Asosiy kontent
Biologiya
Course: Biologiya > Unit 13
Lesson 4: Jinsga birikkanlik, xromosoma mutatsiyasi & yadroga bogʻliq boʻlmagan irsiylanishMitoxondriya va xloroplast DNKsining irsiylanishi
Mitoxondriya va xloroplast DNKsi va nima uchun uning irsiylanishi Mendel qonunlariga boʻysunmasligi.
Kirish
Agar sizdan DNKga ega organella nomini soʻrashsa, nima deb javob bergan boʻlardingiz? Javobingiz yadro boʻlsa, toʻgʻri javob bergan boʻlasiz, lekin koʻpchilik hujayralarda yadrodan tashqari DNKga ega boshqa organellalar ham mavjud.
DNK aksariyat oʻsimlik va hayvon hujayralaridagi mitoxondriya hamda oʻsimlik hujayralaridagi xloroplastlarda ham uchraydi. Quyida biz mitoxondriya va xloroplastlardagi DNKning qanday irsiylanishi haqida toʻxtalamiz.
Mitoxondriya va xloroplast DNKlari
Mitoxondriya va xloroplastlarda uchrovchi DNK tuzilishi jihatidan odatiy bakteriya DNKsiga oʻxshash boʻlib, halqasimon va nisbatan kichikroq boʻladi. Odatda birgina mitoxondriya yoki xloroplastda DNKning koʻplab nusxalari uchraydi.
Mitoxondriya va xloroplast DNKsi bilan bakteriya DNKsi oʻrtasidagi oʻzaro oʻxshashlik endosimbioz nazariyasini tasdiqlovchi muhim dalildir. Ushbu nazariyaga koʻra, mitoxondriya va xloroplastlar erkin yashovchi prokariot hujayralardan kelib chiqqan.
Yadroda joylashmagan DNKlar qanday irsiylanadi?
Quyida mitoxondriya va xloroplastlarda joylashgan DNK bilan yadroda uchrovchi DNK oʻrtasidagi bir nechta farqlarni koʻrib chiqamiz:
- Nusxalar sonining koʻpligi. Mitoxondriya yoki xloroplast oʻzida DNKning juda koʻplab nusxalarini saqlaydi, oʻz navbatida, odatiy hujayralarda koʻplab mitoxondriya (oʻsimliklar hujayralarida esa xloroplastlar) boʻladi. Natijada hujayrada mitoxondriya va xloroplast DNKsining minglab nusxalari boʻladi.
- Tasodifiy ravishda ajralish. Mitoxondriya va xloroplastlar (shu jumladan, ulardagi genlar ham) meyoz va mitoz davomida qiz hujayralarga tasodifiy ravishda taqsimlanadi. Hujayraning boʻlinishi davomida boʻlinish markazining turli tomonlaridagi organellalar turli qiz hujayralariga oʻtib qoladi.
- Yolgʻiz ota yoki ona orqali irsiylanish. Yadroda joylashmagan DNKlar odatda ota va onaning har ikkisidan emas, faqat bittasidan irsiylanadistart superscript, 4, end superscript. Masalan, odamda farzandlar oʻz mitoxondriya DNKsini (otadan emas) onadan oladi.
Xloroplastning irsiylanishi: dastlabki tajribalar
XX asr boshlarida nemis botanigi Karl Korrens namozshomgul (Mirabilis jalapa) oʻsimligidan foydalanib bir qancha genetik tajribalar oʻtkazdi. Bugungi kunda biz Korrens tajribalari xloroplast DNKsining hujayradan hujayraga, otadan farzandga qanday qilib oʻtishini tushuntirib berishini bilamiz, lekin Korrensning oʻzi oʻsha paytda bundan bexabar edistart superscript, 5, end superscript.
Korrens tajribalari
Korrens mirabilis oʻsimliklarining uch xil turini oʻrgandi: yam-yashil, oppoq hamda aralash rangli (oq va yashil dogʻli). Aralash rangli oʻsimliklarda oq va yashil dogʻli barglar boʻlishi mumkin, lekin bunday holat oq yoki yashil oʻsimliklarda uchramadistart superscript, 6, end superscript.
Korrens yuqoridagi ranglar holatiga juda qiziqib qolib, turli rangdagi oʻsimliklar bilan bir necha xil chatishtirishlar oʻtkazdi. Natijada u quyidagilarni aniqladi:start superscript, 6, end superscript
- Tuxum hujayra ishlab chiqaruvchi oʻsimlik shoxchasi (oʻsimlik urugʻchisi)ning rangi hosil boʻladigan farzandlar rangini belgilab berdi.
- Oppoq yoki yam-yashil urgʻochi oʻsimlik shoxchalari, oʻz navbatida, faqatgina oppoq yoki yam-yashil rangli oʻsimliklarni hosil qildi.
- Aralash rangli urgʻochi oʻsimlik shoxchalari esa uch xil: oq, yashil yoki aralash rangli oʻsimliklar avlodini hosil qildi, ammo farzandlar nisbatini taxmin qilib boʻlmadi.
Korrens oʻsimlik tuxum hujayrasi sitoplazmasidagi qandaydir omil farzandlar rangiga taʼsir qiladi degan fikrga keldi. Lekin buning asl mohiyatini, yaʼni sitoplazmadagi xloroplastlar oʻzida irsiylanuvchi omillar (genlar)ni olib yurishi gʻoyasini boshqa nemis botanigi Ervin Baur ilgari surdistart superscript, 5, end superscript.
Baurning fikricha, aralash rangli oʻsimliklardagi baʼzi xloroplastlar mutatsiya tufayli yashil pigment ishlab chiqarish qobiliyatini yoʻqotadi. Bugungi kunga kelib bu gipoteza oʻz tasdigʻini topib boʻldi.
Korrens natijalarining izohi
Qanday qilib xloroplastlarning irsiylanishi aralash rangli oʻsimliklarning shu holatda boʻlishini taʼminlaydi? Tuxum hujayradan irsiylangan bir nechta xloroplastlarga ega zigota (bir hujayrali embrion)ni koʻrib chiqaylik. Xloroplastlarning baʼzilari yashil, baʼzilari esa oq boʻlsin. Zigota mitoz davomida koʻplab bosqichlardan oʻtgan holda embrion, undan keyin yuksak oʻsimlik hosil qilgani sababli xloroplastlar ham boʻlinib, har bir boʻlinishda qiz hujayralarga tasodifiy ravishda taqsimlanib boraveradi.
Koʻplab hujayra boʻlinishlari natijasida baʼzi hujayralar normal xloroplastlarga ega boʻlgan holda ularning rangi yashil boʻladi. Boshqalari esa funksiyasini yoʻqotgan xloroplastlarga ega boʻlib, rangi oq boʻladi. Qolganlari esa bu toʻplamlarning aralash holatiga ega boʻlib, ularning rangi aralash (oq yoki yashil dogʻli) boʻladistart superscript, 7, end superscript.
Ona tomondan irsiylanish boʻyicha holat-chi? Rivojlanishning soʻnggi bosqichlarida oʻsimliklar jinsiy hujayralar ishlab chiqara boshlaydi, bunda maʼlum shoxcha uchidagi hujayralar gameta hosil qiluvchi hujayralarga aylanadi. Yashil shoxchalardan yashil rangli xloroplastlarga ega tuxum hujayralar hosil boʻladi va tuxum hujayralardan irsiylangan avlod ham xuddi shu rangda boʻladi. Shu kabi, oppoq shoxchali oʻsimliklardan oppoq rangli xromosomalar hosil boʻlib, tuxum hujayralardan ham oppoq rangli farzandlar hosil boʻladi.
Agar shoxcha aralash rangli boʻlsa, u holda bunday hujayralarda aralash toʻplam mavjud boʻlib, baʼzilarida funksional xloroplastlar, baʼzilarida nofunksional xloroplastlar va yana baʼzilarida aralash xloroplastlar uchraydi. Yuqoridagi uch xil hujayralar boʻlinishi natijasida tuxum hujayralar yetilib, tasodifiy nisbatda oq yoki yashil yoki aralash rangli oʻsimliklar hosil boʻladistart superscript, 6, comma, 7, end superscript.
Mitoxondriyaning irsiylanishi
Mitoxondriya ham xloroplastga oʻxshab koʻp hollarda faqat bitta: ota yoki ona tomondan irsiylanadi (baʼzida ikkala ota-onadan noteng taqsimlangan holda irsiylanishi ham mumkin)start superscript, 4, end superscript. Odamda zigota, yaʼni bir hujayrali embrion oʻzidagi mitoxondriyalarni ona organizmdan yoki urugʻlanishda qatnashgan tuxum hujayra sitoplazmasidan oladi. Sperma (urugʻ hujayralari) ham mitoxondriyaga ega, lekin koʻpincha ular zigotaga oʻtish qobiliyatiga ega emas. Baʼzi holatlarda mitoxondriyaning otadan irsiylanishi holatlari ham uchragan, lekin bu oʻta kamdan kam hollarda sodir boʻladistart superscript, 8, end superscript.
Odamda mitoxondriyaning ona tomondan irsiylanishi
Mitoxondriya insonda ona tomondan irsiylangani uchun ona tarafdan ajdod izlarini hosil qiladi (bunda ona ajdodlari chizigʻi bir tekis boʻladi).
Qanday qilib mitoxondriyangizni onangizning onasining onasidan olganingizni tushunish uchun u dastlab qayerdan kelishini eʼtiborga olish lozim. Mitoxondriya, avvalo, sizning oʻsib-ulgʻayishingizga sabab boʻlgan onangiz tuxum hujayrasi sitoplazmasida boʻlgan. Endi oʻylab koʻring, onangiz oʻzining mitoxondriyasini kimdan olgan? Oʻz onasidan, yaʼni sizning buvingizdanstart superscript, 9, end superscript.
Agar bu savolni yana va yana oilangiz shajarasi boʻylab davom ettirsak, siz oʻz mitoxondriyangiz onangizning ayol ajdodlari boʻylab sizga oʻtib kelayotganini tushunib yetasiz.
Yuqoridagi diagrammada koʻrsatilganidek, mitoxondriya DNKsining irsiylanishi yadro DNKsinikidan butunlay farq qiladi. Odamning yadroda joylashgan DNKsi uning ajdodlari DNKlaridan maʼlum bir qismlarni oʻz ichiga oladi, ammo mitoxondriya DNKsi esa uning onasi tomondan ayol ajdodlariniki bilan bitta, uzilmas chiziqni hosil qilib irsiylanadistart superscript, 9, comma, 10, end superscript.
Mitoxondriyadagi mutatsiyalar va ular sabab boʻluvchi kasalliklar
Mitoxondriya DNKsida roʻy beruvchi mutatsiyalar odamdagi genetik kasalliklarga sabab boʻladi. Masalan, mitoxondriya DNKsidagi koʻplab qismlarning yoʻqolishi Kerns-Seyr sindromiga olib keladi. Bu yoʻqotilishlar mitoxondriyaning energiya saqlash kabi vazifasini bajarishiga toʻsqinlik qiladi. Kerns-Seyr sindromi koʻz qovogʻi va koʻzning harakatini boshqaruvchi muskullarda zaiflik holati, toʻr parda degeneratsiyasi hamda yurak kasalliklarining rivojlanishiga sabab boʻladistart superscript, 11, comma, 12, end superscript.
Mitoxondriyadagi mutatsiyalar tufayli hosil boʻluvchi genetik kasalliklar otadan farzandlarga oʻtmaydi, chunki mitoxondriya ona tomondan irsiylanadi. Ushbu kasalliklarning onadan bolaga oʻtishi quyidagi holatlarda amalga oshadi:start superscript, 13, end superscript
- Ushbu kasallikka chalingan odam hujayralarida normal funksiyali mitoxondriyalar kam uchraydi (va koʻpchiligi anormal, mutatsiyaga uchragan). Bu holatda shunday mitoxondriyalarga ega kasal ona ularni oʻz farzandlariga oʻtkazadi.
- Mitoxondriyaga bogʻliq kasallik normal funksiyali hamda anormal, mutatsiyaga uchragan mitoxondriyalar aralashmasiga ega onada ham uchrashi mumkin. Bunday holatda, normal va mutatsiyaga uchragan mitoxondriyalar meyoz davomida tuxum hujayralarga tasodifiy ravishda taqsimlanadi. Mutatsiyaga uchragan mitoxondriyalar koʻproq irsiylanganda bolalarda shunday kasallikka chalinish ehtimoli yuqoriroq, aksincha, normal mitoxondriyalar koʻproq irsylanganda bolalarda kasallikka chalinish ehtimoli kamroq boʻladi.
Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?
Hozircha izohlar yoʻq.