EREDITATEA CITOPLASMATICA : ANDROSTERILITATEA NUCLEARA SI CITOPLASMATICA -referat genetica-

EREDITATEA CITOPLASMATICA : ANDROSTERILITATEA NUCLEARA SI CITOPLASMATICA

-referat genetica-VASILESCU CRISTIAN DOROBANTU ANDREI ALEXANDRUGrupa 1202Ereditatea extracromozomialaEREDITATEA EXTRACROMOZOMAL (CITOPLASMATIC)

Rolul primordial al cromozomilor i respectiv al materialului genetic nuclear n erediate, este indiscutabil. Totui unele structuri citoplasmatice prin intermediul ADN- ului pe care-l conin, particip la fenomenele ereditare.Acest fenomen poart denumirea de ereditate extracromozomal sau citoplasmatic. Astfel s-a reuit explicarea unor fenomene genetice, care n mod obinuit prin ereditatea cromozomal nu se puteau explica.Materialul genetic celular este mprit n genom (materialul ereditar situat n cromozomi, respectiv n nucleu) i plasmon (materialul ereditar situat n afara cromozomilor, respectiv n citoplasm).Plasmonul (sau genomul extranuclear) - este alctuit din materialul genetic dispus ntr-o serie de organite citoplasmatice cum ar fi: mitocondriile si centriolii n cazul eucariotelor, cloroplastele n cazul plantelor verzi i plasmidele, cel puin n cazul procariotelor.Fenomenul ereditii extranucleare are un comportament nemendelian, caracterele manifestnd o transmitere preferenial pe linie matern. Genele citoplasmatice nu prezint linkaj cu genele nucleare, iar majoritatea acestor structuri citoplasmatice au un aparat replicativ propriu, totui unele din ele fiind i sub un control nuclear din acest punct de vedere.Primii cercettori care au remarcat rolul citoplasmei n ereditate au fost: Th. Boveri (1899), C. Correns (1908), E. Wettstein (1937), iar mai trziu M. M. Rhoades (1946), E. Caspari (1948), G. Eriksson (1963) i alii.Ereditatea extracromozomal a fost pus n eviden n principal prin fenomenele de merogonie, n hibridri i ncruciri reciproce i androsterilitate.

Merogonia

Reprezint obinerea unor organisme cu caractere materne, prin fecundarea unui ovul fr nucleu, de ctre un spermatozoid normal. Se obin astfel descendeni haploizi, care pe lng caracterele paterne, exteriorizeaz i o serie de caractere materne. Caracterele paterne sunt transmise de nucleul spermatozoidului, iar cele materne prin intermediul citoplasmei gametului femel.Primele cerecetri n acest domeniu au fost efectuate de Th. Boveri n anul 1899. El a enucleat ovulele de la specia Ariciul de mare, prin centrifugare, pe care le-a fecundat cu spermatozoizi de la alt specie, Crinul de mare. A obinut larve haploide, care aveau o singur garnitur cromozomal provenit prin intermediul nucleului patern, larve care prezentau ns i caractere materne transmise prin citoplasma ovulei.Cu timpul tehnica enuclerii ovulelor s-a perfecionat, elaborndu-se metode de absorbire a nucleului cu ajutorul unei micropipete, sau de distrugere a nucleului cu ajutorul razelor X. Ca urmare experienele merogonice au fost efectuate la mai multe specii (ex. la triton, la amib .a.), demonstrndu-se capacitatea de transmitere a ereditii prin citoplasm.

Ereditatea extracromozomiala in hibridari si incrucisari reciproce

A fost studiat pentru nceput la plante, n special la porumb, muchi, ciuperci, ulterior i la animale.AIn mod normal, descendenii acelorai prini, ale cror caractere sunt determinate genetic de factori cromozomali, sunt identici n cazul hibridrilor, indifernt care dintre genitori va fi folosit ca mascul sau ca femel, deoarece participarea genomurilor nucleare ale acestora este egal. In cazul ereditii extracromozomale ns, pus n eviden prin hibridri reciproce, descendenii nu sunt identici. Astfel, dac doi genitori A i B, sunt folosii la hibridare reciproc, A x B i B x A, descendenii rezultai din cele dou combinaii sunt diferii fenotipic, fiind mai asemntori formei materne. Aceste diferene se datoreaz ereditii extracromozomale.Astfel, n procesul de fecundare cei doi gamei conin citoplasm n cantiti diferite. Gametul matern are cu mult mai mult citoplasm, dect gametul patern, deci i mai multe organite citoplasmatice, purttoare de material genetic. Acest fenomen de transmitere a unor caractere prin intermediul citoplasmei materne se numete matroclinie.Un exemplu n acest sens l constituie hibrizii reciproci ntre specia calului (Equus caballus) i specia asinului (Equus asinus), care se deosebesc net ntre ei. Astfel din hibridarea unei iepe cu un asin rezult catrul (Equus mullus), iar prin hibridarea reciproc dintre o femel din specia asinului cu un armsar rezult bardoul (Equus hinnus). Specia calului are 2n = 64 de cromozomi i cea a asinului are 62 de cromozomi. Dei ambele categorii de hibrizi au 63 de cromozomi, fenotipic se deosebesc mult ntre ei. Astfel, dezvoltarea corporal, culoarea, fora de traciune, rezistena etc, sunt mult mai apropiate de a formei materne. Acelai fenomen se remarc i n cazul ncrucirii cailor grei cu caii mici sau cu poney, descendenii avnd greutatea corporal influenat de greutatea corporal a mamei.

In creterea animalelor, hibridrile reciproce fiind frecvente, este foarte important de stabilit tipul de ncruciare cel mai indicat, pentru a realiza maximizarea fenomenului de heterozis. Astfel, descendenii pot fi destul de diferii, n funcie de genitorul femel sau mascul utilizat la ncruciare. In creterea psrilor i a porcilor, toate aceste informaii sunt indispensabile, acestea fiind specii care se cresc aproape exculsiv sub form hibrid. De exemplu, hibrizii rezultai din vier Landrace i scroaf Marele alb sunt superiori ca vitalitate, energie de cretere, rezisten etc, fa de hibrizii reciproci rezultai din ncruciarea vierului Marele alb cu scroaf Landrace.Existena acestor diferenieri ntre hibrizii reciproci, pot fi explicate prin:>cantitatea mai mare de citoplasm, deci i de organite citoplasmatice, (n special mitocondrii) purttoare de material genetic, a ovulelor fa de spermatozoizi care sunt aproape lipsii de citoplasm;>la mamifere, organismul matern influeneaz dezvoltarea hibridului, n perioada vieii intrauterine, prin intermediul mediului intrauterin cu care vine n contact, potenndu-i astfel dezvoltarea.

AndrosterilitateaReprezint un fenomen ntlnit la plante, androsterilitatea sau sterilitatea mascul reprezentnd nsuirea unor plante de a nu produce polen sau de a produce polen steril. De regul acest fenomen apare la plantele alogame supuse consangvinizrii sau hibridrii ndeprtate, fiind determinat de factori de natur nuclear, de factori de natur citoplasmatic sau de aciunea combinat a celor dou categorii de factori, astfel c n funcie de factorul determinant poate fi de trei tipuri: nuclear; citoplasmatic i citoplasmatic - nuclear.Cauzele androsterilitii sunt date de unele anomalii cromozomale, de aciunea unor factori ereditari sau de unele nsuiri ale citoplasmei. Toate aceste categorii de cauze pot determina dezvoltarea asincron a gameilor, incompatibilitatea dintre gamei, sau unele anomalii n formarea gameilor. ntruct este un fenomen genetic important, avnd i implicaii practice deosebite, va fi redat n continuare pe scurt, modul de aciune al acestor factori.Androsterilitatea nuclear, este determinat de factori nucleari, (rf/rf) i se comport n general ca un caracter recesiv, dnd natere la plante fr polen. Acest tip de androsterilitate se transmite de indivizii heterozigoi, (Rf/rf) sau homozigoi recesivi, (rf/rf). Deoarece efectul factorului recesiv care o determin (rf), poate fi inhibat de factorul dominant (Rf), acest tip de androsterilitate nu prezint importan practic, nefiind utilizat la producerea de smn hibrid.Androsterilitatea citoplasmatic, este determinat de factori citoplasmatici, (S) i se comport ca un caracter dominant fa de plantele care au aceeai formul genotipic i care conin n citoplasm factorul de fertilitate, (F). Ca urmare, prin polenizarea plantelor androsterile (S), cu polen de la plante fertile (F), n F1 vor rezulta numai plante androsterile (S), deoarece citoplasma lor provine n ntergime din gametul femel.

Sterilitatea mascul citoplasmatic, poate fi transmis prin ncruciri repetate de la un soi la altul, folosindu-se ca soi patern soiul care trebuie transformat.Cu toate avantajele sale, utilizarea practic a acestui tip este limitat i de cunoaterea incomplet a mecanismelor sale de determinare, folosindu-se doar la unele plante ornamentale cu nflorire mai ndelungat i la unele plante la care se folosesc organele vegetative.Androsterilitatea citoplasmatic - nuclear, este determinat de factori ereditari localizai att n citoplasm ct i n nucleu. Plantele care conin aceti factori au posibilitatea de a manifesta att fenomenul de androsterilitate, ct i pe cel de restaurare al fertilitii. Acest tip de androsterilitate, este determinat de factorul citoplasmatic (S), care se manifest doar n prezena factorilor nucleari n stare recesiv, (rf/rf).Androsterilitatea citoplasmatc - nuclear, se poate menine la descendeni, avnd importan practic n crearea de linii consangvinizate androsterile, care s fie utilizate la ncruciare n vederea producerii hibrizilor. Fenomenul este utilizat cu deosebit succes n producerea seminelor hibride de porumb, sorg etc.Spre exemplu, porumbul care se cultiv doar sub form hibrid, smna necesar se obine din linii consangvinizate care se seamn alternativ, fiind necesar castrarea plantelor materne nainte de nflorire. Prin ndeprtarea inflorescenei mascule, forma matern va fi polenizat exclusiv cu polen de la genitorul patern, nu cu polen de la inflorescena mascul de pe aceeai plant. Castrarea plantelor este o operaiune dificil, solicitnd for de munc numeroas, deci cu o influen economic considerabil.Folosirea ca genitor matern a unor linii cu plante androsterile (adic cu inflorescen mascul steril), elimin operaia de castrare, determinnd o cretere a eficienei economice.