유니파렌탈 상속

Uniparental inheritance

유니파렌탈 상속은 하나의 부모형에서 모든 자손에게 유전형을 전달하는 것으로 구성되는 비멘델리아적 형태의 상속이다. 즉 자손의 모든 유전자는 어머니나 아버지에게서만 유래한다. 이 현상은 미토콘드리아와 엽록체와 같은 진핵 유기체에서 가장 흔히 나타난다. 왜냐하면 그러한 장기들은 그들 자신의 DNA를 포함하고 있고 다른 부모형식의 DNA와 교차하는 것을 견디지 못하는 독립적인 유사분열 복제가 가능하기 때문이다. 비록 단일 상속이 유기농에서 가장 흔한 형태의 상속이지만, 다양성의 증거가 증가하고 있다. 일부 연구에서는 이중으로 단일 유전체(DUI)와 2중 유전체 전달이 세포 내에 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 2중 상속이 있을 때도 교차하는 일이 항상 일어나는 것은 아니라는 증거가 있다. 게다가, 오르가넬 상속의 형태가 시간이 지남에 따라 자주 변했다는 증거가 있다. 단파상속은 상속의 경로에 따라 복수의 아형으로 나눌 수 있다.[1][2]

예

오르가넬스

참고 항목: 미토콘드리아 게놈

진핵 아세포 부분은 대부분 자체 DNA가 없거나 핵과는 독립적으로 복제가 가능하지만 미토콘드리아나 엽록체 같은 예외도 있다. 이들 오르가넬은 독립된 DNA 복제, 번역, 전사가 가능할 뿐만 아니라, 일반적으로 하나의 부모형에서 유전자를 물려받는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아의 경우 모성 상속은 거의 독점적인 형태의 상속이다. 난자 수정 과정에서 난자와 정자에 의해 모두 수정 세포로 미토콘드리아가 들어오지만, 부성 미토콘드리아는 보통 유비퀴틴으로 표시되고 나중에 파괴된다.[3] 그것들이 파괴되지 않더라도, 서로 다른 미토콘드리아의 DNA는 서로 유전적으로 재조합되는 경우는 드물다. 따라서 대부분의 동물에서 미토콘드리아는 모성형에서만 유전된다.

역사

칼 코렌스
주요 기사: 유전학의 역사

다른 모든 유전적 개념들과 마찬가지로, 단일 유전적 유산의 발견은 그레고르 요한 멘델로 알려진 아우구스티누스 신부의 시대에 기인한다. 곧 '현대 유전학의 아버지'가 될 이 사람은 수도원 정원의 완두콩 식물(피섬 새티붐)에 대한 잡종 실험을 하며 나날을 보냈다. 7년(1856~1863년) 동안 멘델은 약 29,000개의 완두콩 식물을 재배하고 실험했는데, 이로 인해 멘델의 유전 법칙이라고 알려진 두 가지 유명한 일반화를 추론하게 되었다. 첫 번째, 분리 법칙은 "어떤 개인이 생식체를 만들 때 유전자 복사본이 분리되어 각 생식세포가 한 부만 받게 된다"고 명시하고 있다. 두 번째, 독립적인 분류의 법칙은 "다른 유전자의 알레는 생식세포 형성이 진행되는 동안 서로 독립적으로 분류된다"고 명시하고 있다. 그의 작품은 출판되었지만, 1900년 휴고 드 브리스와 칼 코렌스에 의해 재발견될 때까지 휴면 상태에 있었으나 1909년에 이르러서야 비멘델리아적 유산이 제안되었다. 칼 에리히 코렌스(Carl Erich Correns)와 에르윈 바우르(Erwin Baur)는 펠라르고늄(Pelargonium)과 미라빌리스(Mirabilis) 식물에 대한 별도 연구를 수행하면서 멘델의 유전 법칙을 따르지 않는 녹색-흰색 변이(염소성 게놈의 돌연변이 결과 더 빨리 발견됨)을 관찰했다. 거의 20년 후, 미토콘드리아 돌연변이에 대한 비멘델리아 유전도 관찰되었고, 60년대에 엽록체와 미토콘드리아는 그들 자신의 DNA를 가지고 있으며 핵과는 무관하게 번역, 전사, 복제가 가능하다는 것이 증명되었다. 얼마 지나지 않아, 단일 유산과 이중으로 단일 유산의 발견이 왔다.[1]

노이로스포라의 포키 돌연변이

잘 연구된 단파렌탈 유산의 예는 노이로스포라 크라사(Neurospora crassa)의 포키한 돌연변이들을 포함한다. 원래의 포키 돌연변이는 1952년 미첼과 미첼에 의해 자연발생적으로 느리게 성장하는 변종으로서 격리되었다.[4] 유전자 십자가에서 포키한 표현형은 모태로 유전된 것으로 밝혀졌다. 원생부모는 뉴로스포라에서 여성(모태)부모로 간주된다. 포키한 암컷이 야생형 수컷에게 건너갔을 때, 모든 자손은 포키한 표현형을 가지고 있었다. 야생형 암컷이 포키형 수컷에게 건너갔을 때 모든 자손은 야생형 표현형을 가지고 있었다. 포키 결정인자가 여성의 선만을 통과한다는 것은 결정인자가 모성 세포질에 존재한다는 것을 시사했다. 결국 포키 돌연변이의 일차적인 결함은 작은 리보솜 RNA 서브유닛을 인코딩하는 미토콘드리아 DNA 서열상의 삭제라는 것이 밝혀졌다.[5]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Xu, Jianping (1 December 2005). "The inheritance of organelle genes and genomes: patterns and mechanisms". Genome. 48 (6): 951–958. doi:10.1139/g05-082. PMID 16391664.
  2. ^ Birky, C. W. (5 December 1995). "Uniparental inheritance of mitochondrial and chloroplast genes: mechanisms and evolution". Proceedings of the National Academy of Sciences. 92 (25): 11331–11338. Bibcode:1995PNAS...9211331B. doi:10.1073/pnas.92.25.11331. PMC 40394. PMID 8524780.
  3. ^ Sutovsky, P.; et al. (1999). "Ubiquitin tag for sperm mitochondria". Nature. 402 (6760): 371–372. doi:10.1038/46466. PMID 10586873. S2CID 205054671. 사이언스 뉴스에서 논했다.
  4. ^ Mitchell MB, Mitchell HK (May 1952). "A Case of "Maternal" Inheritance in Neurospora Crassa". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 38 (5): 442–9. Bibcode:1952PNAS...38..442M. doi:10.1073/pnas.38.5.442. PMC 1063583. PMID 16589122.
  5. ^ Akins RA, Lambowitz AM (June 1984). "The [poky] mutant of Neurospora contains a 4-base-pair deletion at the 5' end of the mitochondrial small rRNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81 (12): 3791–5. Bibcode:1984PNAS...81.3791A. doi:10.1073/pnas.81.12.3791. PMC 345306. PMID 6233613.