核外遗传-细胞质因子和类型

  • 尽管核染色体的基因在几乎所有性状的世代遗传中都起着重要和关键的作用,但它们不能被认为是遗传的唯一载体。
  • 某些实验证据表明,在许多原核和真核细胞的细胞质中存在着某些核外基因或DNA分子。
  • 细菌细胞,如大肠杆菌细胞核中有一个主染色体,细胞质中通常有称为质粒的额外DNA元素。

核外遗传

  • 真核细胞在细胞核中有一个主要的染色体补体,在线粒体和叶绿体中有一个额外的DNA分子或染色体。
  • 因此,核外遗传或细胞质遗传是发生在细胞核外的基因的传递。
  • 它是非孟德尔遗传的一种形式,即性状通过非染色体、细胞质的方式从父母传递给后代。
  • 它通常被称为非孟德尔遗传、非染色体遗传、单亲代遗传、母系遗传、染色体外遗传、细胞质遗传和核外遗传。

核外遗传的细胞质因子

细胞质因子是细胞质定位的、独立的、自我复制的核酸,它与染色体基因在细胞内的位置不同,有自己的核苷酸序列,例如,

  1. 线粒体
  2. 叶绿体
  3. 质粒

线粒体

动物线粒体基因组的大小为13 ~ 18kb,真菌线粒体基因组的大小为~ 75kb,高等植物线粒体基因组的大小为300 ~ 500kb。每个线粒体有5-20个线粒体染色体副本。人类细胞中不同的细胞有不同数量的线粒体。人类线粒体有37个基因。

叶绿体

叶绿体基因组的大小为130- 150kb,比线粒体有更多的基因(110比37)。大多数基因都与光合作用有关。玉米每个细胞有20-40个叶绿体,每个叶绿体有20-40个染色体(可以组成15%的DNA)。

核外遗传的类型

  1. 孕产妇(细胞器)继承

  • 线粒体或叶绿体中含有的DNA决定后代的表型。
  • 这些表型的产生是由于细胞器的来源——仅来自卵子——因此只有母亲对表型的影响。

也就是说,线粒体、叶绿体等细胞器是随母体细胞质遗传而来的。

例子

  • 蜗牛壳盘绕。
  • 4点钟植株叶片的杂色。
  • 水蚤和粉蛾的眼部色素沉着。

母亲的影响

当母亲的基因型或表型直接影响后代的表型时,就会发生母体效应。

例如,老鲑鱼产的卵更大,含有更多的营养,所以它们的鱼苗在孵化时更大。

  1. 内共生生物的核外遗传

  • 某些细胞内寄生虫,如细菌和病毒颗粒,与宿主细胞保持共生关系。
  • 它们是自我繁殖的,看起来像细胞质包涵体。
  • 有时,它们会表现出一种自身具有遗传连续性的感染传播。

微生物与宿主有机体的共生或寄生联系,因此导致在宿主后代的后代中传播表现型。

例子

  • σ病毒果蝇
  • 卡巴粒子在草履虫
  1. 单性生殖的继承

  • 它是遗传性状只通过一个亲本传递的。
  • 它可能是:

母体遗传-遗传性状通过母亲的单亲遗传。

父亲的遗产-遗传特征通过父亲的单亲代传递。

  • 当双亲中只有一方将细胞器DNA提供给后代时,发生在核外基因中。例如,单亲本基因传递是通过卵子受精时人类线粒体的母体遗传。
  • 父亲的线粒体基因不会通过精子传递给后代。
  • 叶绿体基因也可以在有性繁殖过程中单亲遗传。
  • 种与种之间的单亲本遗传机制差异很大,十分复杂。例如,即使在同一物种内,叶绿体也被发现表现出母系、父系和双亲系模式。
  1. 双亲遗传

  • 当父母双方都向后代提供细胞器DNA时,发生在核外基因中。
  • 它可能不像单系核外遗传那么常见,通常只发生在一个被允许的物种的一小部分时间内。
  • 双亲本线粒体遗传的一个例子是在酵母中。当两个交配类型相反的单倍体细胞融合时,它们都可以为产生的二倍体后代贡献线粒体。

参考文献

  1. 维尔马,p.s.,和阿格拉瓦尔,v.k.(2006)。细胞生物学,遗传学,分子生物学,进化与生态学(1版)。昌昌实业有限公司
  2. http://fatchiyah.lecture.ub.ac.id/files/2011/04/Lect-3-ok-Extranuclear-Inheritance.pdf
  3. https://www.slideshare.net/RIZWANABBAS3/extra-nuclear-inheritance
  4. https://projects.ncsu.edu/cals/course/gn411/emigh411/extranuclear.pdf
  5. https://www.slideshare.net/keerthanan77/extranuclear-inheritance

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