matczyne, dwoje potomstwa może czasami różnić się od siebie fenotypowo, chociaż ma ten sam genotyp. Jedna osoba może przypominać matkę-rodzica.
Właściwościami cytoplazmy rządzą głównie geny jądrowe. Tak więc efekt matczyny zależy od genów jądrowych.
Efekt macierzyński to ważny proces w ekologii i ewolucji. Przyczynia się do dynamiki populacji, plastyczności fenotypowej, budowy nisz, ewolucji historii życia i doboru naturalnego.
Rysunek 02: Krzyżówki genetyczne obejmujące mutację recesywną z efektem matczynym
Jaka jest różnica między dziedziczeniem cytoplazmatycznym a genetycznym efektem matczynym?
Dziedziczenie cytoplazmatyczne a genetyczny efekt matczyny |
|
| Dziedziczenie cytoplazmatyczne to dziedziczenie cech wynikających z informacji genetycznej przechowywanej w DNA cytoplazmatycznym lub DNA organelli. | Genetyczny efekt matczyny to zjawisko, w którym o cechach potomstwa decydują czynniki matczyne, takie jak mRNA i białka. |
| Wystąpienie | |
| Dziedziczenie cytoplazmatyczne jest wynikiem rzeczywistych genów otrzymanych z mitochondriów, chloroplastów lub jakiejkolwiek zakaźnej cząstki, takiej jak wirus. | Genetyczny efekt matczyny jest wynikiem mRNA lub białek otrzymanych z jaja matki. |
| Zaangażowanie organelli | |
| Dziedziczenie cytoplazmatyczne jest związane z niezbędnymi organellami, takimi jak chloroplasty i mitochondria. | Genetyczny efekt matczyny nie jest związany z organellami. |
| Zależność od genów jądrowych | |
| Dziedziczenie cytoplazmatyczne nie zależy od genów jądrowych. | Genetyczny efekt matczyny może, ale nie musi, zależeć od genów jądrowych. |
| Podstawa genetyczna | |
| Dziedziczenie cytoplazmatyczne wynika z rzeczywistych genów. | Genetyczny efekt matczyny wynika z produktów genów, ale nie z rzeczywistych genów. |
Podsumowanie – Dziedziczenie cytoplazmatyczne a genetyczny wpływ matczyny
Chromosomalny DNA jest uważany za jedyny materiał genetyczny komórki. Jednak kilka organelli komórkowych (mitochondria, chloroplasty) posiada DNA, które może wpływać na cechy potomstwa. Niektóre produkty matczyne w cytoplazmie biorą również udział w decydowaniu o cechach potomstwa. Dziedziczenie cytoplazmatyczne i genetyczny wpływ matczyny to dwie takie sytuacje. Te dwa zjawiska są spowodowane genami lub czynnikami odziedziczonymi z jaja matki do zygoty. Efekt matczyny jest wynikiem mRNA i białek (produktów genów) otrzymanych z cytoplazmy jaja matki. Dziedziczenie cytoplazmatyczne jest wynikiem materiału genetycznego w mitochondriach lub chloroplastach lub wirusach zakaźnych. Jest to główna różnica między dziedziczeniem cytoplazmatycznym a genetycznym efektem matczynym. Potomstwo dziedziczy cechy matczyne niezależnie od własnego genotypu i genów wynikających z obu tych zjawisk.
Pobierz wersję PDF dziedziczenia cytoplazmatycznego a genetyczny wpływ matczyny
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline, zgodnie z notatkami dotyczącymi cytowań. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między dziedziczeniem cytoplazmatycznym a genetycznym efektem matczynym.
