В настоящее время установлено (согласно Кембриджскому учебнику уровня A), что
организмы образуют симбиотическое партнерство, как правило, один поглощает другого — процесс, известный как эндосимбиоз. В результате происходят драматические эволюционные изменения. Классическими примерами, теперь подтвержденными более поздними работами, были предположения, что митохондрии и хлоропласты изначально были свободноживущими бактериями (прокариотами), которые вторглись в предков современных эукариотических клеток (клеток с ядрами).
В нем также говорится, что
В 1960-х годах также было обнаружено, что митохондрии и хлоропласты содержат небольшие кольцевые молекулы ДНК, такие же, как у бактерий.
И наконец
ДНК и рибосомы митохондрий и хлоропластов все еще активны и отвечают за кодирование и синтез некоторых жизненно важных белков, но митохондрии и хлоропласты больше не могут жить независимо.
Итак, мой вопрос:
Найдена ли эта ДНК в митохондриях и хлоропластах, закодирована ли она в ДНК хозяина (животного или растения).
Если нет, то есть ли полностью сформированные митохондрии и/или хлоропласты во всех гаметах (очевидно, хлоропласты только в гаметах растений), которые были перенесены непосредственно от родителя, которому они были перенесены непосредственно от родителя, и так далее?
Если да, то все ли митохондрии и хлоропласты одного типа в организме идентичны? Являются ли они почти идентичными в семействах (организмов, не относящихся к классификационному семейству)?
Найдена ли эта ДНК в митохондриях и хлоропластах, закодирована ли она в ДНК хозяина (животного или растения).
Нет, ДНК, содержащаяся в этих органеллах, не является частью ядерного генома. Однако часть исходного генома прокариот была перенесена в ядерную ДНК. Именно поэтому, как вы процитировали, они «не могут больше жить самостоятельно».
Если нет, то есть ли полностью сформированные митохондрии и/или хлоропласты во всех гаметах (очевидно, хлоропласты только в гаметах растений), которые были перенесены непосредственно от родителя, которому они были перенесены непосредственно от родителя, и так далее?
Так как эти органеллы со временем понадобятся детскому организму, а они могут передаваться только по наследству, то хотя бы одна из гамет должна их содержать.
Общее правило для хлоропластов состоит в том, что их обеспечивает только одна из гамет. Например, у голосеменных это мужская гамета (пыльца), у покрытосеменных — женская гамета (яйцеклетка). Либо его просто нет в другой гамете, либо специфический механизм исключения делает его наследование монородительским.
В основном то же самое для митохондрий, с оговоркой, что (подвижные) сперматозоиды содержат митохондрии для их метаболических функций (энергии для движения), но они отбрасываются при формировании зиготы, и наследуются только материнские митохондрии. (У растений, в основном материнские, за исключением)
Это действительно означает, что существует линия органелл на одной из родительских сторон, вплоть до самого недавнего общего предка (приблизительно, первой особи вида). У людей это означает предполагаемую митохондриальную Еву , от которой происходит вся человеческая митохондриальная ДНК.
Если да, то все ли митохондрии и хлоропласты одного типа в организме идентичны? Являются ли они почти идентичными в семействах (организмов, не относящихся к классификационному семейству)?
Каждая митохондрия отдельного организма происходит из запаса митохондрий зиготы путем репликации. Таким образом, они очень похожи, за исключением клеточной специализации (придающей особую морфологию органеллам) и возможных мутаций. То же самое и с хлоропластом.
Митохондрии (и хлоропласты) являются основными компонентами эукариотической клетки, обеспечивающими важные функции, которые в высшей степени консервативны у видов, не говоря уже о родственных особях.
Однако это не означает, что ДНК этих органелл одинакова для каждого человека: разные последовательности могут давать один и тот же белок, или мутация может затронуть некодирующий сегмент генома. Это основа генетической генеалогии , позволяющей проследить родословную с помощью анализа ДНК, включая митохондриальную ДНК.
Нет на ваш первый вопрос. Митохондриальная ДНК (м[т]ДНК) индивидуальна для ДНК хозяина — у нее есть свои собственные ДНК в самих органеллах. То же самое касается хлоропластов. Митохондриальная ДНК официально связана с Х-хромосомами матери, и, поскольку митохондрии сперматозоидов разрушены и остается только материнская яйцеклетка, материнская мтДНК остается для передачи по наследству.
Митохондрии самостоятельно растут, воспроизводят и реплицируют мтДНК — это еще одно доказательство того, что они когда-то были прокариотами, не говоря уже об их кольцевой ДНК, двухмембранной структуре и т. д.
Я не уверен в третьем вопросе об их эволюционных взаимоотношениях друг с другом, но вы, вероятно, должны знать, что хлоропласты создавали пищу, фиксируя углекислый газ, в то время как митохондрии расщепляли сахара, чтобы высвободить АТФ.