4 Contoh Pewarisan Ekstra-Nuklir pada Eukariota | Biologi



Contoh paling penting dari pewarisan ekstra-nuklir pada eukariota adalah sebagai berikut:

Banyak ahli genetika telah mempelajari berbagai kasus pewarisan ekstra-nuklir pada eukariota yang berbeda.

Sumber Gambar: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/DAPIMitoTracker488BPAE.jpg

1. Warisan Ibu:

Dalam kasus-kasus tertentu, telah diamati bahwa ciri-ciri fenotipik tertentu dari progeni F1 , F2 atau F3 bukanlah ekspresi gen mereka sendiri, melainkan gen induk dari pihak ibu. Ekspresi fenotip gen ibu (genotipe) seperti itu mungkin berumur pendek atau dapat bertahan sepanjang rentang hidup individu.

Substansi yang menghasilkan efek keibuan pada progeni ditemukan sebagai produk transkripsi (yaitu, mRNA, rRNA dan tRNA) dari gen ibu yang telah diproduksi selama oogenesis dan yang terdapat dalam ooplasma telur yang tidak dibuahi dalam bentuk lapisan protein tidak aktif. dan molekul mRNA yang terlambat menerjemahkan (informosom) atau rRNA dan tRNA yang tidak aktif.

Produk transkripsi dari gen ibu ini menghasilkan efek fenotipiknya selama pembelahan awal dan blastulasi ketika terjadi sedikit atau tidak ada transkripsi sejak itu; gen zigot ibu dan ayah tetap terlibat dalam replikasi mitosis atau duplikasi DNA. Mungkin ada alasan lain dari pengaruh keibuan yang masih sedikit dipahami. Warisan ibu telah dipelajari di Limnaea (siput).

Shell melingkar di Limnaea. Pada siput (gastropoda), cangkangnya melingkar secara spiral. Dalam kebanyakan kasus, arah gulungan cangkang adalah searah jarum jam, jika dilihat dari puncak cangkang. Jenis gulungan ini disebut dextral. Namun, pada beberapa siput, gulungan cangkang mungkin berlawanan arah jarum jam atau sinistral. Kedua tipe lilitan dihasilkan oleh dua tipe belahan yang berbeda yang dikendalikan secara genetik, yang satu adalah belahan dekstral, yang lainnya adalah belahan sinistral (Gambar 47.1).

Ada beberapa spesies gastropoda yang semua individunya sinistral tetapi minat utamanya melekat pada spesies di mana individu sinistral terjadi sebagai mutasi di antara populasi hewan dekstral normal. Mutan semacam itu ditemukan di siput air tawar Limnaea peregra (A. Sturtevant, 1923).

Pembiakan dan perkawinan silang keong dextral dan sinistral menunjukkan bahwa perbedaan antara kedua bentuk tersebut bergantung pada sepasang gen alelomorfik, gen untuk sinistralitas bersifat resesif (S), dan gen untuk dextral coiling normal bersifat dominan (S + ). . Kedua gen tersebut diwariskan menurut hukum Mendel, tetapi tindakan kombinasi jin apa pun hanya terlihat pada generasi berikutnya setelah genotipe tertentu ditemukan.

Telur individu homozigot sinistral (SS) dibuahi oleh sperma individu dekstral (S + S + ), telur membelah secara sinistra dan semua siput dari generasi F ini menunjukkan cangkang melingkar sinistral. Dengan demikian, gen sperma (S + ) tidak menampakkan diri, meskipun genotip generasi F1 adalah S + S.

Jika generasi kedua (F 2 ) dibiakkan dari individu sinistral F 1 tersebut, semuanya dextral, alih-alih menunjukkan segregasi seperti yang diharapkan dalam pewarisan Mendel normal. Faktanya, segregasi memang terjadi pada generasi F 2 sejauh menyangkut gen, tetapi kombinasi jin baru gagal menampakkan diri, karena penggulungan ditentukan oleh genotipe induknya.

Genotipe ibu F 1 adalah S + S, gen dextrality mendominasi dan bertanggung jawab atas dextral coiling eksklusif dari generasi kedua. Hanya pada generasi F 3 segregasi dengan perbandingan 3: 1 menjadi jelas, karena individu-individu dari generasi F 2 memiliki genotipe —1S + S + ; 2 S + S, 1 SS, 1/4 dari mereka rata-rata menghasilkan telur yang berkembang menjadi individu sinistral (Gbr. 47.2).

Sangat mudah untuk memahami bahwa hasil persilangan timbal balik yaitu pembuahan sel telur individu dextral homozigot (S + S + ) oleh sperma individu sinistral (SS) – akan menyebabkan jenis silsilah yang berbeda: F, generasi akan dextral (dengan genotipe S + S) dan generasi F 2 lagi semua dextral (dengan rasio genotip 1S + S + :2S + S: ISS). Generasi F 3 akan menunjukkan segregasi antar induk, seperti pada persilangan yang diperiksa terlebih dahulu.

Seluruh kasus menjadi jelas jika disadari bahwa jenis pembelahan (sinistral atau dekstral) bergantung pada organisasi sel telur yang terbentuk sebelum pematangan inti oosit. Oleh karena itu, jenis pembelahan dipengaruhi oleh genotipe induk dari pihak ibu.

Sperma memasuki sel telur setelah organisasi ini terbentuk. Terakhir, arah gulungan cangkang tergantung pada orientasi gelendong mitosis dari pembelahan pertama zigot. Jika gelendong dimiringkan ke arah kiri garis median sel telur, pola sinistral akan terbentuk; sebaliknya jika gelendong mitosis dimiringkan ke arah kanan garis median sel, pola dextral akan berkembang. Orientasi gelendong, dengan demikian, dikendalikan oleh organisasi ooplasma yang terbentuk selama oogenesis dan sebelum pembuahan.

2. Warisan ekstra-nuklir oleh Organel Seluler:

Kloroplas dan mitokondria serta organel yang mengandung DNA dan alat sintesis proteinnya sendiri. Sebuah teori yang dianut secara luas mengenai asal-usul mereka mengusulkan bahwa mereka pernah menjadi prokariota endosimbiotik menular yang berevolusi sedemikian bergantung pada produk gen dari inang sehingga mereka tidak lagi dapat berfungsi secara mandiri.

Teori ini didukung oleh fakta bahwa komponen genetik organel ini seringkali mirip dengan yang ditemukan pada prokariota. Misalnya, kloroplas ganggang tertentu dan Euglena mengandung ribosom kecil tipe 70S dan kromosom atau DNA “telanjang” yang melingkar.

Sintesis protein mereka dimulai dengan asam amino N-formyl Methionine, seperti halnya sintesis protein prokariotik, dan RNA polimerase yang bergantung pada DNA sensitif terhadap inhibitor rifampisin. Bahan genetik kloroplas dan mitokondria akan ditransmisikan ke keturunannya hampir secara eksklusif melalui sel telur. Warisan ibu karena kloroplas dan mitokondria diilustrasikan dengan baik oleh contoh-contoh berikut:

(a) Pewarisan kloroplas pada tumbuhan jam empat ‘o’ beraneka ragam.

Pewarisan warna sitoplasma atau inti ekstra pada tanaman oleh plastida pertama kali dijelaskan oleh C. Correns pada tahun 1908 di pabrik jam empat, Mirabilis Jalapa. Berbeda dengan tumbuhan tingkat tinggi lainnya, Mirabilis memiliki tiga jenis daun dan bagian: (1) Daun atau cabang berwarna hijau penuh yang memiliki kloroplas, (2) Daun berwarna putih (pucat) dan cabang yang tidak memiliki kloroplas, (3) Cabang beraneka ragam yang memiliki leukoplas berwarna putih (pucat) dan kloroplas di bercak hijau (Gbr. 47.3).

Karena pigmen klorofil kloroplas terkait dengan fotosintesis makanan dan leukoplas tidak mampu melakukan fotosintesis, sehingga bagian tanaman yang putih atau pucat bertahan dengan menerima makanan dari bagian hijau.

Correns melaporkan bahwa bunga pada cabang hijau hanya menghasilkan keturunan hijau, terlepas dari genotipe dan fenotipe induk serbuk sari dan demikian juga, bunga dari cabang putih atau pucat hanya menghasilkan benih putih atau pucat terlepas dari genotipe dan fenotipe induk serbuk sari.

Tumbuhan yang berkembang dari biji putih atau pucat mati karena kekurangan klorofil dan tidak dapat melakukan fotosintesis. Lebih lanjut Correns melaporkan bahwa bunga dari cabang beraneka ragam menghasilkan keturunan campuran tanaman hijau, putih (pucat) dan beraneka ragam dalam rasio yang sangat bervariasi (Gambar 47.4). Hasil ini dirangkum dalam Tabel 47.1.

Ketidakteraturan transmisi dari cabang beraneka ragam dapat dipahami dengan mempertimbangkan gen sitoplasma (plasmagen) dari plastida. Sebuah studi tentang telur selama oogenesis di Mirabilis mengungkapkan bahwa ooplasma mengandung plastida seperti sitoplasma sel tanaman lainnya.

Jika sel telur berasal dari jaringan tumbuhan hijau, ooplasmanya akan mengandung plastida berwarna; jika berasal dari jaringan tumbuhan putih, ooplasmanya akan mengandung plastida putih; jika berasal dari jaringan beraneka ragam, sitoplasmanya mungkin hanya mengandung plastida berwarna, hanya plastida putih atau campuran plastida berwarna dan putih. Namun, sebuah studi tentang polenogenesis mengungkapkan bahwa polen mengandung sangat sedikit sitoplasma yang dalam banyak kasus tidak memiliki plastida. Tanpa plastida, serbuk sari tidak dapat mempengaruhi aspek fenotipe keturunannya.

Segregasi mitosis:

Cabang-cabang Mirabilis Jalapa yang beraneka ragam menghasilkan tiga jenis telur: beberapa hanya mengandung kloroplas putih, beberapa hanya mengandung kloroplas hijau dan beberapa mengandung kedua jenis kloroplas tersebut. Pada pembelahan mitosis berikutnya, beberapa bentuk segregasi sitoplasma terjadi yang memisahkan jenis kloroplas menjadi garis sel murni, sehingga menghasilkan fenotipe beraneka ragam pada individu keturunan.

Proses penyortiran ini dapat digambarkan sebagai “segregasi mitosis” yang merupakan fenomena nuklir ekstra murni. Dalam segregasi mitosis karena terjadi segregasi dan rekombinasi genotipe organel, maka disebut segregasi dan rekombinasi sitoplasma (singkatannya adalah CSAR).

(b) Warisan ibu oleh gen iojap jagung:

Contoh lain dari tanaman tingkat tinggi juga menunjukkan adanya gen plastid yang mengendalikan integritas plastid. Sebuah gen pada tanaman jagung yang disebut iojap (ij) telah dipetakan oleh M. Rhoades (1946) ke kromosom inti 7. Tanaman yang homozigot untuk ij adalah penyemaian putih yang tidak dapat hidup atau beraneka ragam dengan garis putih yang khas, fenotipnya dikenal sebagai bergaris.

Ketika tanaman beraneka ragam berfungsi sebagai betina dalam persilangan, mereka memunculkan keturunan hijau, putih, dan bergaris, terlepas dari genotipe nuklir dari induk dari pihak ayah. Jadi, jika polen berasal dari tanaman Ij/Ij hijau normal seperti pada Gambar 47.5b, keturunan yang dihasilkan akan menjadi heterozigot Ij/ij, tetapi banyak yang akan menunjukkan pigmentasi plastid abnormal: keberadaan gen Ij “normal” tidak menyembuhkan. memengaruhi. Dalam persilangan silang Ij/Ij betina X ij/ij jantan (Gbr. 47.5). Sebaliknya, keturunan Ij/ij biasanya berpigmen.

Dengan demikian, sifat iojap menunjukkan pewarisan keibuan klasik setelah terbentuk dalam tanaman ij/ij. Selain itu, setelah terbentuk, ia menjadi independen dari gen ij, seperti yang dapat ditunjukkan dengan menyilangkan betina beraneka ragam F 1 Ij/ij dengan jantan normal Ij/Ij. Seperti ditunjukkan pada Gambar (47.5c), campuran keturunan hijau, belang dan putih kembali dihasilkan, meskipun beberapa tanaman belang dan putih sekarang memiliki genotipe Ij/Ij. Jadi, sifat iojap, setelah terbentuk, bersifat permanen.

Tabel 47.1. Pewarisan kloroplas pada tumbuhan jam empat beraneka ragam:

Cabang asal induk jantan

Cabang asal induk betina

Keturunan

Hijau

Hijau

Hijau

 

Pucat atau putih

Pucat atau putih

 

Beraneka ragam

Hijau, pucat atau putih,

   

beraneka ragam

Pucat atau putih

Hijau

Hijau

 

Pucat atau putih

Pucat atau putih

 

Beraneka ragam

Hijau, pucat atau putih,

   

beraneka ragam

Beraneka ragam

Hijau

Hijau

 

Pucat atau putih

Pucat atau putih

 

Beraneka ragam

Hijau, pucat atau putih,

   

beraneka ragam

Fenomena iojap telah dijelaskan oleh dua hipotesis. Satu hipotesis menyatakan bahwa konstitusi genetik ij/ij dapat menyebabkan atau mengizinkan, mutasi yang sering terjadi pada genom kloroplas yang menghasilkan produksi garis-garis plastida abnormal. Hipotesis lain menunjukkan bahwa elemen sitoplasma tertentu selain mutasi kloroplas menjadi ada atau tinggal di sel ij / ij, kemudian diwariskan tanpa adanya genotipe “rentan” atau “permisif” ini, dan menyebabkan pemutihan kloroplas.

Jenis pewarisan keibuan oleh plasmagen kloroplas ini juga telah dipelajari di banyak tanaman tingkat tinggi lainnya seperti jelai, Oenothera sp., Beras, dll.

(c) Warisan ekstra-nuklir oleh mitokondria:

Karya paling penting tentang genetika mitokondria dilakukan pada ragi yang diprakarsai oleh penemuan mutan mungil oleh B. Ephrussi (1953). Selanjutnya mt DNA dipelajari pada beberapa organisme termasuk tumbuhan dan hewan.

(i) Mungil dalam ragi. Ragi:

Saccharomyces cerevisiae, adalah jamur Ascomycetes bersel tunggal. Dalam siklus hidup, diploid dan dewasa haploid berganti-ganti, yang pertama bereproduksi dengan meiospora aseksual yang disebut askospora, yang terakhir dengan isogamet. Mutan mungil dalam ragi gagal tumbuh pada sumber karbon seperti glukosa dan menghasilkan koloni yang lebih kecil (“kecil”) ketika ditanam pada gula seperti glukosa.

Karena perbedaan ini hanya dapat diamati bila kultur ragi tersebut disimpan dalam lingkungan yang mengandung oksigen; sehingga disimpulkan bahwa mutan mungil memiliki mekanisme pernapasan aerobik yang rusak. Dengan kata lain, pertumbuhan mungil yang lambat dapat dikaitkan dengan pemanfaatan sel ragi dari proses fermentasi yang kurang efisien.

Petites ini berbeda dari tipe liar, yang disebut grande dan dicirikan oleh (i) ketidakpekaan mereka terhadap penghambat jalur aerobik (seperti sianida), (ii) tidak adanya sitokrom a, a3 , b dan sejumlah perubahan lain dalam pernapasan mitokondria. enzim; (iii) perkembangan mitokondria yang tidak lengkap; dan (iv) kurangnya pewarnaan mitokondria mungil.

Mutan mungil dapat bersifat segregasi, yaitu, mereka mengikuti segregasi Mendel dan, oleh karena itu, mungkin dikendalikan oleh gen kromosom. Mereka mungkin juga vegetatif, yaitu nonsegregasi atau ekstra-kromosom. Basis genetik karakter mungil adalah faktor sitoplasma Ï + (rho) yang mungkin tidak ada atau cacat pada mungil.

Dengan demikian, mungil vegetatif dapat menjadi netral (Ï Â°) yang sama sekali kekurangan p + atau mungkin menekan (Ï ) memiliki cacat Ï + . Petit netral tidak ditransmisikan sementara petite penekan ditransmisikan ke sebagian kecil keturunan diploid vegetatif. Dalam berbagai galur ragi, daya supresi bervariasi dari 1-99 persen mungil.

Dua baris bukti berikut menunjukkan hubungan Ï + dengan DNA mitokondria (mt DNA); (1) Etidium bromida, yang menginduksi mutasi mungil dengan efisiensi 100 persen, menyebabkan degradasi mt DNA setelah terpapar sel dalam waktu lama. Nyatanya, petite netral telah ditemukan kekurangan DNA mt. (2) petite supresif mengandung mt DNA yang sangat berubah dalam komposisi basa sehubungan dengan mt DNA liar.

(ii) Strain Poky dari Neurospora:

Pada jamur, Neurospora crassa sejumlah mutasi mitokondria diwariskan melalui induk betina. Studi terbaik dari ini adalah galur sempit N. crassa, pertama kali diisolasi oleh Mitchell dan Mitchell (1952). Mutan sempit berbeda dari strain Neurospora tipe liar dalam aspek-aspek berikut: (1) pertumbuhannya lambat; (2) menunjukkan warisan ibu, dan (3) memiliki sitokrom abnormal. Dari tiga sitokrom—cyt a, b, dan c yang ditemukan pada tipe liar, cyt a dan cyt b tidak ada, dan cyt c berlebih pada mutan sempit. Dalam persilangan timbal balik, karakter sempit menunjukkan warisan ibu:

Poky (betina) × tipe liar (jantan) → semuanya sempit

Tipe liar (betina) × poky (jantan) → semua tipe liar

Namun, ada gen nuklir penanda lainnya (ad + /ad ) yang menunjukkan segregasi Mendel 1:1. Bukti-bukti berikut menunjukkan bahwa sifat sempit mungkin terletak pada DNA mitokondria: (i) pertumbuhan yang lambat mungkin disebabkan oleh kekurangan energi ATP dan sumber energi ini adalah mitokondria; (ii) sitokrom pada galur sempit berbeda dari jenis liar dalam kualitas dan kuantitas dan sitokrom ini ditemukan di mitokondria.

(iii) Kemandulan jantan pada tumbuhan:

Pada tumbuhan, fenotip mandul jantan ditemukan dikendalikan baik oleh gen inti atau gen plasma (sitoplasma) atau oleh keduanya. Oleh karena itu, sifat sterilitas jantan tanaman dikendalikan dengan tiga metode berikut:

(a) Kemandulan genetik laki-laki:

Pada tipe sterilitas pria ini, sterilitas dikendalikan oleh gen inti tunggal yang bersifat resesif terhadap fertilitas, sehingga keturunan F1 menjadi subur dan pada generasi F2 , individu yang subur dan steril akan dipisahkan dalam tipikal 3:1 . rasio (Gambar 47.6).

(b) Kemandulan pria sitoplasma (CMS):

Pada jagung dan banyak tanaman lain, kontrol sitoplasma terhadap kemandulan jantan diketahui. Dalam kasus seperti itu, jika induk betina mandul jantan (memiliki plasmagen untuk mandul jantan), keturunan F1 akan selalu mandul jantan, karena sitoplasma terutama berasal dari sel telur yang diperoleh dari induk betina mandul jantan (Gambar 47.7). ).

(c) Kemandulan jantan genetik sitoplasma:

Pada tanaman tertentu, meskipun kemandulan jantan sepenuhnya dikendalikan oleh sitoplasma, tetapi gen pemulih jika ada di dalam nukleus, akan mengembalikan kesuburan. Sebagai contoh, jika induk betina mandul jantan (karena plasmagen sterilitas jantan) maka genotipe inti dari induk jantan akan menentukan fenotipe keturunan F 1 . Jadi, jika tetua betina mandul jantan mengandung gen pemulih genotipe nuklir resesif rr dan tetua jantan adalah RR, memiliki gen pemulih dominan homozigot.

F 1 mereka akan menjadi laki-laki subur Rr. Namun, jika tetua jantan adalah jantan subur rr, keturunan F 1 akan menjadi jantan mandul rr. Jika F 1 jantan heterozigot fertil (Rr) disilangkan dengan jantan fertil jantan rr, diperoleh keturunan dengan 50 persen jantan fertil dan 50 persen jantan steril akan diperoleh (Gbr. 47.8).

Karena, dalam jagung, ekspresi kemandulan pria tergantung pada interaksi antara gen kromosom nuklir dan ekstra. Garis mandul jantan hanya dapat menghasilkan biji setelah penyerbukan silang. Untuk alasan ini mereka berguna dalam membesarkan benih hibrida, terutama dalam skala besar.

Belakangan, pada jagung empat jenis sitoplasma berikut telah dikenali: sitoplasma normal (N) dan tiga jenis sitoplasma mandul jantan (T, C dan S). Studi terbaru tentang mitokondria dalam sitoplasma ini mengungkapkan bahwa faktor yang bertanggung jawab atas kemandulan pria sitoplasma terletak di DNA mitokondria (mt DNA) dan mt DNA dari sitoplasma N, T, C dan S ditemukan berbeda. Sterilitas pria sitoplasma (CMS) tipe C dan S dapat dibalik oleh gen penyimpan nuklir, namun CMS-T tidak bisa.

3. Pewarisan Ekstra-Nuklir oleh Endosimbion:

Parasit intra-seluler tertentu seperti bakteri dan partikel virus menjaga hubungan simbiosis dengan sel inang. Mereka mereproduksi diri dan terlihat seperti inklusi sitoplasma. Kadang-kadang mereka menunjukkan infeksi seperti penularan dengan kesinambungan turun temurun mereka sendiri. Umumnya simbion semacam itu diciptakan dengan huruf-huruf alfabet Yunani (sigma, kappa, mµ, dll.). Berbagai jenis simbion infektif adalah sebagai berikut:

(i) Virus Sigma pada Drosophila L. Heritier dan Teissier menemukan bahwa strain Drosophila melanogaster tertentu menunjukkan tingkat kepekaan yang tinggi terhadap karbon dioksida, sedangkan strain tipe liar dapat terpapar CO2 murni dalam waktu lama tanpa kerusakan permanen, strain sensitif dengan cepat menjadi tidak terkoordinasi bahkan dalam paparan singkat ke konsentrasi rendah.

Sifat ini (kepekaan ekstra) ditransmisikan terutama, tetapi tidak secara eksklusif, melalui induk dari pihak ibu. Tes telah mengungkapkan bahwa sensitivitas CO 2 tergantung pada virus DNA menular yang disebut sigma, ditemukan dalam sitoplasma Drosophila yang sensitif terhadap CO 2 . Partikel infektif ini ditransmisikan secara normal melalui sitoplasma sel telur yang jumlahnya lebih banyak, tetapi kadang-kadang juga melalui sperma. Kepekaan terhadap karbon dioksida bahkan dapat diinduksi pada lalat normal dengan menyuntikkan ekstrak partikel sigma bebas sel dari lalat yang peka terhadap CO2 .

(ii) Spiroseta dan rasio jenis kelamin ibu pada Drosophila:

Betina dari banyak spesies Drosophila dapat menampung populasi baktria spirochaete yang umumnya dikenal sebagai SR. Ketika SR spiroseta menginfeksi telur inang dan ketika telur ini dibuahi, hampir semua zigot XY terbunuh pada awal perkembangan embrionik dan zigot XX bertahan hidup.

Dengan demikian, spiroseta dapat dianggap sebagai endosimbion betina tetapi bukan Drosophila jantan, dan kehadirannya pada betina menimbulkan kondisi yang disebut rasio jenis kelamin ibu, di mana keturunannya secara eksklusif atau hampir seluruhnya betina.

Spirokaeta SR menular, karena ketika diisolasi dari hemolimf pembawa betina dan dimasukkan ke dalam betina normal, yang terakhir menjadi pembawa. Mengapa genotipe wanita memungkinkan retensi mereka dan sebaliknya, mengapa sel XY peka terhadap keberadaannya belum diketahui. K. Oishi dan D. Poulson (1970) telah melaporkan virus yang mengandung DNA dalam spiroseta endosimbion dari Drosophila betina.

(iii) Partikel Kappa:

Pada tahun 1938, TM Sonneborn melaporkan bahwa beberapa ras (dikenal sebagai “pembunuh” atau strain pembunuh) dari protozoa ciliate umum, Paramecium Aurelia menghasilkan zat beracun, yang disebut paramecin yang mematikan bagi individu lain yang disebut “sensitif”. Paramesin larut dalam air, dapat berdifusi dan bergantung pada produksinya pada partikel yang terletak di sitoplasma yang disebut kappa.

Pengamatan mikroskop elektron menunjukkan bahwa partikel kappa adalah bakteri simbiotik panjang sekitar 0,4µ, Caedobacter taeniospiralis; 20 persen bakteri kappa dari strain pembunuh mengandung protein refraktil yang mengandung “tubuh R” dan disebut “Brights”. Mereka terinfeksi virus yang mengontrol sintesis protein virus beracun, paramecin.

Paramecium pembunuh mungkin mengandung ratusan (misalnya, 400) partikel kappa. Kehadiran partikel kappa dalam pembunuh Paramecium bergantung pada pemeliharaan dan replikasinya pada gen dominan kromosom K. Paramecia dengan genotipe nuklir kk tidak dapat menampung partikel kappa.

Ketika Paramecium galur pembunuh yang memiliki genotipe KK atau (K + ) berkonjugasi dengan Paramecium galur non-pembunuh yang memiliki genotipe kk, ekskonjugan semuanya heterozigot untuk gen Kk (Gbr. 47.9). Genotipe Kk menunjukkan bahwa kedua ekskonjugan harus menjadi pembunuh. Tapi bukan itu masalahnya.

Jika konjugasi normal, yaitu berlangsung hanya untuk waktu yang singkat, dan tidak ada pertukaran sitoplasma yang terjadi di antara keduanya, dihasilkan pembunuh dan non-pembunuh (peka). Namun, konjugasi yang jarang atau berkepanjangan (yaitu, berlangsung lama) memungkinkan pencampuran sitoplasma dari kedua konjugan dan hasil pembunuh saja. Sifat pembunuh stabil hanya pada galur pembunuh dengan genotipe KK dan cocok pada galur sensitif dengan genotipe kk.

(iv) partikel mµ:

Tipe lain dari sifat pembunuh yang dikenal sebagai mate killer telah dilaporkan di Paramecium oleh RW Siegel pada tahun 1952. Sifat mate killer diberikan oleh partikel mµ sitoplasma dan Paramecium dengan partikel mµ disebut mate killer karena ketika berkonjugasi dengan Paramecium tanpa partikel mµ apa pun disebut peka pasangan, lalu membunuh yang terakhir.

Partikel mµ hanya terdapat pada sel-sel yang mikronukleusnya mengandung setidaknya satu gen dominan dari salah satu dari dua pasang gen kromosom yang tidak terhubung (M 1 dan M 2 ). Partikel mÂμ terdiri dari DNA, RNA dan zat lain dan merupakan simbion.

(v) Faktor susu pada mencit:

Bittner menemukan bahwa tikus betina dari garis tertentu sangat rentan terhadap kanker payudara dan sifat ini ditemukan sebagai sifat yang ditularkan secara maternal. Hasil persilangan timbal balik antara hewan ini dengan hewan galur dengan insidensi kanker rendah bergantung pada karakteristik induk betina.

Ketika tikus muda dari strain dengan insidensi rendah dibiarkan dirawat oleh ibu asuh yang rentan menghasilkan tingkat kanker yang tinggi di dalamnya. Rupanya ini adalah kasus agen infektif yang ditularkan di dalam susu. Faktor susu yang disebut ini dalam banyak hal mirip dengan virus dan telah ditemukan dapat ditularkan juga melalui air liur dan air mani. Kehadiran faktor susu juga tergantung pada gen nuklir.

4. Pewarisan Uniparental pada Chlamydomonas reinhardi:

Seperti jamur, alga jarang memiliki jenis kelamin yang berbeda, tetapi mereka memiliki tipe kawin. Pada banyak spesies alga dan fungi, terdapat dua tipe perkawinan yang ditentukan oleh alel pada satu lokus. Persilangan hanya dapat terjadi jika induknya berbeda jenis kawin. Jenis perkawinan secara fisik identik tetapi secara fisiologis berbeda. Spesies seperti itu disebut heterothallic (secara harfiah berarti “bertubuh berbeda”). Di Chlamydomonas, alel tipe kawin disebut mt + dan mt~ (di Neurospora mereka adalah A dan a; di ragi a dan α).

Pada tahun 1954, Ms. Ruth Sagar mengisolasi mutan Chlamydomonas yang peka terhadap streptomisin (sm-s) dengan pola pewarisan yang aneh. Pada persilangan berikut, sm-r dan sm-s masing-masing menunjukkan resistensi streptomisin dan sensitivitas streptomisin, dan mt adalah gen tipe kawin:

mt + sm-r × mt sm-s → keturunan semua sm-r

mt + sm-s × mt sm-r → keturunan semua sm-s

Di sini, terjadi perbedaan persilangan timbal balik; semua sel progeni menunjukkan fenotipe streptomisin dari induk mt + . Seperti warisan ibu, ini adalah kasus warisan uniparental. Nyatanya, Sagar sekarang menyebut tipe kawin mt + sebagai betina, menggunakan analogi ini.

Penggunaan Genom Ekstra-nuklir:

  1. Mencegah hilangnya total organel akibat mutasi tunggal pada gen inti.
  2. Ini menyediakan reservoir mutasi sitoplasma.
  3. Berguna dalam kondisi lingkungan yang buruk.

Related Posts