Apa itu pewarisan sitoplasma?

Apa itu pewarisan sitoplasma?

warisan sitoplasma adalah transfer gen hadir dalam sel sitoplasma yang tidak terkait dengan kromosom dari inti. Jenis pewarisan ini juga disebut pewarisan asing dan merupakan bagian dari pola pewarisan berbeda yang dikenal sebagai non-Mendel.

Ditemukan oleh ahli botani dan genetika Jerman Carl Erich Correns pada awal abad ke-20 (1908). Sementara Correns bekerja dengan tanaman yang dikenal sebagai Maravilla del Per atau Clavellina ( Mirabilis jalapa ), ia mengamati bahwa pewarisan warna daun tanaman ini tampaknya tidak tergantung pada fenotipe paternal.

Pola pewarisan Mendel dan non-Mendel. Diambil dan diedit dari: Ghadisu [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Warisan sifat ini, yang tidak sesuai dengan hukum genetika Mendel , tampaknya hanya bergantung pada genotipe ibu; Akibatnya, ia mengajukan hipotesis bahwa sifat-sifat ini berasal dari organel atau agen yang ada di sitoplasma bakal biji.

Setelah lebih dari 100 tahun penemuan ini, dan terlepas dari perkembangan genetika molekuler, pengetahuan tentang bagaimana dan mengapa mekanisme pewarisan ekstraseluler sebagian tidak pasti dan studi untuk memperjelasnya relatif langka.

Indeks artikel

Warisan sitoplasma vs pewarisan Mendel

Warisan Mendel

Ini adalah bentuk yang paling terkenal di antara berbagai proses herediter. Ini diusulkan oleh Gregor Mendel , seorang biarawan dan ilmuwan yang lahir di Heinzendorf, bekas Kekaisaran Austria, yang saat ini dikenal sebagai HynĨice (Republik Ceko), pada pertengahan abad ke-19 (1865-1866) dan ditemukan kembali pada awal abad ke-20.

Hipotesisnya tentang hereditas dan teorinya diuji dan menjadi dasar bagi banyak teori lainnya. Penemuannya adalah dasar dari apa yang sekarang dikenal sebagai genetika klasik.

Pewarisan Mendelian menunjukkan bahwa setiap orang tua menyediakan satu dari dua kemungkinan alel untuk suatu sifat yang akan diekspresikan; Alel ini ditemukan dalam inti sel reproduksi (materi genetik), menunjukkan bahwa pewarisan Mendel adalah biparental.

Ketika susunan genetik kedua orang tua (genotipe) diketahui, hukum Mendel digunakan untuk memprediksi (tidak selalu berlaku) proporsi dan distribusi sifat yang dapat diamati (fenotipe). Warisan Mendelian berlaku untuk sebagian besar organisme yang bereproduksi secara seksual .

Warisan sitoplasma atau ekstraseluler

Jenis warisan ini ditemukan pada tahun 1906 oleh ahli botani Carl Correns. Ini dianggap non-Mendel karena transmisi gen tidak melibatkan nukleus, yang merupakan organel yang dianggap dalam genetika klasik bertanggung jawab untuk mengandung semua materi genetik herediter.

Dalam hal ini, pewarisan terjadi karena organel tertentu, seperti mitokondria dan kloroplas , yang mengandung materi genetiknya sendiri dan dapat berkembang biak di dalam sel.

Dalam kasus mitokondria, yang dapat hadir dalam jumlah mendekati 10.000 per sel betina atau ovula (dengan banyak salinan genom mereka), mereka dapat bereplikasi secara independen dari pembelahan sel.

Jenis replikasi ini memungkinkan mitokondria memiliki tingkat mutasi yang lebih tinggi daripada DNA inti, berkembang lebih cepat dari itu.

Selama proses reproduksi, khususnya dalam pembuahan, mitokondria yang ada dalam sel reproduksi pria dikeluarkan dari zigot (mereka hanya memiliki beberapa ratus di antaranya), sedangkan ovula dipertahankan.

Dengan cara ini, materi genetik mitokondria hanya diwariskan melalui ibu (pewarisan sitoplasma). Dipahami dengan ini bahwa pewarisan ekstraseluler atau sitoplasma adalah uniparental.

Akibatnya, diperoleh ekspresi fenotipik yang sulit dijelaskan dari sudut pandang Mendel, mutasi yang tidak memiliki ekspresi fenotipik, serta patologi yang berbeda.

organel

Mitokondria

Mitokondria adalah organel yang paling jelas dan menonjol dalam sitoplasma seluler sel eukariotik . Mereka memiliki fungsi menghasilkan energi untuk sel. Karakteristik yang menarik dari organel ini adalah yang telah disebutkan dari asal ibu mereka. Sedangkan ciri khas lainnya adalah mereka menyajikan DNA mereka sendiri .

Bagian-bagian mitokondria. Diambil dan diedit dari Kelvinsong; dimodifikasi oleh Sowlos [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Kloroplas

Kloroplas. Oleh Gmsotavio [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) atau GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], dari Wikimedia Commons

Kloroplas adalah organel khas sel eukariotik dan organisme yang mengandung klorofil. Fungsi utamanya adalah untuk melakukan fotosintesis , untuk menghasilkan gula.

Seperti mitokondria, mereka memiliki DNA sendiri dan dapat berkembang biak di dalam sel tanpa bantuan pembelahan sel. Demikian juga, pewarisannya adalah melalui ibu, yaitu selama reproduksi, hanya oosel yang menyediakan kloroplas.

Evolusi

Teori yang diajukan pada tahun 1967 oleh ahli biologi Amerika Lynn Margulis tentang endosimbiosis, menunjukkan asal usul dan evolusi sel eukariotik, dari hubungan endosimbiotik jangka panjang antara organisme prokariotik dan nenek moyang eukariotik.

Menurut Margulis, organel seperti kloroplas dan mitokondria berasal dari prokariotik (masing-masing cyanobacteria dan proteobacteria). Organisme lain menggabungkan, menelan, atau menelan kloroplas dan mitokondria.

Setelah menggabungkan mereka, prekursor eukariotik tidak mencerna atau memproses prokariota ini (kloroplas dan mitokondria), yang tetap berada di sel inang dan setelah jutaan tahun evolusi, mereka menjadi organel sel eukariotik .

Di antara fakta yang memberi bobot pada teori ini adalah kekhasan yang disebutkan di atas bahwa organel-organel ini memiliki DNA sendiri, dan bahwa mereka dapat mereplikasi secara independen di dalam sel dan tanpa bantuannya.

Patut disebutkan bahwa para peneliti mempertahankan bahwa endosimbiosis, keberadaan DNA di organ-organ ini, tingkat replikasi dan mutasi kloroplas dan mitokondria yang tinggi, serta pewarisan sitoplasma, adalah prekursor dan bertanggung jawab atas lompatan besar dalam kompleksitas. evolusi kehidupan.

Bentuk lain dari warisan non-Mendel

Konversi gen

Adalah umum untuk mengamati selama persilangan antara jamur. Itu terjadi ketika urutan gen menggantikan urutan homolog lainnya. Selama pembelahan meiosis, ketika ada rekombinasi homolog dari situs heterozigot, ketidakcocokan terjadi antara basa.

Dalam mencoba untuk memperbaiki ketidakcocokan ini, sel membuat satu alel menggantikan yang lain menyebabkan pewarisan non-Mendel yang disebut konversi gen.

Warisan menular

Virus berpartisipasi dalam pewarisan jenis ini. Agen infeksius ini menginfeksi sel inang dan tetap berada di sitoplasma, memasukkan genom mereka ke dalam genom inang.

Pencetakan genom

Jenis pewarisan non-Mendel ini terjadi ketika senyawa alkuna yang berasal dari metana dan histon terlibat dalam molekul DNA melalui metilasi, semua ini tanpa modifikasi apa pun dalam urutan genetik.

Penggabungan ini akan tetap dalam sel reproduksi pria dan wanita dari orang tua dan akan dipertahankan melalui pembelahan sel mitosis dalam sel-sel tubuh organisme keturunan.

Proses pewarisan non-Mendel lainnya adalah mosaikisme dan gangguan berulang trinukleotida.

Referensi

  1. Warisan Ekstranuklear – Warisan Gen Organel Non-mendel. Dipulihkan dari medicine.jrank.org.
  2. Warisan non-Mendel. Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  3. Warisan Mitokondria. Ensiklopedia.com. Dipulihkan dari encyclopedia.com.
  4. GH Beale (1966). Peran sitoplasma dalam keturunan. Prosiding Royal Society B.
  5. Warisan ekstranuklear. Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  6. Konversi gen. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  7. Pencetakan genom. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.