stringtranslate.com

Структурное наследование

Центриоль — органелла , участвующая в делении клетки , структурно наследуется.

Структурное наследование или корковое наследование — это передача эпигенетического признака в живом организме посредством самовоспроизводящихся пространственных структур. Это отличается от передачи цифровой информации, например, такой, которая обнаруживается в последовательностях ДНК , которые составляют подавляющее большинство известных генетических вариаций.

Примерами структурного наследования являются распространение прионов , инфекционных белков таких заболеваний, как скрепи (у овец и коз), губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота («коровье бешенство») и болезнь Крейтцфельдта–Якоба (хотя гипотеза передачи прионов только через белок до недавнего времени считалась спорной). [1] Прионы, основанные на наследуемой структуре белка, также существуют в дрожжах . [2] [3] [4] Структурное наследование также наблюдалось в ориентации ресничек у простейших, таких как Paramecium [5] и Tetrahymena , [6] и «рукоятности» спирали клетки у Tetrahymena , [6] и раковинах улиток. Некоторые органеллы также имеют структурное наследование, такие как центриоль , и сама клетка (определяемая плазматической мембраной ) также может быть примером структурного наследования. Чтобы подчеркнуть отличие молекулярного механизма структурного наследования от канонического механизма спаривания оснований Уотсона-Крика для передачи генетической информации, был введен термин «эпигенетическое шаблонирование». [7] [8]

История

Структурное наследование было обнаружено Трейси Зоннеборном и другими исследователями во время его исследования простейших в конце 1930-х годов. Зоннеборн продемонстрировал во время своего исследования Paramecium , что структура кортекса не зависит от генов или жидкой цитоплазмы, а зависит от кортикальной структуры поверхности инфузорий. Существующие ранее структуры клеточной поверхности обеспечили шаблон, который передавался на протяжении многих поколений. [9]

Джон Р. Преер-младший, продолжая работу Зоннеборна, говорит: «Расположение поверхностных структур наследуется, но как — неизвестно. Макронуклеусы передают многие из своих характеристик новым макронуклеусам посредством неизвестного и загадочного механизма» [10] .

Другие исследователи пришли к выводу, что «феномены кортикальной наследственности (и связанные с ними негенетические, эпигенетические процессы) напоминают нам, что фундаментальной репродуктивной единицей жизни является не молекула нуклеиновой кислоты, а удивительно многофункциональная, неповрежденная, живая клетка». [ необходима цитата ]

Изучение структурного наследования является частью расширенного эволюционного синтеза . [11]

В популярной культуре

В статье в Newsweek упоминается исследование, которое показывает, что «некоторые водяные блохи щеголяют колючим шлемом, который отпугивает хищников; другие, с идентичными последовательностями ДНК, имеют голые головы. Разница между ними заключается не в их генах, а в опыте их матерей. Если у матери была стычка с хищниками, у ее потомства есть шлемы, эффект, который один шутник назвал «укуси мать, сразись с дочерью». Если мать прожила свою жизнь без угроз, у ее потомства нет шлемов. Та же ДНК, разные черты. Каким-то образом опыт матери, а не только ее последовательности ДНК, передается ее потомству». [12]

Различные дополнительные примеры структурного наследования представлены в недавно вышедшей книге « Происхождение организменных форм» .

Ссылки

  1. ^ Soto C, Castilla J (июль 2004 г.). «Спорная гипотеза распространения прионов, основанная только на белке». Nat. Med . 10 Suppl (7): S63–7. doi :10.1038/nm1069. PMID  15272271. S2CID  8710254.
  2. ^ Masison DC, Wickner RB (октябрь 1995 г.). «Прион-индуцирующий домен дрожжевого Ure2p и протеазная устойчивость Ure2p в клетках, содержащих прионы». Science . 270 (5233): 93–5. Bibcode :1995Sci...270...93M. doi :10.1126/science.270.5233.93. PMID  7569955. S2CID  42262547.
  3. ^ Tuite MF, Lindquist SL (ноябрь 1996 г.). «Поддержание и наследование прионов дрожжей». Trends Genet . 12 (11): 467–71. doi :10.1016/0168-9525(96)10045-7. PMID  8973157.
  4. ^ Serio TR, Cashikar AG, Kowal AS, Sawicki GJ, Lindquist SL (2001). «Самоподдерживающиеся изменения в конформации белка Sup35 как механизм наследственности у дрожжей». Biochem. Soc. Symp . 68 (68): 35–43. doi :10.1042/bss0680035. PMID  11573346. S2CID  20173430.
  5. ^ Beisson J, Sonneborn TM (февраль 1965). «Цитоплазматическое наследование организации клеточного кортекса у парамеции аурелии». Proc. Natl. Acad. Sci. USA 53 (2): 275–82. Bibcode :1965PNAS...53..275B. doi : 10.1073/pnas.53.2.275 . PMC 219507 . PMID  14294056.  
  6. ^ ab Nelsen EM, Frankel J, Jenkins LM (март 1989). "Негенное наследование клеточной руки" (PDF) . Development . 105 (3): 447–56. doi :10.1242/dev.105.3.447. PMID  2612360.
  7. ^ Viens A, Mechold U, Brouillard F, Gilbert C, Leclerc P, Ogryzko V (июль 2006 г.). «Анализ отложения человеческого гистона H2AZ in vivo свидетельствует против его прямой роли в механизмах эпигенетического шаблонирования». Mol. Cell. Biol . 26 (14): 5325–35. doi :10.1128/MCB.00584-06. PMC 1592707. PMID 16809769  . 
  8. ^ Огрызко В.В. (2008). "Эрвин Шредингер, Фрэнсис Крик и эпигенетическая стабильность". Biol. Direct . 3 : 15. doi : 10.1186/1745-6150-3-15 . PMC 2413215 . PMID  18419815. 
  9. ^ Preer JR (март 2006 г.). «Sonneborn и цитоплазма». Genetics . 172 (3): 1373–7. doi : 10.1093/genetics/172.3.1373. PMC 1456306. PMID  16554410. 
  10. ↑ Preer JR (февраль 1997 г.). «Что случилось с генетикой парамеций?». Genetics . 145 (2): 217–25. doi :10.1093/genetics/145.2.217. PMC 1207789. PMID  9071578 . 
  11. ^ «Структурное наследование: родитель как шаблон развития». Расширенный эволюционный синтез.
  12. ^ Шарон Бегли17 января 2009 г. (17 января 2009 г.). «Бегли: ошибался ли Дарвин в теории эволюции?». Newsweek . Получено 30 июня 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение