Внеядерная наследственная изменчивость презентация

Хлоропластная наследственность
В 1909 году было доказано, что случаи пестролистности у некоторых растений наследуются по материнской линии.
Окраску растений определяют пластиды - хлоропласты, лейкопласты, хромопласты. Клетки с неокрашенными пластидами придают листу характерную мозаичность.
Пластиды размножаются автономно и случайно распределяются между дочерними клетками. Клетки, содержащие смесь зеленых и белых пластид, при делении могут давать клетки всех 3-х типов, что приводит к формированию зеленых, пестрых и белых участков растения.
Поскольку единственный способ проникновения пластид в зиготу – через яйцеклетку, наблюдается исключительно материнское наследование, независимо от того, каким было отцовское растение.

Митохондриальная наследственность
Митохондриальные гены в основном отвечают за синтез белков, связанных с функцией клеточного дыхания, и их мутации часто ведут к нарушениям этих функций. Сильнее всего такие мутации проявляются в тех клетках, потребность которых в энергии велика, например в мышечных. У человека известно несколько наследственных болезней, вызванных мутациями митохондриальных генов. Эти заболевания, передающиеся по материнской линии, проявляются тяжелой мышечной слабостью, слепотой, умственной отсталостью.
У растений мутации митохондриальных генов могут вызывать явление так называемой цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) — нарушение развития пыльцы, которая становится неспособной к оплодотворению. Такое состояние цитоплазмы обозначают буквой S (англ. sterile — стерильный). Буквой F (англ. fertile — плодовитый) обозначают отсутствие стерильности пыльцы (генотип обозначают одной буквой, а не двумя, как в случае ядерных генов - для внеядерных генов нет понятия диплоидности).

Митохондриальная наследственность
Существуют ядерные гены, способные восстанавливать образование нормальной пыльцы. Ген-восстановитель подавляет фенотипическое проявление ЦМС, но не мешает сохранению этих генов в митохондриальной ДНК, благодаря чему они передаются потомству. Эти ядерные гены обозначают буквами Rf или rf. Возможны следующие сочетания ядерных и внеядерных генов:
В данном случае наблюдают взаимодействие ядерного и митохондриального геномов.
Явление ЦМС широко используют в селекции растений, когда для получения гибридных семян нужно избежать самоопыления, поскольку позволяет обойтись без трудоемкой работы по обрыванию метелок при производстве гибридных семян.

Наследственность, обусловленная структурой цитоплазмы

Внеядерная наследственность
Классическим примером предопределения генами матери свойств цитоплазмы яйца может служить наследование направления завитка раковины у пресноводной улитки прудовика. Известны два типа улиток: с право- (D-тип) и левозакрученной (d-тип) раковиной. Лево- и правозакрученность определяется одной парой аллельных генов. Левозакрученность проявляется у гомозигот по рецессивному аллелю (dd). Генотип матери играет решающую роль в формировании фенотипа потомков:
1) Р: ♀DD × ♂dd; F1: Dd – все правозакрученные;
2) Р: ♀ dd × ♂ DD; F1: Dd – все левозакрученные;
Видно, что несмотря на идентичность генотипов в двух типах скрещиваний, фенотип потомков резко различается, но совпадает с материнским.

Внеядерная наследственность
Как было установлено эмбриологическими исследованиями, направление завитка раковины определяется характером дробления оплодотворенного яйца, т.е. расположением бластомеров по спирали вправо и влево, что зависит от ориентации митотического веретена в процессе дробления. Последнее, в свою очередь, определяется организацией цитоплазмы яйца, обуславливаемой генотипом матери.
Прудовик может размножаться как путем скрещивания двух особей, так и самооплодотворением. От самооплодотворения гетерозиготной особи F1 все потомки F2 имеют правозакрученную раковину, хотя гибриды F1 различались по фенотипу. В F3, полученном также путем самооплодотворения, наблюдается менделевское расщепление 3:1, хотя и с задержкой на одно поколение. На данном примере можно увидеть, что в определенных случаях фенотип потомков не соответствует генотипу, а определяется материнским генотипом через цитоплазматические структуры яйца.