Экстрануклеарное наследование или цитоплазматическое наследование - это передача гены, встречающиеся вне ядра ядра. Он обнаружен у большинства эукариот и, как известно, встречается в цитоплазматических органеллах, таких как митохондрии и хлоропласты, или у клеточных паразитов, таких как вирусы или бактерии.
Митохондрии - это органеллы, которые функционируют для преобразования энергии в результате клеточного дыхания. Хлоропласты - это органеллы, которые производят сахар посредством фотосинтеза в растениях и водорослях. гены, расположенные в митохондриях и хлоропластах, очень важны для правильного функционирования клеток. митохондриальная ДНК и другие внеядерные типы ДНК реплицируются независимо от ДНК, расположенной в ядре, которое обычно расположено в хромосомах, которые реплицируются только один раз перед делением клетки. Однако внеядерные геномы митохондрий и хлоропластов реплицируются независимо от деления клеток. Они воспроизводятся в ответ на возрастающие потребности клетки в энергии, которые регулируются в течение жизни клетки. Поскольку они реплицируются независимо, геномная рекомбинация этих геномов редко встречается у потомства, в отличие от ядерных геномов, в которых рекомбинация является обычным явлением.
Митохондриальные заболевания передаются по наследству от матери, а не от отца. Митохондрии с их митохондриальной ДНК уже присутствуют в яйцеклетке до того, как она оплодотворяется спермой. Во многих случаях оплодотворения головка сперматозоида попадает в яйцеклетку; оставляя позади свою среднюю часть с митохондриями. Митохондриальная ДНК сперматозоидов часто остается за пределами зиготы и исключается из наследования.
Также возможна внеядерная передача вирусных геномов и симбиотических бактерий. Примером передачи вирусного генома является перинатальная передача. Это происходит от матери к плоду в перинатальный период, который начинается до рождения и заканчивается примерно через 1 месяц после рождения. За это время вирусный материал может передаваться от матери к ребенку с кровотоком или с грудным молоком. Это особенно важно для матерей, несущих вирусы ВИЧ или гепатита С. Симбиотические цитоплазматические бактерии также передаются по наследству от организмов, таких как насекомые и простейшие.
Существуют три основных типа внеядерного наследования.
Poky - мутант гриба Neurospora crassa с экстраядерным наследованием. Poky характеризуется медленным ростом, дефектом сборки митохондриальных рибосом и дефицитом нескольких цитохромов. Исследования poky-мутантов были одними из первых, кто установил внеядерную митохондриальную основу для наследования того или иного генотипа. Первоначально с помощью генетического скрещивания было установлено, что poky передается по материнской линии. Впоследствии было определено, что первичный дефект у poky-мутантов представляет собой делецию в митохондриальной последовательности ДНК, кодирующей малую субъединицу митохондриальной рибосомной РНК.