Belangrijk verschil - Cytoplasmatische overerving versus genetisch maternale effect
Chromosomaal DNA is de belangrijkste opslagplaats van genetische informatie in een cel. Het is instrumenteel bij het bepalen van het fenotype van een nakomeling. Er zijn echter gevallen waarin het fenotype van het nageslacht vergelijkbaar is met het maternale fenotype, ongeacht de milieueffecten of het genotype dat het draagt. Dit geeft aan dat er DNA buiten de kern is dat bijdraagt aan het bepalen van het fenotype van het nageslacht. Wetenschappers hebben ontdekt dat het voornamelijk te wijten is aan twee fenomenen die cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effecten worden genoemd. Hoewel chromosomen zich tijdens meiose precies in gameten verdelen, verzamelt het cytoplasma van gameten zich niet precies in de zygote. Cytoplasmatische overerving en genetische maternale effecten ontstaan door de bijdrage van meer cytoplasma door vrouwelijke gameet in de resulterende zygote tijdens de syngamie. De cytoplasmatische overerving en het genetische maternale effect verschillen echter van elkaar. Het belangrijkste verschil tussen cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effect is dat cytoplasmatische overerving optreedt vanwege de genetische informatie die is opgeslagen in genen van sommige organellen zoals mitochondriën en chloroplasten die aanwezig zijn in het cytoplasma, terwijl genetisch maternale effect optreedt als gevolg van het mRNA en eiwitten die zijn ontvangen van de vrouwelijke gameet.
Wat is cytoplasmatische overerving?
Mitochondriën en chloroplast zijn twee organellen die aanwezig zijn in cellen die ander DNA dan chromosomaal DNA bevatten. Dit organellaire DNA draagt genetische informatie en werkt onafhankelijk of in samenwerking met nucleair DNA (chromosomaal DNA). Overerving van kenmerken van generatie op generatie door extrachromosomaal /cytoplasmatisch/organel-DNA wordt cytoplasmatische overerving genoemd. Er zijn een groot aantal voorbeelden die de betrokkenheid van cytoplasmatisch DNA bij het beheersen van erfelijkheidskenmerken van de organismen aantonen. Daarom zijn ze ook bekend als cytoplasmatische erfelijkheidseenheden of cytoplasmatische genen.
Deze plasmagenen worden meestal opgevangen door het cytoplasma van de eicel in plaats van door het cytoplasma van het sperma. Vandaar dat cytoplasmatische overerving wordt beschouwd als een maternale overervingsverschijnsel dat de erfelijkheidskenmerken beïnvloedt. Hoewel de cytoplasmatische overerving bijdraagt aan het bepalen van de karakters van het nageslacht, resulteren wederzijdse kruisingen niet in dezelfde fenotypes.
Figuur 01: Mitochondriën en chloroplasten
Wat is genetisch maternale effecten?
Maternaal effect is een situatie die het fenotype van een nakomeling bepa alt door het genotype van zijn moeder, onafhankelijk van het nageslachtgenotype en omgevingseffect. Met andere woorden, het maternale effect is de toevallige invloed van het maternale genotype op het fenotype van de nakomelingen, ongeacht het genotype. Het treedt op vanwege het specifieke mRNA en de eiwitten die de moeder tijdens de embryonale ontwikkeling aan de zygote levert. In veel organismen is het embryo aanvankelijk inactief voor de transcriptie. Daarom is de toevoer van mRNA en eiwitten van de moederzijde belangrijk. Het maternale effect treedt niet op vanwege erfelijkheidseenheden. Het ontstaat volledig door deze moleculen die worden ontvangen van de moeder. Vanwege deze maternale effecten kunnen twee nakomelingen soms fenotypisch van elkaar verschillen, hoewel ze hetzelfde genotype hebben. Eén persoon kan lijken op de moeder-ouder.
De eigenschappen van cytoplasma worden voornamelijk bepaald door nucleaire genen. Het maternale effect hangt dus af van de nucleaire genen.
Maternaal effect is een belangrijk proces in ecologie en evolutie. Het draagt bij aan populatiedynamiek, fenotypische plasticiteit, nicheconstructie, evolutie van de levensgeschiedenis en natuurlijke selectie.
Figuur 02: Genetische kruisingen met een recessieve mutatie met een maternale effect
Wat is het verschil tussen cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effecten?
Cytoplasmatische overerving versus genetisch maternale effect |
|
| Cytoplasmatische overerving is de overerving van kenmerken als gevolg van de genetische informatie die is opgeslagen in cytoplasmatisch DNA of organel-DNA. | Genetisch maternale effect is het fenomeen waarbij de eigenschappen van nakomelingen worden bepaald door maternale factoren zoals mRNA en eiwitten. |
| Voorkomen | |
| Cytoplasmatische overerving is het resultaat van werkelijke genen die zijn ontvangen van mitochondriën, chloroplasten of een infectieus deeltje zoals een virus. | Genetisch maternale effect is het resultaat van mRNA of eiwitten die zijn ontvangen uit het moederei. |
| Betrokkenheid van organellen | |
| Cytoplasmatische overerving is betrokken bij essentiële organellen zoals chloroplasten en mitochondriën. | Genetisch maternale effect is niet betrokken bij organellen. |
| Afhankelijkheid van nucleaire genen | |
| Cytoplasmatische overerving is niet afhankelijk van nucleaire genen. | Genetisch maternale effect kan al dan niet afhankelijk zijn van nucleaire genen. |
| Genetische basis | |
| Cytoplasmatische overerving is te wijten aan werkelijke genen. | Genetisch maternale effect is te wijten aan genproducten, maar niet aan werkelijke genen. |
Samenvatting – Cytoplasmatische overerving versus genetisch maternale effect
Chromosomaal DNA wordt beschouwd als het enige genetische materiaal van een cel. Verschillende cellulaire organellen (mitochondriën, chloroplasten) bezitten echter DNA dat de eigenschappen van het nageslacht kan beïnvloeden. Sommige maternale producten in het cytoplasma zijn ook betrokken bij het bepalen van de eigenschappen van een nakomeling. Cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effecten zijn twee van dergelijke situaties. Deze twee verschijnselen worden veroorzaakt door de genen of factoren die worden geërfd van het ei van de moeder naar de zygote. Het maternale effect is het resultaat van mRNA en eiwitten (genproducten) die worden ontvangen uit het cytoplasma van de eicel van de moeder. Cytoplasmatische overerving is het resultaat van genetisch materiaal in de mitochondriën of chloroplasten of infectieuze virussen. Dit is het belangrijkste verschil tussen cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effecten. Nageslacht erft de maternale eigenschappen ongeacht het eigen genotype en de genen als gevolg van beide verschijnselen.
Download PDF-versie van cytoplasmatische overerving versus genetisch maternale effect
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen cytoplasmatische overerving en genetisch maternale effecten.
