Генетическая система клетки: ядерные гены и плазмогены.

Хромосомная теория наследственности указывает на ведущую роль ядра в передаче наследственных признаков. По мере развития генетики накапливались данные о возможности прямого участия в явлениях наследственности цитоплазмы. Такая форма наследственности определяется органоидами клетки, способными к самовоспроизведению, благодаря наличию в них ДНК: митохондриями и пластидами.

Наследственность, при которой материальной основой наследования являются элементы цитоплазмы, называется цитоплазматической. Такая форма наследственности не подчиняется законам Менделя.

Цитоплазматическое наследование, в отличие от хромосомного, осуществляется по материнской линии, т.к. цитоплазмой богата яйцеклетка, а не сперматозоид.

Наследственные факторы цитоплазмы и органелл называются плазмотип или плазмон. Единица цитоплазматической наследственности – плазмоген. У прокариот носителями цитоплазматической наследственности является ДНК плазмид.

Пластидная наследственность. Наследование пестролистности у растений является примером такого типа. Пестролистность у цветка ночной красавицы наблюдается только у женского растения. Признак пестролистности связан с мутациями ДНК в хлоропластах, что приводит к их обесцвечиванию.

Митохондриальная наследственность. Митохондриальные гены кодируют 2 группы признаков, связанных:

1) с работой дыхательной системы;

2) с устойчивостью к антибиотикам.

В митохондриях дрожжевых клеток обнаружены гены дыхательных ферментов. Эти гены находятся в плазмидах. У бактерий выделяют 3 типа плазмид:

1) содержащие половой фактор F;

2) фактор R;

3) фактор col – колициногенный.

Бактерии с фактором F являются мужскими. При конъюгации фактор F переходит в женскую особь и она становится мужской.

Фактор R обеспечивает устойчивость к антибиотикам и также передается при конъюгации.

Фактор col содержится в плазмидах, ДНК которых кодирует белки-колицины, убивающие бактерии, не содержащие таких плазмид.

Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) – разновидность внеядерной наследственности. Характеризуется присутствием в ДНК митохондрий и пластид цитоплазматического гена (плазмогена), угнетающего формирование хромосом при образовании пыльцы. В результате появляется нежизнеспособная (стерильная) пыльца, не образующая спермиев. ЦМС играет большую роль в селекции и семеноводстве для исключения самоопыления и последующего получения гетерозисных гибридов (кукуруза, лук, пшеница, свекла и др.)