Внеядерная передача генов, которая происходит в митохондриях и пластидах, называется цитоплазматической наследственностью, или нехромосомной. В этом случае переход признаков родительных клеток не связан с законом Менделя. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) расположена за пределами хромосом. Это может происходить у растения, животного и человека.
Открытие явления
Понятие внеядерного наследования было выведено в 1909 году Карлом Корренсом и Эрвином Бауэром. Им первым удалось кратко охарактеризовать генетические детерминанты на примере растений. Из-за этого они считаются первооткрывателями пластидной наследственности.
Митохондриальную открыли почти на полвека раньше. Затем Борис Эфрусси в 1949 году описал такое явление, как «мелкая колония» в биологии. Этот признак обусловил, сколько мутантных и бактериальных клеток не способны участвовать в процессе дыхания.
Но более тщательно цитоплазматическую наследственность начали изучать только в 60-х годах прошлого века.
Рут Сагер не обращал внимания на насмешки коллег. В итоге ему удалось создать карту, на которой были отображены гены одноклеточной водоросли — хлоропласта хламидомонады.
Водоросль и дрожжи были основными объектами исследований в этом направлении. Через некоторое время к ним добавились мыши, люди и несколько видов высших растений.
Объяснение процесса и его виды
Не только у ядра есть своя ДНК. Она также присутствует в некоторых органоидах клеток. Среди них:
- Митохондрия. Здесь ДНК находится в двумембранных органеллах как животных, так и растительных клеток. Они выполняют функцию клеточного дыхания.
- Пластид. Это мембранный органоид, отвечающих за процесс фотосинтеза. Присутствует только в клетках растений.
Пластиды и митохондрии способны самостоятельно воспроизводиться. Если структурная часть теряет эти органеллы, она не может сама их восстановить.
Когда в ядре есть ДНК, деление продолжается, но в дочерние клетки пластиды и митохондрии не попадают.
Существует 2 различных вида наследования, которые соответствуют органеллам:
- митохондриальное;
- пластидное.
Наследование у животных вне клетки может происходить только по материнской линии. Это связано с тем, что в яйцеклетках содержится много цитоплазмы с митохондриями. Отец передаётся лишь генетический материал, находящийся непосредственно в ядре.
Митохондрии находятся на жгутике сперматозоида. После оплодотворения начинается его растворение. Иногда передаются и пластиды от отца.
Наследственность путём передачи пластидов уже хорошо изучили благодаря опытам на ночной красавице. Если на каком-нибудь месте листка они отсутствуют или повреждены, окрас станет пятнистым. Но после скрещивания нормального растения с пятнистым потомством становится зелёным.
В митохондриях человека может быть от 5 до 10 кольцевидных ДНК. Во время деления её копии хаотично переходят к детям. Повреждённые места являются причиной различных болезней, которые зачастую передаются от матери. Мутации в ядерной ДНК можно встретить гораздо реже, чем в митохондриальной.
Отдельные белки кодируются при помощи ядерной дезоксирибонуклеиновой кислоты, другие — через митохондриальную. Из-за этого нехромосомный и хромосомный тип наследования сильно между собой связаны, поэтому происходят сложные случаи, когда часть ДНК передаётся потомству от матери, а остальной код — по законам Менделя.
Роль органоидов цитоплазмы
Рибосомы, митохондрии, пластиды и центриоли находятся в цитоплазме клетки. Существуют определённые трудности при их изучении. Среди них можно выделить такие:
- Тяжело определить морфологическую индивидуальность.
- Нет маркеров по типу хромосом или ген.
Отдельные органоиды в процессе наследования выполняют различную роль. Всё зависит от возможности беспрепятственного комбинирования и их распределения во время разделения клеток.
У высших растений центриоль отсутствует, но она есть у низших типов и в клетках животных. Этот органоид имеет ДНК, может выполнять деление в профазе мейоза и митоза. Центриоль способна репродуцироваться. Она имеет непосредственное отношение к появлению аппарата раздела, но как происходит передача информации, учёным ещё не известно.
