Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

12.12: Niet-nucleaire Erfelijkheid
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Non-nuclear Inheritance
 
TRANSCRIPT

12.12: Non-nuclear Inheritance

12.12: Niet-nucleaire Erfelijkheid

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.

Het meeste DNA zit in de kern van een cel. Sommige organellen in het celcytoplasma - zoals chloroplasten en mitochondria - hebben echter ook hun eigen DNA. Deze organellen repliceren hun DNA onafhankelijk van het nucleaire DNA van de cel waarin ze zich bevinden. Niet-nucleaire overerving beschrijft de overerving van genen van andere structuren dan de kern.

Mitochondriën zijn aanwezig in zowel planten- als dierlijke cellen. Ze worden beschouwd als de 'krachtpatsers' van eukaryote cellen omdat ze glucose afbreken om energie te vormen die de cellulaire activiteit voedt. Mitochondriaal DNA bestaat uit ongeveer 37 genen, en veel van hen dragen bij aan dit proces, oxidatieve fosforylering genaamd.

Chloroplasten worden aangetroffen in planten en algen en zijn de locaties van fotosynthese. Door fotosynthese kunnen deze organismen glucose uit zonlicht produceren. Chloroplast-DNA bestaat uit ongeveer 100 genen, waarvan er vele betrokken zijn bij fotosynthese.

In tegenstelling tot chromosomaal DNA inde kern, de chloroplast en het mitochondriaal DNA houden zich niet aan de Mendeliaanse aanname dat de helft van het genetisch materiaal van een organisme van elke ouder komt. Dit komt omdat spermacellen over het algemeen geen mitochondriaal of chloroplast-DNA bijdragen aan zygoten tijdens de bevruchting.

Terwijl een zaadcel in de eerste plaats een haploïde set van nucleaire chromosomen bijdraagt aan de zygoot, draagt een eicel naast zijn nucleaire chromosomen ook zijn organellen bij. Zygoten (en chloroplasten in plantencellen) ontvangen mitochondriën en chloroplasten doorgaans uitsluitend uit de eicel; dit wordt moedervererving genoemd. Maternale overerving is een soort niet-nucleaire of extranucleaire overerving.

Waarom hebben mitochondriën en chloroplasten hun eigen DNA? De heersende verklaring is de endosymbiotische theorie. De endosymbiotische theorie stelt dat mitochondriën en chloroplasten ooit onafhankelijke prokaryoten waren. Op een gegeven moment sloten ze zich aan bij eukaryote gastheercellen en gingen een symbiotische relatie aanip - een die beide partijen ten goede komt.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter