W genomie komórek prokariotycznych, poza genoforem, który stanowi jedna cząsteczka DNA tworząca jeden chromosom, DNA zawarte jest również w plazmidach. Obecne w nich geny dziedziczą się pozachromosomowodziedziczenie pozachromosomowedziedziczą się pozachromosomowo. Plazmidy są kolistymi cząsteczkami DNA, które mogą się replikować. Jest to ważne dla komórek bakteryjnych, ponieważ zreplikowane plazmidy zostają przekazane nowym komórkom podczas podziału lub w tzw. horyzontalnym transferze genówhoryzontalny transfer genówhoryzontalnym transferze genów w trakcie koniugacjikoniugacjakoniugacji, transdukcjitransdukcjatransdukcji czy transformacjitransformacjatransformacji komórek bakteryjnych. Informacja genetyczna zapisana w plazmidach nie dotyczy podstawowego metabolizmu komórki bakteryjnej. Dzięki niej bakterie mogą uzyskiwać natomiast oporność na antybiotyki lub zdolność do infekowania gospodarza. Geny plazmidów determinują cechy umożliwiające symbiozę bakterii z roślinami (np. u Rhizobium), a także rozkładanie nietypowych źródeł węgla (np. toluenu).

Więcej informacji na ten temat znajdziesz w materiale: Procesy płciowe i zmienność genetyczna bakteriiD1FurTcyUProcesy płciowe i zmienność genetyczna bakterii.

W komórkach eukariotycznych przeważająca część genomu znajduje się w jądrze komórkowym. Niewielka ilość DNA obecna jest także w innych organellach komórkowych – w mitochondriach i w chloroplastach. W komórkach zwierzęcych i grzybowych DNA pozachromosomowe zawarte jest w mitochondriach, a w komórkach roślinnych w mitochondriach i chloroplastach. Mitochondria i plastydyplastydyplastydy mają własne rybosomy o stałej sedymentacji, odpowiednio, 55S i 70S, oraz DNA w postaci kolistej, dwuniciowej cząsteczki przypominającej DNA komórek bakteryjnych. Zgodnie z teorią endosymbiozy obie organelle zostały zasymilowane przez przodka komórki eukariotycznej – więcej  w materiale: Mitochondria i chloroplasty – organelle półautonomiczneDnERw4K0lMitochondria i chloroplasty – organelle półautonomiczne.

Nowe mitochondria i plastydy powstają poprzez wzrost i podział już istniejących organelli. Zazwyczaj występują licznie w komórkach, a każda organella może zawierać wiele kopii DNA. W jaki sposób odbywa się dziedziczenie pozajądrowej informacji genetycznej?

Mitochondria i chloroplasty dzielą się niezależnie od podziałów jądra komórkowego i są losowo rozdzielane do komórek potomnych. Dziedziczenie genów DNA mitochondrialnego (mtDNA) i chloroplastowego (chlDNA lub cpDNA) odbywa się więc pozachromosomowo, niezgodnie z prawami Mendla.

Genom mitochondrialny człowieka składa się z ok. 16 600 par zasad i ma charakter genów ciągłych, czyli takich, których sekwencja kodująca nie jest przedzielona odcinkami niekodujacymi. Ma on postać kolistych cząsteczek DNA.

Dziedziczenie mitochondrialne u ptaków i ssaków odbywa się w linii żeńskiej (matczynej). Wszystkie mitochondria występujące w organizmie potomnym, zarówno płci żeńskiej jak i męskiej, wywodzą się z mitochondriów zawartych w oocycie.  Podczas zapłodnienia do wnętrza komórki jajowej plemnik dostarcza „jedynie” haploidalne jądro komórkowe. Jeżeli nawet doszłoby do wprowadzenia plemnikowych mitochondriów, to zdegenerowałyby się one na wczesnym etapie rozwoju zygoty. Z tego względu choroby powodowane nieprawidłowościami w DNA mitochondrialnym dziedziczone są po matce – przykłady takich jednostek chorobowych podano w materiale: Choroby człowieka dziedziczone pozajądrowoDQCSD3NrjChoroby człowieka dziedziczone pozajądrowo.

Do tej pory u człowieka odnotowano tylko jeden przypadek dziedziczenia mitochondrialnego DNA po ojcu – 17 osób odziedziczyło mitochondria zarówno po matce, jak i ojcu.

U niektórych gatunków małży (np. omułków) obserwuje się zjawisko dziedziczenia zarówno żeńskich, jak i męskich mitochondriów. Natomiast u należącego do kokcydiów Cryptosporidium (pasożyt układu pokarmowego człowieka i innych ssaków) w ogóle nie zachodzi dziedziczenie mitochondrialne, bo mitochondria tego organizmu nie zawierają DNA. U większości roślin mtDNA również pochodzi z linii żeńskiej.

Rvi6PsyCE51JZ

Zdjęcie przestawia obraz mikroskopowy, na którym widoczna jest owalna cysta. Struktura jest nieco wypukła.

W plastydach komórek roślinnych występują koliste cząsteczki DNA nazywane DNA plastydowym lub DNA chloroplastowym. Liczy ono 120 000–170 000 par zasad i zawiera 80–300 genów.

Dziedziczenie chloroplastowego DNA zazwyczaj odbywa się jednostronniedziedziczenie jednostronnejednostronnie, najczęściej w linii żeńskiej. Dziedziczenie obustronnedziedziczenie obustronneDziedziczenie obustronne zachodzi bardzo rzadko (np. u wiesiołka).

Słownik