Википедија

Пренос на мтДНК од страна на таткото

Во генетиката, татковскиот пренос на мтДНК и татковското наследување на мтДНК се однесуваат на инциденцата на митохондрискатаја ДНК (мтДНК) која се пренесува од татко на неговото потомство. Наследувањето на мтДНК од страна на таткото е забележано кај мал дел од видовите; генерално, мтДНК се пренесува непроменета од мајка на нејзиното потомство, [1] што ја прави пример за неменделово наследство. Спротивно на тоа, преносот на мтДНК од двајцата родители се случува редовно кај одредени школки.

Кај животните

уреди

Наследувањето на мтДНК од страна на таткото кај животните варира. На пример, кај школките Mytilidae, татковата мтДНК „се пренесува преку спермата и се утврдува само во машката гонада“. [2] [3] При тестирањето на 172 овци, „Кај митохондриската ДНК од три јагниња во две семејства било откриено дека покажува татковско наследство“. [4] Еден пример на истекување од страна на таткото резултирал со студија за кокошки. [5] Постојат докази дека татковскиот придонес е составен дел од митохондриското наследување на Drosophila simulans. [6]

Кај луѓето

уреди
 
Модели на митохондриско наследување

Во човечката митохондриска генетика, постои дебата за тоа дали е можно или не преносот на мтДНК од страна на таткото. Многу проучувања тврдат дека мтДНК од таткото никогаш не се пренесува на потомството. [7] Оваа мисла е централна за мтДНК генеалошкото ДНК тестирање и за теоријата на митохондриска Ева. Фактот дека митохондриската ДНК е мајчински наследена им овозможува на истражувачите да ја следат мајчината лоза далеку во времето. Y хромозомската ДНК, наследена од татковско потекло, се користи на аналоген начин за следење на агнатата лоза.

„ Кај 'рбетниците, наследството на митохондриите се смета дека е претежно мајчино, а митохондриската ДНК анализа стана стандардна таксономска алатка. Во согласност со преовладувачкото гледиште за строго мајчинско наследство, многу извори тврдат дека за време на оплодувањето, опашката на спермата, со своите митохондрии, се исклучува од ембрионот. Ова е неточно. Кај повеќето цицачи - вклучително и луѓето - средните митохондрии може да се идентификуваат во ембрионот, иако нивната крајна судбина е непозната. Се смета дека приказната за „митохондриите што недостасуваат“ преживеа - и се размножи - неоспорена во време на расправии меѓу хипотезите за човечко потекло, бидејќи го поддржува моделот на „Африканската Ева“ на неодамнешното зрачење на хомо сапиенс надвор од Африка. “

Во половото разножување, татковските митохондрии кои се наоѓаат во спермата активно се распаѓаат, со што се спречува „пренесување од таткото“. Митохондриите во спермата на цицачите обично се уништуваат од јајце клетката по оплодувањето. Во 1999 година било објавено дека митохондриите на татковските сперматозоиди (кои содржат мтДНК) се означени со убиквитин за да се изберат за подоцнежно уништување во ембрионот. [8] Некои техники на ин витро оплодување (ИВО), особено интрацитоплазматска инјекција на сперма (ICSI) во ооцит, може да го попречат ова.

Денес е разбирливо дека опашката на спермата, која содржи дополнителна мтДНК, исто така може да влезе во јајце клетката. Ова довело до зголемена контроверзност за судбината на татковската мтДНК.

„ Повеќе типови (или рекомбинантни типови) на сосема различна митохондриска ДНК од различни делови на познатата мтДНК филогенија често се пријавени кај поединци. Од повторните анализи и коригендите на форензичките мтДНК податоци, очигледно е дека феноменот на мозаик или мешана мтДНК може да се припише исклучиво на контаминација и мешање на примерокот. “

Некои извори наведуваат дека толку малку татковска мтДНК се пренесува што е занемарлива („Најмногу, се претпоставува дека мора да биде помала од 1 на 1000, бидејќи има 100.000 митохондрии во човечката јајце клетка и само 100 во спермата (Сатох и Куроива, 1991).“ ) или дека татковската мтДНК се пренесува толку ретко што е занемарлива („Сепак, проулчувањата утврдиле дека татковската мтДНК толку ретко се пренесува на потомството што мтДНК анализите остануваат валидни...“ [9] ) . Неколку студии покажуваат дека, многу ретко, мал дел од митохондриите на една личност може да се наследи од таткото. [10] [11]

Контроверзноста за човечкото пренесување од страна на таткото била сумирана во иследувањето од 1996 година Заблуди за митохондриите и оплодувањето на цицачите: Импликации за теориите за човечката еволуција, која била рецензирана и отпечатена во Зборник на трудови на Националната академија на науките. [12] Според апстрактот на студијата:

„ Сеопфатното истражување на сегрегацијата на мтДНК во овие семејства покажува бипарентален пренос на мтДНК со автосомно доминантен начин на наследување. Нашите резултати сугерираат дека, иако централната догма за мајчиното наследство на мтДНК останува валидна, постојат некои исклучителни случаи кога татковската мтДНК може да се пренесе на потомството. “

Се сметало дека мешањето на мтДНК од мајката и таткото е пронајдено кај шимпанзата во 1999 година [13] и кај луѓето во 1999 година [14] и 2018 година. Овој последен наод е значаен, бидејќи двородителната мтДНК била забележана во следните генерации во три различни семејства што довело до заклучок дека, иако догмата за пренос на мајката останува силна, постојат докази дека пренесувањето од страна на таткото навистина постои и веројатно постои механизам кој, доколку е разјаснето, може да претставува нова алатка во репродуктивното поле (на пр. избегнување терапија за замена на митохондриите и само користење на овој механизам за потомството да ги наследи татковските митохондрии). [15] Сепак, постои единствено еден документиран случај меѓу луѓето во кој дури 90% од митохондриите на еден тип на ткиво биле наследени преку татко. [16]

Според проучувањето од 2005 година Повеќе докази за не-мајчинско наследување на митохондријалната ДНК? , [17] хетероплазмијата е „новооткриена форма на наследување за мтДНК. Хетероплазмијата воведува мала статистичка несигурност во нормалните шеми на наследување“. [18] Хетероплазмијата може да произлезе од мутација за време на развојот која се пропагира единствено на подгрупа на возрасни клетки, или може да се појави кога две малку различни митохондријални секвенци се наследени од мајката како резултат на неколку стотици митохондрии кои се присутни во јајце клетката. Сепак, проучувањето од 2005 година вели: [17]

„ Бидејќи мтДНК на таткото се наоѓа во средината на спермата (митохондриска обвивка), која се губи при оплодувањето, сите деца од иста мајка се хемизиготни за мтДНК на мајката и затоа се идентични едно со друго и со нивната мајка. Поради својата цитоплазматска локација во еукариот, мтДНК не се подложува на мејоза и нормално нема вкрстување, па оттука нема можност за интрогресија на мтДНК на таткото. Така, целата мтДНК се наследува мајчински; мтДНК е искористена за да се заклучи педигрето на добро познатата „митохондриска Ева."[19] “

Иследувањето објавена во PNAS во 2018 година, насловена како Бипарентално наследување на митохондријалната ДНК кај луѓето, открила татковска мтДНК кај 17 индивидуи од три неповрзани мултигенерациски семејства со високо ниво на мтДНК хетероплазмија (која се движи од 24 до 76%) кај вкупно 17 лица. [20]

„ Во текот на последните 5 години, имаше значителна дебата за тоа дали постои рекомбинација во човечката митохондриска ДНК. Се смета дека таа дебата конечно заврши со објавување на некои директни докази за рекомбинација. Шварц и Висинг (2002) го претставија случајот на 28-годишен маж кој имал и мајчинска и татковска изведена мтДНК во неговото мускулно ткиво - во сите негови други ткива тој имал само мтДНК изведена од мајката. Тоа беше прв пат да се забележи пренесување од страна на таткото и, следствено, хетероплазмија во човечката мтДНК. Во еден неодамнешен труд, Крајтсберг и соработниците (2004) ја однесоа оваа опсервација еден чекор подалеку и тврдат дека покажале дека постоела рекомбинација помеѓу мајчината и татковската мтДНК кај оваа индивидуа.

.[21]

“

Кај праживотните

уреди

Некои организми, како што е Криптоспоридиум, имаат митохондрии без никаква ДНК. [22]

Кај растенијата

уреди

Кај растенијата, исто така е забележано дека митохондриите повремено може да се наследат од таткото, на пр. во бананите. Некои четинари, исто така, покажуваат татковско наследство на митохондриите, како што е крајбрежното црвено дрво, Sequoia sempervirens.

Наводи

уреди
  1. ↑ Birky, C. William (2001-12-01). „The Inheritance of Genes in Mitochondria and Chloroplasts: Laws, Mechanisms, and Models“. Annual Review of Genetics. 35 (1): 125–148. doi:10.1146/annurev.genet.35.102401.090231. ISSN 0066-4197. PMID 11700280.
  2. ↑ Zouros E (December 2000). „The exceptional mitochondrial DNA system of the mussel family Mytilidae“. Genes Genet. Syst. 75 (6): 313–8. doi:10.1266/ggs.75.313. PMID 11280005.
  3. ↑ „The fate of paternal mitochondrial DNA in developing female mussels, Mytilus edulis: implications for the mechanism of doubly uniparental inheritance of mitochondrial DNA“. Genetics. 148 (1): 341–7. 1 January 1998. doi:10.1093/genetics/148.1.341. PMC 1459795. PMID 9475744.
  4. ↑ „Further evidence for paternal inheritance of mitochondrial DNA in the sheep (Ovis aries)“. Heredity. 93 (4): 399–403. October 2004. doi:10.1038/sj.hdy.6800516. PMID 15266295.
  5. ↑ Michelle Alexander; Simon Y. W. Ho; Martyna Molak; Ross Barnett; Örjan Carlborg; Ben Dorshorst; Christa Honaker; Francois Besnier; Per Wahlberg (September 30, 2015). „Mitogenomic analysis of a 50-generation chicken pedigree reveals a rapid rate of mitochondrial evolution and evidence for paternal mtDNA inheritance“. Biology Letters. The Royal Society. 11 (10): 20150561. doi:10.1098/rsbl.2015.0561. PMC 4650172. PMID 26510672.
  6. ↑ J N Wolff; M Nafisinia; P Sutovsky; J W O Ballard (September 2012). „Paternal transmission of mitochondrial DNA as an integral part of mitochondrial inheritance in metapopulations of Drosophila simulans“. Heredity. 110 (1): 57–62. doi:10.1038/hdy.2012.60. PMC 3522233. PMID 23010820.
  7. ↑ e.g. „Maternal inheritance of human mitochondrial DNA“. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 77 (11): 6715–9. November 1980. Bibcode:1980PNAS...77.6715G. doi:10.1073/pnas.77.11.6715. PMC 350359. PMID 6256757.
  8. ↑ „Ubiquitin tag for sperm mitochondria“. Nature. 402 (6760): 371–2. November 1999. doi:10.1038/46466. PMID 10586873.
  9. ↑ evolutionary biologist Andrew Merriwether quoted in Debunking a myth about sperm's DNA. (research indicates paternal mitochondrial DNA does enter fertilized egg) by John Travis, Science News, 1/25/1997
  10. ↑ Mitochondria can be inherited from both parents", New Scientist article on Schwartz and Vissing's report;

    „Paternal inheritance of mitochondrial DNA“. N. Engl. J. Med. 347 (8): 576–80. August 2002. doi:10.1056/NEJMoa020350. PMID 12192017.
  11. ↑ „Mitochondria can be inherited from both parents“.
  12. ↑ „Misconceptions about mitochondria and mammalian fertilization: Implications for theories on human evolution“. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93 (24): 13859–63. November 1996. Bibcode:1996PNAS...9313859A. doi:10.1073/pnas.93.24.13859. PMC 19448. PMID 8943026.
  13. ↑ Awadalla P, Eyre-Walker A, Smith JM (December 1999). „Linkage disequilibrium and recombination in hominid mitochondrial DNA“. Science. 286 (5449): 2524–5. doi:10.1126/science.286.5449.2524. PMID 10617471.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link) as PDF Архивирано на 24 септември 2021 г.
  14. ↑ Strauss E (December 1999). „Human genetics. mtDNA shows signs of paternal influence“. Science. 286 (5449): 2436a–2436. doi:10.1126/science.286.5449.2436a. PMID 10636798.
  15. ↑ Luo, Shiyu; Valencia, C. Alexander; Zhang, Jinglan; Lee, Ni-Chung; Slone, Jesse; Gui, Baoheng; Wang, Xinjian; Li, Zhuo; Dell, Sarah (2018-11-21). „Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans“. Proceedings of the National Academy of Sciences (англиски). 115 (51): 13039–13044. Bibcode:2018PNAS..11513039L. doi:10.1073/pnas.1810946115. ISSN 0027-8424. PMC 6304937. PMID 30478036.
  16. ↑ „Paternal inheritance of mitochondrial DNA“. N. Engl. J. Med. 347 (8): 576–80. 2002. doi:10.1056/NEJMoa020350. PMID 12192017.
  17. ↑ 17,0 17,1 Bandelt HJ; Kong QP; Parson W; Salas A. (May 27, 2005). „More evidence for non-maternal inheritance of mitochondrial DNA?“. American Journal of Medical Genetics. 42 (12): 957–60. doi:10.1136/jmg.2005.033589. PMC 1735965. PMID 15923271.
  18. ↑ Re: Most-recent common ancestor, rastafarispeaks.com
  19. ↑ Ember, Melvin; Ember, Carol R., уред. (2004). Encyclopedia of Medical Anthropology: Health and Illness in the World's Cultures. 1. Cultures. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 978-0-306-47754-6.
  20. ↑ Luo, Shiyu; Valencia, C. Alexander; Zhang, Jinglan; Lee, Ni-Chung; Slone, Jesse; Gui, Baoheng; Wang, Xinjian; Li, Zhuo; Dell, Sarah (2018-11-26). „Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans“. Proceedings of the National Academy of Sciences (англиски). 115 (51): 13039–13044. Bibcode:2018PNAS..11513039L. doi:10.1073/pnas.1810946115. ISSN 0027-8424. PMC 6304937. PMID 30478036.
  21. ↑ Ladoukakis ED, Eyre-Walker A (October 2004). „Evolutionary genetics: direct evidence of recombination in human mitochondrial DNA“. Heredity. 93 (4): 321. doi:10.1038/sj.hdy.6800572. PMID 15329668.
  22. ↑ „The unusual mitochondrial compartment of Cryptosporidium parvum“. Trends Parasitol. 21 (2): 68–74. February 2005. doi:10.1016/j.pt.2004.11.010. PMID 15664529.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Пренос_на_мтДНК_од_страна_на_таткото&oldid=5192958“