ما هو الميراث السيتوبلازمي؟ - مادة الاحياء - 2025

و راثة هيولية هو نقل الجينات في الخلية السيتوبلازم التي لا ترتبط الكروموسومات من جوهر. يسمى هذا النوع من الميراث أيضًا الميراث الأجنبي وهو جزء من الأنماط الموروثة المختلفة المعروفة باسم غير المندلية.

اكتشفه عالم النبات وعالم الوراثة الألماني كارل إريك كورينز في بداية القرن العشرين (1908). بينما كان كورينز يعمل مع النبات المعروف باسم Maravilla del Perú أو Clavellina (Mirabilis jalapa) ، لاحظ أن وراثة تلوين أوراق هذا النبات بدت مستقلة عن النمط الظاهري الأبوي.

أنماط الوراثة المندلية وغير المندلية. مأخوذة وتحرير من: Ghadisu.

يبدو أن وراثة هذه السمة ، التي لا تتوافق مع قوانين علم الوراثة المندلية ، تعتمد حصريًا على النمط الجيني للأم ؛ نتيجة لذلك ، اقترح الفرضية القائلة بأن هذه السمات جاءت من عضيات أو عوامل موجودة في سيتوبلازم البويضة.

بعد أكثر من 100 عام من هذا الاكتشاف ، وعلى الرغم من تطور علم الوراثة الجزيئي ، فإن المعرفة حول كيف ولماذا آليات الوراثة خارج الخلية غير مؤكدة جزئيًا والدراسات لتوضيحها نادرة نسبيًا.

الميراث السيتوبلازمي مقابل الميراث المندلي

الميراث المندلي

هذا هو الشكل الأكثر شهرة بين العمليات الوراثية المختلفة. تم اقتراحه من قبل جريجور مندل ، وهو راهب وعالم ولد في هاينزندورف ، الإمبراطورية النمساوية السابقة ، المعروفة حاليًا باسم هينيس (جمهورية التشيك) ​​، في منتصف القرن التاسع عشر (1865-1866) وأعيد اكتشافها في أوائل القرن العشرين.

تم اختبار فرضياته حول الوراثة ونظرياته وعملت كأساس للعديد من النظريات الأخرى. اكتشافاته هي أساس ما يعرف اليوم بعلم الوراثة الكلاسيكي.

يشير الميراث المندلي إلى أن كل والد يوفر واحدًا من أليلين محتملين للتعبير عن سمة ؛ تم العثور على هذه الأليلات في نواة الخلايا التناسلية (المادة الوراثية) ، مما يشير إلى أن الوراثة المندلية ثنائية الوالدين.

عندما يكون التركيب الجيني لكلا الوالدين (النمط الجيني) معروفًا ، تُستخدم قوانين مندل للتنبؤ (لا تنطبق دائمًا) نسبة وتوزيع السمات التي يمكن ملاحظتها (الأنماط الظاهرية). ينطبق الميراث المندلي على معظم الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا.

الوراثة السيتوبلازمية أو خارج الخلية

اكتشف عالم النبات كارل كورينز هذا النوع من الميراث في عام 1906. يعتبر غير مندلي لأن انتقال الجينات لا يشمل النواة ، وهي العضية التي تعتبر في علم الوراثة الكلاسيكية مسؤولة عن احتواء جميع المواد الوراثية الوراثية.

في هذه الحالة ، تحدث الوراثة بسبب بعض العضيات ، مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، التي تحتوي على موادها الجينية والتي يمكن أن تتكاثر داخل الخلية.

في حالة الميتوكوندريا ، والتي يمكن أن تكون موجودة بأعداد قريبة من 10000 لكل خلية أو بويضة أنثوية (مع نسخ متعددة من جينومها) ، يمكنها التكاثر بشكل مستقل عن انقسام الخلايا.

يسمح هذا النوع من التضاعف للميتوكوندريا بأن يكون لها معدلات طفرة أعلى من الحمض النووي النووي ، وتتطور أسرع من الحمض النووي النووي.

أثناء عملية التكاثر ، وبالتحديد في الإخصاب ، يتم استبعاد الميتوكوندريا الموجودة في الخلايا التناسلية الذكرية من البيضة الملقحة (ليس لديها سوى بضع مئات من هذه) ، بينما يتم الحفاظ على تلك الموجودة في البويضة.

وبهذه الطريقة ، لا يتم توريث المادة الوراثية للميتوكوندريا إلا من خلال الأم (الوراثة السيتوبلازمية). من خلال هذا ، من المفهوم أن الميراث خارج الخلية أو السيتوبلازم هو وحيد الأب.

نتيجة لذلك ، يتم الحصول على تعبير نمط ظاهري يصعب تفسيره من وجهة نظر مندلية ، والطفرات التي ليس لها تعبير النمط الظاهري ، وكذلك الأمراض المختلفة.

العضيات

الميتوكوندريا

الميتوكوندريا هي العضيات الأكثر وضوحًا والأكثر شهرة في السيتوبلازم الخلوي للخلايا حقيقية النواة. لديهم وظيفة إنتاج الطاقة للخلية. السمة المثيرة للاهتمام لهذه العضيات هي تلك التي سبق ذكرها من أصلها الأم. في حين أن السمة المميزة الأخرى هي أنها تقدم الحمض النووي الخاص بها.

أجزاء من الميتوكوندريا. مأخوذة وتحرير من Kelvinsong ؛ تم تعديله بواسطة Sowlos.

البلاستيدات الخضراء

كلوروبلاست. بواسطة Gmsotavio ، من ويكيميديا ​​كومنز

البلاستيدات الخضراء هي عضيات مميزة للخلايا والكائنات حقيقية النواة التي تحتوي على الكلوروفيل. وتتمثل مهمتها الرئيسية في إجراء عملية التمثيل الضوئي لإنتاج السكريات.

مثل الميتوكوندريا ، لديهم الحمض النووي الخاص بهم ويمكنهم التكاثر داخل الخلية دون مساعدة انقسام الخلية. وبالمثل ، فإن الميراث يكون من خلال الأم ، أي أثناء التكاثر ، فقط البويضة هي التي توفر البلاستيدات الخضراء.

تطور

النظرية التي اقترحها عالم الأحياء الأمريكي لين مارغوليس في عام 1967 حول التعايش الداخلي ، تشير إلى أصل وتطور الخلايا حقيقية النواة ، من العلاقة طويلة المدى بين الكائنات الحية بدائية النواة والكائنات حقيقية النواة.

وفقًا لمارجوليس ، فإن العضيات مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا هي من أصل بدائية النواة (البكتيريا الزرقاء والبكتيريا البروتينية على التوالي). كائنات أخرى مدمجة ، مبلعمة ، أو مغمورة بالبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا.

بعد دمجها ، لم تهضم السلائف حقيقية النواة أو تعالج هذه بدائيات النوى (البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا) ، والتي بقيت في الخلية المضيفة وبعد ملايين السنين من التطور ، أصبحت عضيات الخلية حقيقية النواة.

من بين الحقائق التي تعطي وزناً لهذه النظرية الخصائص المميزة المذكورة أعلاه والتي تمتلك هذه العضيات الحمض النووي الخاص بها ، ويمكنها التكاثر بشكل مستقل داخل الخلية وبدون مساعدتها.

ومن الجدير بالذكر أن الباحثين يؤكدون أن التعايش الداخلي ، ووجود الحمض النووي في هذه الأعضاء ، وارتفاع معدل التكاثر والطفرة للبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا ، وكذلك الوراثة السيتوبلازمية ، هي السلائف والمسؤولة عن القفزة الكبيرة في التعقيد. وتطور الحياة.

أشكال أخرى من الميراث غير المندلي

تحويل الجينات

من الشائع ملاحظتها أثناء العبور بين الفطر. يحدث عندما يحل تسلسل الجينات محل تسلسل متماثل آخر. أثناء الانقسام الانتصافي ، عندما يكون هناك إعادة تركيب متماثل للمواقع غير المتجانسة ، يحدث عدم تطابق بين القواعد.

في محاولة لتصحيح هذا عدم التطابق ، تتسبب الخلية في أن يحل أليل واحد محل الآخر مما يتسبب في وراثة غير مندلية تسمى التحويل الجيني.

الوراثة المعدية

تشارك الفيروسات في هذا النوع من الميراث. تصيب هذه العوامل المعدية الخلية المضيفة وتبقى في السيتوبلازم ، وتدخل جينومها في جينوم المضيف.

البصمة الجينومية

يحدث هذا النوع من الوراثة غير المندلية عندما تشارك مركبات الألكين المشتقة من الميثان والهيستونات في جزيء الحمض النووي عن طريق المثيلة ، كل هذا دون أي نوع من التعديل في التسلسل الجيني.

سيبقى هذا الدمج في الخلايا التناسلية للذكور والإناث من الأسلاف وسيتم الحفاظ عليه من خلال انقسامات الخلايا الانقسامية في خلايا الجسم للكائنات الحية المتحدرة.

العمليات الأخرى للوراثة غير المندلية هي الفسيفساء واضطراب تكرار ثلاثي النوكليوتيدات.

المراجع

1. الوراثة خارج النواة - الوراثة غير المندلية للجينات العضية. تعافى من medicine.jrank.org.
2. الميراث غير المندلي. ويكيبيديا. تعافى من en.wikipedia.org.
3. وراثة الميتوكوندريا. Encyclopedia.com. تعافى من encyclopedia.com.
4. جي إتش بيل (1966). دور السيتوبلازم في الوراثة. وقائع الجمعية الملكية ب.
5. الميراث خارج النواة. ويكيبيديا. تعافى من en.wikipedia.org.
6. تحويل الجينات. تعافى من en.wikipedia.org.
7. البصمة الجينومية. تعافى من en.wikipedia.org.