Главная / Молекулы и клетки / Гены вне хромосом / Получение цитоплазмы оплодотворенными клетками у высших растений и животных

Получение цитоплазмы оплодотворенными клетками у высших растений и животных

30.05.2010г.

Напомним, что у высших растений и животных оплодотворенная яйцеклетка получает свою цитоплазму в основном от женской зародышевой клетки, а не от мужских элементов — пыльцы или сперматозоида. Правда, для некоторых гаплоидных организмов это объяснение не годится; существуют микроорганизмы, у которых новые клетки образуются в результате слияния примерно равных по величине отцовской и материнской клеток, имеющих одинаковое количество цитоплазмы. Итак, механизм материнской наследственности нельзя объяснить только присутствием или отсутствием в зиготе тех или иных клеточных компонентов.

Впрочем, каким бы ни был этот механизм, основным критерием для распознавания внехромосомных генов служит наследование признаков только по материнской линии. Для того чтобы определить тип наследования того или иного признака, достаточно изучить, как этот признак передается при скрещиваниях. Несмотря на кажущуюся простоту анализа, до недавнего времени в исследовании внехромосомных генов были достигнуты лишь незначительные успехи; объясняется это двумя основными причинами.

Во-первых, весьма трудной задачей оказалось найти мутантные гены. Как правило, генетические исследования основаны на сравнении обычных генов (так называемый «дикий тип») с мутантными, или измененными, генами. Появление необычного признака — скажем, белых глаз у обычно красноглазой плодовой мушки — свидетельствует о наличии мутантного гена, который можно проследить на протяжении нескольких поколений и подробно изучить.

Спонтанные мутации внехромосомных генов возникают сравнительно редко. Более того, мутации этих генов нельзя вызвать облучением или действием химических соединений, хотя эти агенты очень эффективны при получении хромосомных мутаций. Иными словами, трудно получить самый материал, с помощью которого можно было бы изучать внехромосомную систему и выяснить, насколько она важна для наследственности организмов в целом.

Во-вторых, трудность изучения нехромосомной наследственности заложена в самом ее характере. Ведь в этом случае потомство получает только внехромосомные гены матери. Следовательно, обычные методы генетического анализа, основанные на анализе распределения и выражения в потомстве генов обоих родителей, оказываются здесь бессильными.

Нам удалось преодолеть обе эти методические трудности благодаря удачному выбору объекта. Мы использовали в своих опытах жгутиковую зеленую водоросль хламидомонаду (Chlamydomonas) (смотрите рисунок ниже).

Электронная микрофотография хламидомонады

Электронная микрофотография хламидомонады

Здесь показана электронная микрофотография хламидомонады — одноклеточной водоросли,
служившей объектом генетических исследований автора этой статьи (увеличено в 26 000 раз).
Названия основных органелл приведены на рисунке ниже.

Эта водоросль относится к классу фитофлагеллят — гаплоидных организмов, стоящих на одной из низших ступеней развития, предшествовавших обособлению высших растений и животных. Культивировать хламидомонады почти так же легко, как и бактерии: несмотря на его кажущуюся простоту, у этого одноклеточного организма имеются аналоги таких специализированных органов, как глаз, почка и мышцы. Органеллы хламидомонад (смотрите рисунок ниже) не отличаются от органелл, имеющихся в клетках высших организмов.

Хлоропласт

Хлоропласт

К органеллам хламидомонады относятся хлоропласт (предназначенный для фотосинтеза),
рибосомы (для биосинтеза белков) и митохондрии (для превращения энергии).
Хромосомы находятся в ядре. Жгутики — это органы движения клетки, а глазок — это рудиментарный глаз.


«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка





Читайте далее: