Зародышевая плазма - Germ plasm

Не путать с Зародышевой плазмы, набор генетических ресурсов для организма (например, семян или эмбрионов).
Август Вейсманн Теория зародышевой плазмы 1892 года. Наследственный материал, зародышевая плазма, передается только через гонады. Соматические клетки (тела) развиваться заново в каждом поколении из зародышевой плазмы.
Август Вейсман предложил теорию зародышевой плазмы в XIX веке, еще до создания современной теории. генетика.

Зародышевая плазма (Немецкий: Кеимплазма) - биологическая концепция, разработанная в 19 веке немецким биологом Август Вейсманн. В нем говорится, что наследуемая информация передается только стволовые клетки в гонады (яичники и семенники), а не соматические клетки. Связанная с этим идея о том, что информация не может передаваться от соматических клеток к зародышевой линии, в отличие от Ламаркизм, называется Барьер Вейсмана. Теория в некоторой степени предвосхитила развитие современных генетика.

История

Период, термин Кеимплазма (зародышевая плазма) была впервые использована немецким биологом Август Вейсманн (1834–1914), описанный в его книге 1892 г. Das Keimplasma: eine Theorie der Vererbung (Зародыш-плазма: теория наследования).[1] Его теория утверждает, что многоклеточные организмы состоят из стволовые клетки которые содержат и передают наследуемую информацию, и соматические клетки которые выполняют обычные функции организма.[1] В теории зародышевой плазмы наследование в многоклеточном организме происходит только через половые клетки: гаметы, например яйцеклетки и сперматозоиды. Другие клетки тела не действуют как агенты наследственности. Эффект односторонний: половые клетки производят соматические клетки и больше половых клеток; на половые клетки не влияет то, чему обучаются соматические клетки, или какие-либо способности, которые организм приобретает в течение своей жизни. Генетическая информация не может передаваться от сомы к зародышевой плазме и к следующему поколению. Это называется Барьер Вейсмана.[2] Эта идея, если она верна, исключает наследование приобретенных характеристик как предложено Жан-Батист Ламарк и подразумевается Чарльз Дарвин с пангенезис теория наследования.[3] Однако внимательное прочтение работ Вейсмана на протяжении всей его карьеры показывает, что он придерживался более тонких взглядов, настаивая, как и Дарвин, на том, что переменная среда необходима для того, чтобы вызывать вариации в наследственном материале.[4]

Наиболее уязвимой частью теории Вейсмана было его представление о том, что зародышевая плазма (по сути, гены ) последовательно уменьшались при делении соматических клеток. Как современный генетика По мере развития стало ясно, что эта идея в большинстве случаев ошибочна.[5] Случаи, такие как Долли (знаменитая клонированная овца), которая через перенос ядра соматической клетки, доказали, что взрослые клетки сохраняют полный набор информации - в отличие от все более решительной постепенной потери генетической информации Вейсманном - ставя этот аспект теории Вейсмана на место общего правила развития многоклеточных животных. Однако генетическая информация легко теряется соматическими клетками у некоторых групп животных из-за обработка соматического генома. Самый известный пример - нематоды, в котором явление уменьшения хроматина было впервые описано Теодор Бовери в 1887 г.[6]

Эта идея была в некоторой степени предвосхищена в статье 1865 г. Фрэнсис Гальтон, опубликовано в Журнал Macmillan's, в котором изложена слабая версия концепции. В 1889 году Вейсманн написал, что «в своей статье вы изложили идею, которая в одном существенном моменте почти связана с основной идеей, содержащейся в моей теории непрерывности зародышевой плазмы».[7]

Современный вид

Идея барьера Вейсмана, а именно, что изменения, приобретенные в течение жизни организма, не могут повлиять на его потомство, все еще широко принята. Это было расширено до молекулярных терминов, поскольку центральная догма молекулярной биологии, в котором утверждается, что информация записана в виде белки не может быть передана обратно в генетически передаваемую информацию, закодированную в нуклеиновых кислот.[8]

Однако вейсмановское представление о том, что на половые клетки не влияют соматические клетки или их окружение, не является абсолютным. Химическая модификация нуклеотид базы, составляющие генетический код такие как метилирование цитозины а также модификации гистоны вокруг которого ДНК организован в структуры более высокого порядка, зависит от метаболического и физиологического состояния организма и в некоторых случаях может передаваться по наследству. Такие изменения называются эпигенетический потому что они не изменяют нуклеотидную последовательность.[9]

использованная литература

  1. ^ а б Вейсманн, август (1892). Das Keimplasma: eine Theorie der Vererbung. Йена: Фишер.
  2. ^ Зародыш-плазма, теория наследственности (1893)
  3. ^ Хаксли, Джулиан (1942). Эволюция, современный синтез. п. 17.
  4. ^ Винтер, Расмус (2001). "Август Вейсман об вариации зародышевой плазмы". Журнал истории биологии. 34 (3): 517–555. Дои:10.1023 / А: 1012950826540. PMID  11859887.
  5. ^ Например, исследованиями политенные хромосомы в слюнных железах (то есть соматических клетках) личинок Дрозофила.
  6. ^ Страйт, Адриан (ноябрь 2012 г.). «Приглушить звук отбрасыванием: роль в уменьшении хроматина». Клетка развития. 25 (5): 918–919. Дои:10.1016 / j.devcel.2012.10.022. PMID  23153488.
  7. ^ Грубый путеводитель по эволюции: Гальтон или Вейсман первыми о непрерывности зародышевой плазмы?
  8. ^ Тернер, Дж. Скотт (2013). Хеннинг, Брайан Дж .; Скарф, Адам Кристиан (ред.). Второй закон биологии: гомеостаз, цель и желание. За пределами механизма: возвращение жизни в биологию. Роуман и Литтлфилд. п. 192. ISBN  978-0-7391-7436-4. В то время как Вейсманн сказал бы, что изменения, приобретенные в течение жизни организма, не могут влиять на передаваемые признаки в зародышевой линии, CDMB теперь добавил, что информация, закодированная в белках, не может иметь обратную связь и влиять на генетическую информацию в какой бы то ни было форме. , который, по сути, был молекулярной переработкой барьера Вейсмана.
  9. ^ Berger, S.L .; Kouzarides, T .; Shiekhattar, R .; Шилатифард, А. (2009). «Оперативное определение эпигенетики». Гены и развитие. 23 (7): 781–83. Дои:10.1101 / gad.1787609. ЧВК  3959995. PMID  19339683.

внешние ссылки