A sejtmagon kívüli genom

A sejtmagon kívüli genom állati sejtekben a mitokondriumokban található

A sejtmagon kívüli genom növényi sejtekben a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban található

A csodatölcsér tarka mintázata nem mendeli öröklődést mutat. (C. Correns 1909)

A reciprok keresztezések eredményei különböznek, mindig az anyai tulajdonság öröklődik, de nem nemhez kötött öröklődési mintázatban.

Az anyai öröklődés magyarázata:

- A levélszínt a kloroplaszt színe adja.- A pollen genotípusa nem számít. - A kloroplaszt a petesejt citoplazmájával öröklődik.

A kloroplaszt színe csak úgy lehet független a sejtmag génjeitől ha saját örökítőanyaggal rendelkezik.

A variegáló levelek sejtjeiben fehér és zöld színű kloroplasztiszok keverednek.

De hogyan válik egy sejtcsoport tiszta fehérré?

A citoplazmatikus szegregáció a kromoszóma szegregációtólfüggetlenül történik a sejt (nem a sejtmag) kettéosztódása során.

A citoplazmatikus szegregáció

A véletlenszerű citoplazmatikus szétválás pusztán statisztikai alapon már néhány sejtosztódás után csak fehér vagy csak zöld plasztiszokat tartalmazó sejteket eredményezhet.

Az anyai öröklődés sejtszintű magyarázata

Véletlenszerűkloroplaszt szegregáció

A mitokondriumok valóban osztódással szaporodnak.

Radioaktívan jelölt mitokondrium membránok osztódás után is radioaktívak maradnak, de a jelölés fokozatosan kihígul. Nem jelölt (újonnan szintetizált)mitokondriumok soha nem jelennek meg.

Az élesztő és az ember mitokondriális genomja

Az ember mt. DNS-e kisebb, és az élesztővel ellentétben csupán kódoló szekvenciákat tartalmaz intronok és szabályozó szaka-

szok nélkül. Emberben mindkét szál kódoló. (Az élesztő nukleális

genomjában alig akad intron.)

Az elektron transzport génjein kívül rRNS és tRNS

géneket kódol, de a fehérjeszintézis

többi komponense hiányzik. csupán 25 élesztő és 22 humán tRNS van, ezért a transzláció során az antikódon „lötyögősebb”. Fajonként némiképp eltérő, hogy mely fehérjék kódolódnak a genom-

ban, és melyek a mitokondriumban.

A genetikai kód nem univerzális

A mitokondrium kódonjai közül 5-nek eltérő jelentése van anukleáris genométól.

(fekete:genomi kód, kék: mitokondrium kód.)

A mitokondriális és a nukleáris genom együttműködik

A mitokondrium membránján lévő oxidatív foszforilációs enzimrendszer összetevőinek jelentős része, valamint a mitokondrium transzlációjához szükséges enzimek jelentős része a sejtmagban kódolt, és aktív transzporttal jut a mitokondriumba.

A sejtszervecskék DNS tartalmú része a nucleoid

Az Euglena (egysejtű alga) DNS és mitokondrium festése. A DNS sárgán világít, a mitokondriumok zöldek. Az apró sárga pontok a mitokondrium nucleoidjai.

A mitokondrium és kloroplaszt genom poliploid

A kör alakú kromoszómák kópiaszáma a nukleoidban fajonként és sejtenként, sőt sejtszervecskeként változik.

Egy cékla sejt kloroplasztisában 4-18 kópia kromoszóma lehet, (átlag 40 cp/sejt)a Chlamydomonas egyetlen kloroplasztiszában 500-1500 kromoszóma lehet.

Egy élesztő mitokondriumban 10-30 nukleoid lehet, mindegyikben 4-5 azonos kromoszómával. Egy haploid élesztő sejtben 1-45 mitokondrium lehet,vagyis sejtenként átlagosan 20 x 5 x 20 = 2000 genommal számolhatunk.

A sejtszervecskék genomjának rekombinációs mechanizmusát és genetikai változásának módját részleteiben nem ismerjük.

A mitokondriumhoz köthető humán betegségek

Mindig anyai öröklődésűek.Az utódok a betegség legkülönbözőbb súlyosságifokát mutathatják. (Bizonyossejtekben felhalmozódhatnaka hibás mitokondriumok.)

A legintenzívebb légzést igénylő szerveken mutatkozik:agy, szív, izom, vese, máj.

Az öregedés mitokondriális elmélete szerint a mitokondri-umokban felhalmozódó mutációk okozzák az öregedést.

Anyai öröklődés és anyai hatásA. Sturtevant (1923) Limnaea kísérlete

P

F1

F2

F3

s+s+ s s s ss+s+

s s+ s s+

s+s s+s+s+s+ s s s ss+ss s+ s s+

F1 fenotípusa mindig megegyezik az anyáéval,

DE !!F2 fenotípusa már nem ezt követi, és F3-ban szabályos 3:1-es mendeli hasadástlátunk.

Magyarázat: A fenotípusért felelős gén sejtmagi, de az utód fenotípusa nem a sajátgenotípusától, hanem azanya genotípusától függ.

Ezt a jelenséget anyai hatásnak nevezzük.

Az anyai hatás magyarázata

Anya petesejtfehérjék

RNS-ek

szerkezeti információk

sejtszervecskék

kromoszómák

A peteképzés során az anya nem csak genomja felét adja át az utódnak, hanemA genom működtetését megkezdő teljes „hardvert” vagyis a petesejtet is.

A petesejtnek minden információt tartalmaznia kell az utód felépítésének elkezdéséhez már azelőtt, mielőtt az utód saját genomja működésbe léphetne.Így pl. transzkripciós és transzlációs képességen kívül információval rendelkezikaz új egyed testkoordinátáiról is. Ezt a petesejt szerkezete és összetétele biztosítja,ami csakis az anya genotípusától függ.

mule

hinney ló ♂ szamár ♀

ló♀ szamár ♂

http://www.ttk.pte.hu/biologia/genetika/atg/atg.htm