6.16: Mitokondriyal ve Kloroplast Genlerin Eksportu
Bir ökaryotik hücre üç farklı tipte genetik sisteme sahip olabilir: nükleer, mitokondriyal ve kloroplast. Evrim sırasında, organeller çekirdeğe birçok gen ihraç etmişlerdir; bu transfer bazı bitki türlerinde hala devam etmektedir. Arabidopsis thaliana nükleer genomunun yaklaşık %18'inin kloroplastın siyanobakteriyel atasından ve maya genomunun yaklaşık %75'inin mitokondrinin bakteriyel atasından türetildiği düşünülmektedir. Bu ihracat, organeller genomundaki genin ya da genin boyutuna bakılmaksızın; büyük genler ve bazı durumlarda tüm organeller genomu çekirdeğin içinde bulunmuştur.
Çekirdeğe gen transferi, organelin genetik özerkliğinin kaybı ile birleştirilir. Bununla birlikte, ihraç edilen genler tarafından kodlanan proteinlerin çoğu hala çekirdek tarafından üretilir ve organele geri taşınır. Bu, genlerin nükleer transkripsiyonel ve translasyonel makinelerle uyumlu olacak şekilde değiştirildiği ve bir promotör ve bir sonlandırıcı eklenmesi gibi değişikliklere uğraması mümkündür.Bir hedefleme dizisi de eklenir, böylece ortaya çıkan proteinler belirli organellere teslim edilir. Bu aynı zamanda çekirdeğin bu proteinlerin arzını kontrol etmesini ve organellerin biyogenezini düzenlemesini sağlar. Bazen, bu tür ihraç edilen genler, ebeveynleri dışındaki organeller için yeni işlevler gelişir ve gerçekleştirir. Örneğin, Arabidopsis thaliana içindeki plastid türevli genlerin neredeyse% 50'si, plastid olmayan fonksiyonları gerçekleştirir.
Organizmaların genleri organellerden çekirdeğe neden aktardıklarına dair birkaç teori vardır. Hem mitokondri hem de kloroplastlar, DNA'larında zararlı mutasyonlara neden olabilecek serbest radikaller üretir. Savunmasız organellar genlerin çekirdeğe aktarılması, onları mutasyonlardan korumak için stratejilerden biri olabilir. Muller'in genetik prensibine göre, aseksüel üreme, sonunda türlerin yok olmasına neden olabilecek zararlı mutasyonların birikmesine yol açar. Bununla birlikte, çekirdeğin cinsel genomuna aktarıldıktan sonra, ihraç edilen gen, zararlı mutasyonların birikmesini önlemeye yardımcı olan cinsel rekombinasyona uğrayabilir.
