핵외 유전

Extranuclear inheritance

핵외 유전 또는 세포질 유전은 핵 밖에서 일어나는 유전자의 전달이다.그것은 대부분의 진핵생물에서 발견되고 일반적으로 미토콘드리아와 엽록체와 같은 세포질 기관이나 바이러스나 [1][2][3]박테리아와 같은 세포 기생충에서 발생하는 것으로 알려져 있다.

오르가넬류

미토콘드리아는 그들만의 DNA를 가지고 있다.그것들은 엄마에 의해 난자의 세포질을 통해 자녀들에게 유전된다.

미토콘드리아는 세포호흡의 결과로 에너지를 변환하는 기능을 하는 세포소기관이다.엽록체는 식물과 조류에서 광합성을 통해 당을 생산하는 기능을 하는 세포소기관이다.미토콘드리아와 엽록체에 위치한 유전자는 적절한 세포 기능을 위해 매우 중요하다.미토콘드리아 DNA와 다른 종류의 핵외 DNA는 세포 분열 전에 한 번만 복제되는 염색체에 전형적으로 배열된 핵외 DNA와는 독립적으로 복제된다.그러나 미토콘드리아와 엽록체의 핵외 게놈은 세포 분열과는 독립적으로 복제된다.세포 수명 동안 변화하는 세포의 증가하는 에너지 요구에 반응하여 복제됩니다.이들은 독립적으로 복제하기 때문에 재조합이 일반적인 핵 게놈과 달리 자손에게서 게놈 재조합은 거의 발견되지 않는다.

Egg cell fertilization - Zygote.png

미토콘드리아 질병은 아버지로부터가 아니라 어머니로부터 유전된다.미토콘드리아 DNA를 가진 미토콘드리아는 정자에 의해 수정되기 전에 난자에 이미 존재한다.많은 수정의 경우, 정자의 머리는 난자 세포로 들어가고, 중간 부분과 미토콘드리아는 남겨집니다.정자의 미토콘드리아 DNA는 종종 접합자 밖에 남아 유전에서 제외된다.

기생충

바이러스 게놈과 공생세균의 핵외 전파도 가능하다.바이러스 유전체 전달의 한 예는 신생아 주변 전염이다.산모에서 태아까지 생후 약 1개월 전에 시작해서 끝나는 신생아 주기에 발생합니다.이 시간 동안 바이러스 물질은 혈류 또는 모유에서 엄마에서 아이로 전달될 수 있습니다.이것은 HIV 또는 C형 간염 바이러스를 [2][3]가진 산모들에게 특히 우려되는 사항이다.공생 세포질 박테리아는 곤충이나 [4]원생동물과 같은 유기체에서도 유전된다.

종류들

핵외 유전에는 세 가지 일반적인 유형이 있다.

  • 식물성 분리는 세포질 조직의 무작위 복제와 분할에서 비롯된다.그것은 유사분열 세포 분열 동안 엽록체와 미토콘드리아와 함께 발생하며 모세포의 소기관들의 무작위 샘플을 포함하는 딸세포를 낳는다.식물성 분리의 예로는 무성 복제 [5]효모세포의 미토콘드리아가 있다.
  • 단핵 유전은 부모 중 한 명만이 자손에게 성간 DNA를 제공할 때 핵외 유전자에서 발생한다.단부모 유전자 전달의 전형적인 예는 인간 미토콘드리아의 모성 유전이다.엄마의 미토콘드리아는 수정 시 난자를 통해 자손에게 전염된다.아버지의 미토콘드리아 유전자는 정자를 통해 자손에게 전달되지 않는다.인간의 부성 미토콘드리아 유전은 매우 드문 경우로 보고되었으며,[6] 이 경우 아버지의 미토콘드리아 유전체가 자손에게서 발견된다.엽록체 유전자는 또한 성 생식 중에 단부모로 유전될 수 있다.그들은 역사적으로 모계 유전으로 생각되지만, 많은 종에서 부계 유전은 점점 더 확인되고 있다.종마다 단부모 유전의 메커니즘은 매우 다르고 매우 복잡하다.예를 들어, 엽록체는 같은 종 [7][8]내에서도 모성, 부성, 양친모양태를 보이는 것으로 밝혀졌다.
  • 양친 유전은 양쪽 부모가 자손에게 성간 DNA를 제공할 때 핵외 유전자에서 발생한다.이것은 단부모핵외 유전보다 덜 흔할 수 있으며, 일반적으로 허용되는 종에서 아주 적은 시간 동안만 발생한다.양친 미토콘드리아 유전의 예는 효모 사카로미세스 세레비시아에 있다.서로 반대되는 짝짓기 유형의 두 반수체 세포가 융합할 때, 그들은 둘 다 결과적인 이배체 [1][5]자손에게 미토콘드리아를 기여할 수 있다.

돌연변이 미토콘드리아

포키는 핵외 유전균인 뉴로스포라 크라사의 돌연변이이다.포키는 느린 성장, 미토콘드리아 리보솜 조립의 결함, 그리고 몇몇 세포크롬의 [9]결핍으로 특징지어진다.포키 돌연변이에 대한 연구는 특정 유전자형을 유전하기 위한 핵외 미토콘드리아 기반을 확립한 최초의 연구 중 하나였다.처음에 유전자 십자가를 사용하여 포키가 모계 [10]유전이라는 것이 밝혀졌다.그 후, 포키 돌연변이의 1차 결손은 미토콘드리아 [11]리보솜 RNA의 작은 서브유닛을 코드하는 미토콘드리아 DNA 배열 결손이라고 판정되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b C. W. Birky, Jr. (1994). "Relaxed and stringent genomes: why cytoplasmic genes don't obey Mendel's laws". Journal of Heredity. 85 (5): 355–366. doi:10.1093/oxfordjournals.jhered.a111480.
  2. ^ a b Sangeeta Jain; Nima Goharkhay; George Saade; Gary D. Hankins; Garland D. Anderson (2007). "Hepatitis C in pregnancy". American Journal of Perinatology. 24 (4): 251–256. doi:10.1055/s-2007-970181. PMID 17447189.
  3. ^ a b Patrick Duff (1996). "HIV infection in women". Primary Care Update for OB/GYNS. 3 (2): 45–49. doi:10.1016/S1068-607X(95)00062-N.
  4. ^ Jan Sapp (2004). "The dynamics of symbiosis: an historical overview". Canadian Journal of Botany. 82 (8): 1046–1056. doi:10.1139/b04-055.
  5. ^ a b C. William Birky, Jr.; Robert L. Strausberg; Jean L. Forster; Philip S. Perlman (1978). "Vegetative segregation of mitochondria in yeast: estimating parameters using a random model". Molecular and General Genetics. 158 (3): 251–261. doi:10.1007/BF00267196. S2CID 24730742.
  6. ^ Marianne Schwartz; John Vissing (2003). "New patterns of inheritance in mitochondrial disease". Biochemical and Biophysical Research Communications. 310 (2): 247–251. doi:10.1016/j.bbrc.2003.09.037. PMID 14521902.
  7. ^ C. W. Birky, Jr. (1995). "Uniparental inheritance of mitochondrial and chloroplast genes: mechanisms and evolution". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 92 (25): 11331–11338. Bibcode:1995PNAS...9211331B. doi:10.1073/pnas.92.25.11331. PMC 40394. PMID 8524780.
  8. ^ A. Katie Hansen; Linda K. Escobar; Lawrence E. Gilbert; Robert K. Jansen (2007). "Paternal, maternal, and biparental inheritance of the chloroplast genome in Passiflora (Passifloraceae): implications for phylogenic studies". American Journal of Botany. 94 (1): 42–46. doi:10.3732/ajb.94.1.42. PMID 21642206.
  9. ^ Lambowitz AM, Bonner WD (May 1974). "The mitochondrial beta-cytochromes of the wild type and poky strains of Neurospora crassa. Evidence for a component reduced only by dithionite". J. Biol. Chem. 249 (9): 2886–90. doi:10.1016/S0021-9258(19)42713-0. PMID 4275176.
  10. ^ Mitchell MB, Mitchell HK (May 1952). "A Case of "Maternal" Inheritance in Neurospora Crassa". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 38 (5): 442–9. Bibcode:1952PNAS...38..442M. doi:10.1073/pnas.38.5.442. PMC 1063583. PMID 16589122.
  11. ^ Akins RA, Lambowitz AM (June 1984). "The [poky] mutant of Neurospora contains a 4-base-pair deletion at the 5' end of the mitochondrial small rRNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81 (12): 3791–5. Bibcode:1984PNAS...81.3791A. doi:10.1073/pnas.81.12.3791. PMC 345306. PMID 6233613.

외부 링크