¿Existe alguna teoría que explique por qué el ADNmt de los mamíferos debería ser diferente de otro ADN al ser heredado solo de la hembra?

La pregunta era por qué , no cómo … Keith Robinson comienza a abordarlo, pero todos los demás dan respuestas algo incorrectas o irrelevantes. Para reformular esto en términos más precisos, la pregunta es ¿por qué la herencia uniparental parece ser la regla en los mamíferos ? ¿Hay alguna teoría que explique esto? La respuesta es sí, por supuesto, los biólogos evolutivos han considerado esto y aquí hay un resumen:

Los eucariotas portan numerosos genomas citoplasmáticos asexuales (mitocondrias y plastidios). Al carecer de recombinación, los genomas asexuales en teoría deberían sufrir una alteración de la evolución adaptativa. Sin embargo, la evidencia empírica indica que los genomas citoplasmáticos experimentan niveles más altos de evolución adaptativa que lo predicho por la teoría. En este estudio, utilizamos un modelo computacional para mostrar que la biología única de los genomas citoplasmáticos, específicamente su organización en células huésped y su herencia uniparental (materna), les permite experimentar una evolución adaptativa efectiva. La herencia uniparental de genomas citoplasmáticos disminuye la competencia entre diferentes sustituciones beneficiosas (interferencia clonal), promoviendo la acumulación de sustituciones beneficiosas. La herencia uniparental también facilita la selección contra sustituciones citoplasmáticas perjudiciales, lo que ralentiza el trinquete de Muller. Además, la herencia uniparental generalmente reduce el autoestop genético de sustituciones perjudiciales durante los barridos selectivos. En general, la herencia uniparental promueve la evolución adaptativa al aumentar el nivel de sustituciones beneficiosas en relación con las sustituciones perjudiciales. Cuando suponemos que la herencia del genoma citoplasmático es biparental, la disminución del número de genomas transmitidos durante la gametogénesis (cuello de botella) ayuda a la evolución adaptativa. Sin embargo, la evolución adaptativa siempre es más eficiente cuando la herencia es uniparental . Nuestros hallazgos explican observaciones empíricas de que los genomas citoplasmáticos, a pesar de su modo de reproducción asexual, pueden sufrir fácilmente una evolución adaptativa.

Joshua R Christie, Madeleine Beekman (2016). La herencia uniparental promueve la evolución adaptativa en los genomas citoplasmáticos.

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EDITAR :

1. “El trinquete de Muller (llamado así por Hermann Joseph Muller, por analogía con un efecto de trinquete) es un proceso por el cual los genomas de una población asexual acumulan mutaciones perjudiciales de manera irreversible. Muller propuso este mecanismo como una de las razones por las cuales la reproducción sexual puede ser favorecida sobre la reproducción asexual ”. La herencia uniparental parece ser contraria a esto, pero las simulaciones de Christie y Beekman muestran que esto puede ser más lento. Tal paradoja potencial también se discutió aquí: Rolf Hoekstra, origen evolutivo y consecuencias de la herencia mitocondrial uniparental. Reproducción humana 15 (supl.2): 102-111, 2000. https: //humrep.oxfordjournals.or…

2. Existen MECANISMOS MÚLTIPLES para la eliminación de las mitocondrias parentales (de ahí el “ADNmt parental”).

  • A.) Las mitocondrias parentales no se transmiten a los óvulos en algunos organismos porque se han eliminado por completo de los gametos masculinos maduros (“espermatozoides”) durante la última división celular de la meiosis, es decir, los gametos masculinos maduros sin MITOCONDRIA solo tienen suficiente energía. desde la división celular anterior para funcionar y sin mitocondrias no puede haber transmisión de ADNmt.
  • B.) Las mitocondrias parentales se transmiten mucho a los óvulos durante la fertilización, pero están marcadas con una proteína llamada ubiquitina que se dirige a las estructuras intracelulares / complejos de proteínas / etc. para la destrucción por los lisosomas.
  • C.) Las mitocondrias parentales se transmiten a los óvulos, pero hay tan pocas que su efecto se diluye.

Tenga en cuenta que se puede esperar que estos dos últimos causen una “fuga” de la transmisión de ADNmt parental. Este fenómeno se ha medido en una variedad de organismos. Está bien aceptado entre los científicos actuales que la herencia materna de ADNmt es el fenómeno más frecuente pero difícilmente es absoluto.

MtDNA no es el ADN del mamífero: es el ADN separado de las bacterias simbióticas llamadas mitocondrias que viven en sus células y le permiten procesar el oxígeno de manera efectiva. Debido a que los espermatozoides de los mamíferos son muy pequeños, solo pueden contener una pequeña cantidad de mitocondrias, que alimentan los espermatozoides y luego mueren. Sin embargo, el óvulo puede contener una gran cantidad de mitocondrias adquiridas de la madre, que luego se transfieren al nuevo embrión.

Iirc hay algunos hongos en los que el código de las mitocondrias se ha agregado al ADN del hongo, lo que hace que la mitocondria sea solo una parte de la célula fúngica. Pero en los vertebrados hay que ver las mitocondrias como organismos separados que viven dentro de nuestras células. Es posible que haya visto noticias sobre el pobre Charlie Gard, un niño británico que está siendo evaluado actualmente para ver si hay alguna esperanza de que su daño cerebral pueda revertirse y pueda despertarse del coma en el que se encuentra. Bueno, ¿qué tiene de malo? él es que sus mitocondrias están enfermas, no él mismo, sino estas pequeñas cosas dentro de él sin las cuales sus células no pueden respirar adecuadamente.

Esta es una pregunta que no está completamente resuelta.

Primero aclaremos algunos conceptos erróneos. Los espermatozoides humanos contienen entre 50 y 75 mitocondrias, no solo unos pocos. La herencia materna de las mitocondrias no es universal. De hecho, además de la herencia paterna (la regla en las algas verdes unicelulares Clamydominas reinhardtii), la herencia uniparental de cualquiera de los padres se ve en algunos moluscos. La eliminación de las mitocondrias parentales en los mamíferos casi con certeza no es perfecta, con estimaciones variables sobre la frecuencia con la que ocurre.

El “” todas las mitocondrias paternas quedan fuera “es casi seguro que está mal en general; ciertamente, no es una buena opción en especies que muestran herencia paterna. Es más probable que haya una variedad de mecanismos que contribuyen a destruir las mitocondrias paternas después de la fertilización, que puede incluir marcar la destrucción del pelaje de las mitocondrias de los espermatozoides durante su maduración La destrucción tardía de las mitocondrias paternas podría explicar los casos conocidos de humanos con heteroplasmia en solo una pequeña porción de sus células.

La teoría principal sobre por qué la herencia uniparental ha sido seleccionada por la evolución es que dos mitocondrias clonales diferentes (heteroplasmia) podrían funcionar con propósitos cruzados.

Transmisión de ADNmt paterno – Wikipedia

Además, su premisa de que solo las mitocondrias se heredan uniparentalmente Lu es incorrecta: los cloroplastos también se heredan uniparentalmente.

En realidad, hay una respuesta bastante simple para esto. Los espermatozoides son pequeños y en realidad solo tienen varias mitocondrias. Los ovocitos, por otro lado, son algunas de las células humanas más grandes y tienen varios miles de mitocondrias. Después de la fusión, te quedan genomas mitocondriales en su mayoría de origen materno (aunque los del padre todavía están allí, solo un poquito, lo que resulta en heteroplasmia, es decir, genomas Mt de diferente origen citoplasmático). Entonces, en realidad tienes algunas mitocondrias de tu padre, pero no muchas. Durante la secuenciación del ADN, el ADN paterno es detectable, pero está muy poco representado, lo que lleva a los biólogos a decir coloquialmente (aunque de manera inexacta) que el ADNmt se hereda puramente por vía materna.

No se trata solo de mamíferos. Este es el caso generalmente en animales, y creo que en muchos otros eucariotas.

Hasta donde yo sé, es un subproducto de que el huevo sea grande y que el esperma sea pequeño. El espermatozoide completo no entra al óvulo. Solo el ADN nuclear.

La respuesta de Zen Faulkes a ¿La reproducción sexual implica la fusión de las células sexuales?

Las mitocondrias de esperma, que potencian la natación de esperma, se dejan afuera.

Con raras excepciones, obtenemos todas nuestras mitocondrias del óvulo de nuestras madres. Las mitocondrias de un espermatozoide no ingresan al óvulo en la fertilización o se destruyen en el citoplasma del óvulo. Por lo tanto, heredamos solo las mitocondrias de la madre y con ellas, su ADNmt. Consulte la sección “En humanos” de este artículo sobre los tecnicismos e incertidumbres sobre este tema.

Transmisión de ADNmt paterno – Wikipedia

No es solo en mamíferos. Pero de todos modos, las mitocondrias son del tamaño de las bacterias de la barra. Se cree que hace 45 mil millones de años, bacterias de la barra. Cada uno tiene su propio ADN circular, que obviamente es extremadamente más pequeño que el enorme núcleo lleno de nuestro ADN regular. Ahora el huevo conserva sus mitocondrias. Tenga en cuenta que es bueno porque el mCNA puede ser mitocondrial o matrilineal. El esperma luego tiene 3 o 4 que solo para llevarlo al huevo y luego los arroja.

Ahora el niño, niño o niña tiene el ADNm de la madre. Sin embargo, solo las niñas producen huevos y solo las niñas lo transmiten. Los niños producirán esperma con 3 o 4 del ADNm de la madre, pero nuevamente se desprenden cuando el esperma ingresa al óvulo. Así que en realidad es un punto confuso. El ADNm realmente va a todos sus hijos, pero los niños no pueden transmitirlo.

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