Большая часть ДНК находится в ядре клетки. Однако некоторые органеллы в цитоплазме клетки, такие как хлоропласты и митохондрии, также имеют собственную ДНК. Эти органеллы реплицируют свою ДНК независимо от ядерной ДНК клетки, в которой они находятся. Неядерное наследование описывает наследование генов от структур, отличных от ядра.
Митохондрии присутствуют как в клетках растений, так и в клетках животных. Они считаются «электростанциями». эукариотических клеток, потому что они расщепляют глюкозу с образованием энергии, которая питает клеточную активность. Митохондриальная ДНК состоит примерно из 37 генов, и многие из них участвуют в этом процессе, называемом окислительным фосфорилированием.
Хлоропласты содержатся в растениях и водорослях и являются участками фотосинтеза. Фотосинтез позволяет этим организмам производить глюкозу из солнечного света. ДНК хлоропластов состоит примерно из 100 генов, многие из которых участвуют в фотосинтезе.
В отличие от хромосомной ДНК в ядре, хлоропластная и митохондриальная ДНК не подчиняются менделевскому предположению о том, что половина генетического материала организма происходит от каждого из родителей. Это связано с тем, что сперматозоиды обычно не вносят ДНК митохондрий или хлоропластов в зиготы во время оплодотворения.
В то время как сперматозоид в первую очередь вносит один гаплоидный набор ядерных хромосом в зиготу, яйцеклетка вносит свои органеллы в дополнение к своим ядерным хромосомам. Зиготы (и хлоропласты в растительных клетках) обычно получают митохондрии и хлоропласты исключительно из яйцеклетки; это называется материнской наследственностью. Материнское наследование – это разновидность неядерного или экстраядерного наследования.
Почему митохондрии и хлоропласты имеют собственную ДНК? Наиболее популярное объяснение – эндосимбиотическая теория. Эндосимбиотическая теория утверждает, что митохондрии и хлоропласты когда-то были независимыми прокариотами. В какой-то момент они присоединились к эукариотическим клеткам-хозяевам и вступили в симбиотические отношения, которые приносят пользу обеим сторонам.
