A sejtmagon kívüli genom

Az előadások a következő témára: "A sejtmagon kívüli genom"— Előadás másolata:

1 A sejtmagon kívüli genom

2 A sejtmagon kívüli genom állati sejtekben
a mitokondriumokban található

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

4 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.

5 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?

6 A citoplazmatikus szegregáció
A citoplazmatikus szegregáció a kromoszóma szegregációtól függetlenül történik a sejt (nem a sejtmag) kettéosztódása során. A véletlenszerű citoplazmatikus szétválás pusztán statisztikai alapon már néhány sejtosztódás után csak fehér vagy csak zöld plasztiszokat tartalmazó sejteket eredményezhet.

7 Az anyai öröklődés sejtszintű magyarázata
Véletlenszerű kloroplaszt szegregáció

8 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.

9 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.

10 A genetikai kód nem univerzális
A mitokondrium kódonjai közül 5-nek eltérő jelentése van anukleáris genométól. (fekete:genomi kód, kék: mitokondrium kód.)

11 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.

12 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.

13 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 kromoszóma lehet. Egy élesztő mitokondriumban 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.

14 A mitokondriumhoz köthető humán betegségek
Mindig anyai öröklődésűek. Az utódok a betegség legkülönbözőbb súlyossági fokát mutathatják. (Bizonyos sejtekben felhalmozódhatnak a 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.

15 Anyai öröklődés és anyai hatás
A. Sturtevant (1923) Limnaea kísérlete F1 fenotípusa mindig megegyezik az anyáéval, DE !! F2 fenotípusa már nem ezt követi, és F3-ban szabályos 3:1-es mendeli hasadást látunk. Magyarázat: A fenotípusért felelős gén sejtmagi, de az utód fenotípusa nem a saját genotípusától, hanem az anya genotípusától függ. Ezt a jelenséget anyai hatásnak nevezzük. P F1 F2 F3 s+s+ s s s s+ s+s

16 Az anyai hatás magyarázata
petesejt fehérjék RNS-ek szerkezeti információk sejtszervecskék kromoszómák A peteképzés során az anya nem csak genomja felét adja át az utódnak, hanem A 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 rendelkezik az új egyed testkoordinátáiról is. Ezt a petesejt szerkezete és összetétele biztosítja, ami csakis az anya genotípusától függ.

17 mule ló♀ szamár ♂ hinney ló ♂ szamár ♀

18

19