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母系遺傳（生物學(xué)術(shù)語）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-18

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母系遺傳

生物學(xué)術(shù)語

母系遺傳指兩個(gè)具有相對(duì)性狀的親本雜交，不論正交或反交，子一代總是表現(xiàn)為母本性狀的遺傳現(xiàn)象。母系遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳的主要特征。

mtDNA只通過卵細(xì)胞將其中的遺傳信息傳給下一代，使得子代中線粒體DNA序列和母親一致，即所謂的母系遺傳。它除了不遵循孟德爾遺傳規(guī)律以外，主要還有以下特點(diǎn)：①無有絲分裂和減數(shù)分裂的周期變化； ②遺傳物質(zhì)位于細(xì)胞器中，不受核移植的影響；③雜交或反雜交后，子代只表現(xiàn)母方的特征。根據(jù)這些特征，可以直接追溯人類母系進(jìn)化史，在缺乏父親的親子鑒定中有特殊價(jià)值。（李英碧）

基本信息

中文名	母系遺傳
外文名	Maternal inheritance
拼音	muxiyichuan
定義	子一代總是表現(xiàn)為母本性狀的遺傳現(xiàn)象
出處	親本雜交

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Leber病

母系遺傳（maternal inheritance）是指核外染色體所控制的遺傳現(xiàn)象。例如Leber 遺傳性視神經(jīng)病變(Leber’s hereditary optic neuropathy ,LHON) 是一種主要累及視盤黃斑束纖維，導(dǎo)致視神經(jīng)退行性變的母系遺傳性疾病。本病男性患者居多，發(fā)病年齡可從小于10歲到70 多歲，但常在20～30 歲時(shí)發(fā)病。雙眼同時(shí)或先后起病，主要表現(xiàn)為急性或亞急性視力減退，伴中心視野缺損及色覺障礙。1988 年Wallace 等發(fā)現(xiàn)LHON 與線粒體DNA(mitochendrial DNA , mtDNA) 突變有關(guān)，患者的氧化磷酸化復(fù)合物Ⅰ (NADH脫氫酶)ND4 亞基第11778 位點(diǎn)的堿基由G置換為A ,使ND4 亞基第340 位高度保守的精氨酸變成了組氨酸，從而導(dǎo)致LHON的發(fā)生。目前已發(fā)現(xiàn)有40 多個(gè)與LHON 相關(guān)的mtDNA 突變位點(diǎn)，其中ND4 G11778A、ND1 G3460A 和ND6 T14484C被認(rèn)為是與LHON 相關(guān)的3 個(gè)公認(rèn)的原發(fā)突變位點(diǎn)。由于mtDNA為母系遺傳，因此由mtDNA基因突變所致的Leber病也遵循母系遺傳的傳遞規(guī)律，即患者都與母親有關(guān)。男性患者的后代中尚未見有直接傳代者。但并非女性患者的后代全部發(fā)病，而且發(fā)病年齡也不一致；甚至一些女性患者本身表型正常，但可將本病傳給下一代。

特點(diǎn)

①母親將她的mtDNA傳遞給兒子和女兒，但只有女兒能將其mtDNA傳遞給下一代；

②人的細(xì)胞里通常有上千個(gè)mtDNA拷貝，在突變體和正常mtDNA共存的細(xì)胞中，mtDNA在細(xì)胞的復(fù)制和分離過程中發(fā)生遺傳漂變，可導(dǎo)致子細(xì)胞出現(xiàn)三種基因型：純合的突變體mtDNA、純合的正常mtDNA、突變體和正常的mtDNA的雜合，這是由于mtDNA的遺傳不遵循孟德爾定律，被隨機(jī)分配到子細(xì)胞中所致;線粒體病發(fā)病有一閾值，只有當(dāng)異常的mtDNA超過閾值時(shí)才發(fā)病。女性攜帶者的細(xì)胞內(nèi)突變的mtDNA未達(dá)到閾值或在某種程度上受核影響而未發(fā)病，但仍可以通過mtDNA突變體向下代傳遞。女性患者細(xì)胞里mtDNA同樣可能存在雜合性，子女中得到較多突變mtDNA的個(gè)體發(fā)病，得到較少的病情較輕或不發(fā)病。

研究

線粒體DNA一般只通過母系遺傳，是人們探索母系遺傳的絕佳工具。科學(xué)家日前公布的一項(xiàng)研究解釋了線粒體DNA擁有這一特性的機(jī)制。

線粒體是細(xì)胞能量?jī)?chǔ)存和供給的場(chǎng)所。美國康奈爾大學(xué)研究員西村芳樹和日本東京大學(xué)的研究小組在新一期美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表論文說，精子的線粒體DNA在受精后不久分解，導(dǎo)致線粒體DNA只通過母系遺傳。科學(xué)家此前認(rèn)為，可能是因?yàn)榫拥膫€(gè)頭比卵子小得多，線粒體的數(shù)量也非常有限，導(dǎo)致來自母體的線粒體DNA在遺傳中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。而西村芳樹等人猜測(cè)，精子的線粒體DNA容易受緊張情緒的影響而遭到損傷，為了不把質(zhì)量差的基因遺傳給后代，精子的線粒體DNA就自行毀滅了。

在此次研究中，研究人員用色素給青鳉的精子線粒體DNA染色后進(jìn)行觀察。精子進(jìn)入成熟階段，這些線粒體DNA只剩下原來數(shù)量的五分之一，而受精后幾乎全部消失了。研究人員使用特殊裝置將受精后的精子重新取出觀察，發(fā)現(xiàn)精子的線粒體完好無損，而線粒體里的DNA在受精后1小時(shí)左右就分解消失了。

母系遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳的主要特征，而不能代表細(xì)胞質(zhì)遺傳的全部?jī)?nèi)容。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為人們對(duì)細(xì)胞質(zhì)遺傳規(guī)律的研究和認(rèn)識(shí)提供了強(qiáng)有力的手段，科學(xué)家們己揭示出了生物細(xì)胞質(zhì)DNA遺傳的新規(guī)律和新現(xiàn)象，在細(xì)胞質(zhì)遺傳方面表現(xiàn)為單親的母系遺傳，父系遺傳及雙親遺傳多種形式，大大豐富和逐步完善了細(xì)胞質(zhì)遺傳研究的內(nèi)容。

壽命受母系遺傳影響更大，因?yàn)榫€粒體中的一些基因變異會(huì)影響后代壽命，而線粒體基因組屬于母系遺傳。

其它遺傳

細(xì)胞質(zhì)遺傳一般表現(xiàn)為母系遺傳的特征。20世紀(jì)80年代以來，隨著DNA分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將DNA分子標(biāo)記應(yīng)用于細(xì)胞質(zhì)遺傳研究，從DNA分子水平上研究細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的變異，使得人們對(duì)細(xì)胞質(zhì)遺傳現(xiàn)象有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。據(jù)研究表明，在所有高等真核生物中，線粒體DNA一般表現(xiàn)為母系遺傳的特征，包括人類、其他哺乳類動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚類及高等植物等。但也發(fā)現(xiàn)，老鼠、衣藻、被子植物中的月見草、大麥和黑麥的屬間雜種、甘藍(lán)型油菜、北美紅杉等生物體中線粒體DNA是父系遺傳的。而對(duì)植物葉綠體DNA的研究發(fā)現(xiàn)，在被子植物中，大多數(shù)植物表現(xiàn)為母系遺傳特征，而其中20%的物種中存在著雙親遺傳的現(xiàn)象，紫花苜蓿、胡蘿卜等植物表現(xiàn)為典型的父系遺傳特征。與被子植物相比，大多數(shù)裸子植物的質(zhì)體DNA則表現(xiàn)為父系遺傳特征。

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