COS'È L'EREDITÀ CITOPLASMATICA? - BIOLOGIA - 2025

L' eredità citoplasmatica è il trasferimento di geni nella cellula del citoplasma che non sono collegati ai cromosomi del nucleo. Questo tipo di eredità è anche chiamato eredità straniera e fa parte dei diversi modelli ereditati noti come non mendeliani.

Fu scoperto dal botanico e genetista tedesco Carl Erich Correns all'inizio del XX secolo (1908). Mentre Correns lavorava con la pianta conosciuta come Maravilla del Perú o Clavellina (Mirabilis jalapa), osservò che l'eredità della colorazione delle foglie di questa pianta sembrava essere indipendente dal fenotipo paterno.

Modelli di ereditarietà mendeliana e non mendeliana. Tratto e modificato da: Ghadisu.

L'eredità di questo tratto, che non rispettava le leggi della genetica mendeliana, sembrava dipendere esclusivamente dal genotipo della madre; Di conseguenza, ha proposto l'ipotesi che questi tratti provenissero da organelli o agenti presenti nel citoplasma dell'ovulo.

Dopo più di 100 anni da questa scoperta, e nonostante lo sviluppo della genetica molecolare, le conoscenze sul come e perché dei meccanismi di eredità extracellulare sono in parte incerte e gli studi per chiarirli sono relativamente scarsi.

Eredità citoplasmatica vs eredità mendeliana

Eredità mendeliana

Questa è la forma più nota tra i diversi processi ereditari. Fu proposto da Gregor Mendel, monaco e scienziato nato a Heinzendorf, l'ex impero austriaco, attualmente noto come Hynčice (Repubblica Ceca), a metà del XIX secolo (1865-1866) e riscoperto all'inizio del XX secolo.

Le sue ipotesi sull'ereditarietà e le sue teorie furono testate e servirono come base per molte altre teorie. Le sue scoperte sono alla base di quella che oggi è conosciuta come genetica classica.

L'eredità mendeliana indica che ogni genitore fornisce uno dei due possibili alleli affinché un tratto possa essere espresso; Questi alleli si trovano nel nucleo delle cellule riproduttive (materiale genetico), indicando che l'eredità mendeliana è biparentale.

Quando la composizione genetica di entrambi i genitori (genotipo) è nota, le leggi mendeliane vengono utilizzate per prevedere (non sempre si applicano) la proporzione e la distribuzione dei tratti osservabili (fenotipi). L'eredità mendeliana si applica alla maggior parte degli organismi che si riproducono sessualmente.

Eredità citoplasmatica o extracellulare

Questo tipo di eredità fu scoperto nel 1906 dal botanico Carl Correns. È considerato non mendeliano perché la trasmissione dei geni non coinvolge il nucleo, che è l'organello considerato nella genetica classica responsabile del contenimento di tutto il materiale genetico ereditario.

In questo caso, l'ereditarietà si verifica a causa di alcuni organelli, come mitocondri e cloroplasti, che contengono il proprio materiale genetico e che possono riprodursi all'interno della cellula.

Nel caso dei mitocondri, che possono essere presenti in numero vicino a 10.000 per cellula o ovulo femminile (con più copie del loro genoma), possono replicarsi indipendentemente dalla divisione cellulare.

Questo tipo di replicazione consente ai mitocondri di avere tassi di mutazione più elevati del DNA nucleare, evolvendo più velocemente del DNA nucleare.

Durante il processo riproduttivo, in particolare nella fecondazione, i mitocondri presenti nelle cellule riproduttive maschili vengono esclusi dallo zigote (ne hanno solo poche centinaia), mentre vengono mantenuti quelli dell'ovulo.

In questo modo, il materiale genetico mitocondriale viene ereditato solo attraverso la madre (eredità citoplasmatica). Con questo, si comprende che l'eredità extracellulare o citoplasmatica è uniparentale.

Di conseguenza si ottiene un'espressione fenotipica difficile da spiegare dal punto di vista mendeliano, mutazioni che non hanno espressione fenotipica, nonché diverse patologie.

organelli

Mitocondri

I mitocondri sono gli organelli più evidenti e notevoli nel citoplasma cellulare delle cellule eucariotiche. Hanno la funzione di produrre energia per la cellula. Una caratteristica interessante di questi organelli è quella già citata della loro origine materna. Mentre un'altra caratteristica peculiare è che presentano il proprio DNA.

Parti di un mitocondrio. Tratto e modificato da Kelvinsong; modificato da Sowlos.

cloroplasti

Cloroplasto. Di Gmsotavio, da Wikimedia Commons

I cloroplasti sono organelli caratteristici delle cellule eucariotiche e degli organismi che contengono clorofilla. La sua funzione principale è svolgere la fotosintesi, produrre zuccheri.

Come i mitocondri, hanno il loro DNA e possono moltiplicarsi all'interno della cellula senza l'aiuto della divisione cellulare. Allo stesso modo, la sua eredità avviene attraverso la madre, cioè durante la riproduzione, solo l'oocell fornisce i cloroplasti.

Evoluzione

La teoria proposta nel 1967 dalla biologa americana Lynn Margulis sull'endosimbiosi, indica l'origine e l'evoluzione delle cellule eucariotiche, dalla relazione endosimbiotica a lungo termine tra organismi procarioti ed eucarioti ancestrali.

Secondo Margulis, gli organelli come i cloroplasti ei mitocondri sono di origine procariotica (rispettivamente cianobatteri e proteobatteri). Altri organismi incorporavano, fagocitati o inghiottiti cloroplasti e mitocondri.

Dopo averli incorporati, i precursori eucariotici non hanno digerito né elaborato questi procarioti (cloroplasti e mitocondri), rimasti nella cellula ospite e dopo milioni di anni di evoluzione, sono diventati gli organelli della cellula eucariotica.

Tra i fatti che danno peso a questa teoria ci sono le suddette peculiarità che questi organelli hanno un proprio DNA, e che possono replicarsi autonomamente all'interno della cellula e senza il suo aiuto.

Vale la pena ricordare che i ricercatori sostengono che l'endosimbiosi, la presenza di DNA in questi organi, l'alto tasso di replicazione e mutazione di cloroplasti e mitocondri, nonché l'eredità citoplasmatica, siano i precursori e responsabili del grande salto di complessità. ed evoluzione della vita.

Altre forme di eredità non mendeliana

Conversione genica

È comune osservare durante l'incrocio tra i funghi. Si verifica quando una sequenza genica sostituisce un'altra sequenza omologa. Durante la divisione meiotica, quando c'è una ricombinazione omologa di siti eterozigoti, si verifica una mancata corrispondenza tra le basi.

Nel tentativo di correggere questa discrepanza, la cellula fa sì che un allele sostituisca l'altro causando un'eredità non mendeliana chiamata conversione genica.

Eredità infettiva

I virus partecipano a questo tipo di eredità. Questi agenti infettivi infettano la cellula ospite e rimangono nel citoplasma, inserendo il loro genoma nel genoma dell'ospite.

Imprinting genomico

Questo tipo di eredità non mendeliana si verifica quando i composti alchini derivati ​​dal metano e gli istoni sono coinvolti nella molecola del DNA per metilazione, il tutto senza alcun tipo di modifica nella sequenza genetica.

Questa incorporazione rimarrà nelle cellule riproduttive maschili e femminili dei progenitori e sarà mantenuta attraverso la divisione delle cellule mitotiche nelle cellule del corpo degli organismi discendenti.

Altri processi di ereditarietà non mendeliana sono il mosaicismo e il disturbo da ripetizione trinucleotidica.

Riferimenti

1. Eredità extranucleare - Eredità non mendeliana dei geni degli organelli. Estratto da medicine.jrank.org.
2. Eredità non mendeliana. Wikipedia. Estratto da en.wikipedia.org.
3. Eredità mitocondriale. Encyclopedia.com. Recuperato da enciclopedia.com.
4. GH Beale (1966). Il ruolo del citoplasma nell'ereditarietà. Atti della Royal Society B.
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