Back to chapter

12.17:

НСядСрныС Π½Π°ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Non-nuclear Inheritance

Languages

Share

Π’ эукариотичСской ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ΅, митохондрия ΠΈ пластиды, катСгория ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π» Ρ€Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ хлоропласты, ΡΠ°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅ ΠΈ Ρƒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… Π΅ΡΡ‚ΡŒ свой Π½Π°Π±ΠΎΡ€ Π³Π΅Π½ΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ направляСт ΠΈΡ… воспроизвСдСниС ΠΈ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ. ΠœΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ ΠΈ пластидная Π”ΠΠš ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ…, ΠΊΡ€ΡƒΠ³Π»Ρ‹Ρ… ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» Π”ΠΠš ΠΈ называСтся нСядСрной ΠΈΠ»ΠΈ цитоплазматичСской Π”ΠΠš. КаТдая ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Π° нСсёт ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ΄Π΅Π½Ρ‚ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΉ Π΅Ρ‘ Π”ΠΠš, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ядра, Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π΄Π²Π΅ ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ хромосомы.Π”Π°Π»Π΅Π΅, Π²ΠΎ врСмя дСлСния ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Ρ‹ случайным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ сСгрСгированы Π² Π½ΠΎΠ²ΡƒΡŽ Π΄ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π½ΡŽΡŽ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΡƒ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, нСядСрная Π”ΠΠš, которая пСрСдаётся дальшС Π½Π΅ соотвСтствуСт Π·Π°Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ схСмС. ΠŸΡ€ΠΈ воспроизвСдСнии Ρƒ ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π° растСний, Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ° Π² Π·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π΅ происходит ΠΈΠ· яйца. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ±Π° родитСля вносят Π²ΠΊΠ»Π°Π΄ Π½Π° Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… для ядСрной Π”ΠΠš, Π½Π΅-ядСрная Π”ΠΠš пСрСдаётся Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈ.Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Ρ‡Π΅Ρ€Ρ‚Ρ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½Π° вСщСств Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΠΌΡƒΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΉ Π² ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΡΠ»Π΅ΠΆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎ матСринской Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ физичСскиС характСристики Π² растСниях, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ†Π²Π΅Ρ‚ Π»ΠΈΡΡ‚ΡŒΠ΅Π², контролируСтся нСядСрными Π³Π΅Π½Π°ΠΌΠΈ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ родитСля.

12.17:

НСядСрныС Π½Π°ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ

Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠ°Ρ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ Π”ΠΠš находится Π² ядрС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Однако Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Ρ‹ Π² Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ хлоропласты ΠΈ ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π”ΠΠš. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Ρ‹ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΡ†ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ свою Π”ΠΠš нСзависимо ΠΎΡ‚ ядСрной Π”ΠΠš ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ½ΠΈ находятся. НСядСрноС наслСдованиС описываСт наслСдованиС Π³Π΅Π½ΠΎΠ² ΠΎΡ‚ структур, ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΎΡ‚ ядра.

ΠœΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… растСний, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π² ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Ρ…. Они ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ «элСктростанциями». эукариотичСских ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Ρ€Π°ΡΡ‰Π΅ΠΏΠ»ΡΡŽΡ‚ Π³Π»ΡŽΠΊΠΎΠ·Ρƒ с ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ энСргии, которая ΠΏΠΈΡ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. ΠœΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π”ΠΠš состоит ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ ΠΈΠ· 37 Π³Π΅Π½ΠΎΠ², ΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² этом процСссС, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΌ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ фосфорилированиСм.

Π₯лоропласты содСрТатся Π² растСниях ΠΈ водорослях ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ участками фотосинтСза. ЀотосинтСз позволяСт этим ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°ΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Π³Π»ΡŽΠΊΠΎΠ·Ρƒ ΠΈΠ· солнСчного свСта. Π”ΠΠš хлоропластов состоит ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ ΠΈΠ· 100 Π³Π΅Π½ΠΎΠ², ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² фотосинтСзС.

Π’ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ хромосомной Π”ΠΠš Π² ядрС, хлоропластная ΠΈ ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π”ΠΠš Π½Π΅ ΠΏΠΎΠ΄Ρ‡ΠΈΠ½ΡΡŽΡ‚ΡΡ мСндСлСвскому ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π° гСнСтичСского ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ° происходит ΠΎΡ‚ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ. Π­Ρ‚ΠΎ связано с Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ спСрматозоиды ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π½Π΅ вносят Π”ΠΠš ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΉ ΠΈΠ»ΠΈ хлоропластов Π² Π·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Ρ‹ Π²ΠΎ врСмя оплодотворСния.

Π’ Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ спСрматозоид Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΡƒΡŽ ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ вносит ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π³Π°ΠΏΠ»ΠΎΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π°Π±ΠΎΡ€ ядСрных хромосом Π² Π·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Ρƒ, яйцСклСтка вносит свои ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Ρ‹ Π² Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊ своим ядСрным хромосомам. Π—ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Ρ‹ (ΠΈ хлоропласты Π² Ρ€Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ…) ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ ΠΈ хлоропласты ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠ· яйцСклСтки; это называСтся матСринской Π½Π°ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ½ΡΠΊΠΎΠ΅ наслСдованиС – это Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠ²ΠΈΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ нСядСрного ΠΈΠ»ΠΈ экстраядСрного наслСдования.

ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ ΠΈ хлоропласты ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π”ΠΠš? НаиболСС популярноС объяснСниС – эндосимбиотичСская тСория. ЭндосимбиотичСская тСория ΡƒΡ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ ΠΈ хлоропласты ΠΊΠΎΠ³Π΄Π°-Ρ‚ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΈ нСзависимыми ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Π°ΠΌΠΈ. Π’ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ-Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΠ»ΠΈΡΡŒ ΠΊ эукариотичСским ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌ-хозяСвам ΠΈ вступили Π² симбиотичСскиС ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ приносят ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·Ρƒ ΠΎΠ±Π΅ΠΈΠΌ сторонам.

Suggested Reading

Miko, I. "Non-nuclear genes and their inheritance." Nature Education 1, no. 1 (2008). [Source]

Patananan, Alexander N., Ting-Hsiang Wu, Pei-Yu Chiou, and Michael A. Teitell. 2016. “Modifying the Mitochondrial Genome.” Cell Metabolism 23 (5): 785–96. [Source]