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12.12: Herencia no nuclear
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Non-nuclear Inheritance
 
TRANSCRIPCIÓN

12.12: Non-nuclear Inheritance

12.12: Herencia no nuclear

Most DNA resides in the nucleus of a cell. However, some organelles in the cell cytoplasm⁠—such as chloroplasts and mitochondria⁠—also have their own DNA. These organelles replicate their DNA independently of the nuclear DNA of the cell in which they reside. Non-nuclear inheritance describes the inheritance of genes from structures other than the nucleus.

Mitochondria are present in both plants and animal cells. They are regarded as the “powerhouses” of eukaryotic cells because they break down glucose to form energy that fuels cellular activity. Mitochondrial DNA consists of about 37 genes, and many of them contribute to this process, called oxidative phosphorylation.

Chloroplasts are found in plants and algae and are the sites of photosynthesis. Photosynthesis allows these organisms to produce glucose from sunlight. Chloroplast DNA consists of about 100 genes, many of which are involved in photosynthesis.

Unlike chromosomal DNA in the nucleus, chloroplast and mitochondrial DNA do not abide by the Mendelian assumption that half an organism’s genetic material comes from each parent. This is because sperm cells do not generally contribute mitochondrial or chloroplast DNA to zygotes during fertilization.

While a sperm cell primarily contributes one haploid set of nuclear chromosomes to the zygote, an egg cell contributes its organelles in addition to its nuclear chromosomes. Zygotes (and chloroplasts in plant cells) typically receive mitochondria and chloroplasts solely from the egg cell; this is called maternal inheritance. Maternal inheritance is a type of non-nuclear, or extranuclear, inheritance.

Why do mitochondria and chloroplasts have their own DNA? The prevailing explanation is the endosymbiotic theory. The endosymbiotic theory states that mitochondria and chloroplasts were once independent prokaryotes. At some point, they joined host eukaryotic cells and entered a symbiotic relationship—one that benefits both parties.

La mayoría del ADN reside en el núcleo de una célula. Sin embargo, algunos orgánulos en el citoplasma celular, como los cloroplastos y las mitocondrias, también tienen su propio ADN. Estos orgánulos replican su ADN independientemente del ADN nuclear de la célula en la que residen. La herencia no nuclear describe la herencia de genes de estructuras distintas del núcleo.

Las mitocondrias están presentes tanto en plantas como en células animales. Son considerados como las "potencias" de las células eucariotas porque descomponen la glucosa para formar energía que alimenta la actividad celular. El ADN mitocondrial consiste en unos 37 genes, y muchos de ellos contribuyen a este proceso, llamado fosforilación oxidativa.

Los cloroplastos se encuentran en plantas y algas y son los sitios de la fotosíntesis. La fotosíntesis permite a estos organismos producir glucosa a partir de la luz solar. El ADN de cloroplasto consta de unos 100 genes, muchos de los cuales están involucrados en la fotosíntesis.

A diferencia del ADN cromosómico en el núcleo, el cloroplasto y el ADN mitocondrial no se atenúan de la suposición mendeliana de que la mitad del material genético de un organismo proviene de cada padre. Esto se debe a que las células espermáticas generalmente no contribuyen con ADN mitocondrial o cloroplasto a los cigotos durante la fertilización.

Mientras que una célula espermática contribuye principalmente a un conjunto haploide de cromosomas nucleares al cigoto, una célula de huevo contribuye con sus orgánulos además de sus cromosomas nucleares. Los cigotos (y los cloroplastos en las células vegetales) suelen recibir mitocondrias y cloroplastos únicamente de la célula de huevo; esto se llama herencia materna. La herencia materna es un tipo de herencia no nuclear o extranuclear.

¿Por qué las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN? La explicación predominante es la teoría endosimbiótica. La teoría endosimbiótica afirma que las mitocondrias y los cloroplastos fueron una vez prokaryotes independientes. En algún momento, se unieron a células eucariotas anfitrionas y entraron en una relación simbiótica, una que beneficia a ambas partes.


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