如何理解細胞質基因的半自主自我複製?

2021-02-12 四哥生物

                           

線粒體和葉綠體中的DNA，能夠進行半自主自我複製，並通過轉錄和翻譯合成蛋白質。那如何理解細胞質基因的半自主自我複製呢？

很多學者把線粒體和葉綠體的遺傳信息稱為真核細胞的第二遺傳信息系統，或核外基因及其表達體系。研究發現：

①線粒體和葉綠體都具有獨立進行轉錄和翻譯蛋白質的體系。

線粒體和葉綠體中除含有DNA外，還含有RNA（mRNA、tRNA、rRNA）、核糖體、胺基酸活化酶等；

②線粒體和葉綠體的自主程度是有限的。

迄今為止，人們發現葉綠體僅能合成13種蛋白質，線粒體能夠合成60多種蛋白質，而參與組成線粒體和葉綠體的蛋白質分別有上千種。這說明，線粒體和葉綠體中自身編碼合成的蛋白質並不多，它們中的絕大多數蛋白質是由細胞核基因編碼，在細胞質核糖體上合成的。也就是說，線粒體和葉綠體的自主程度是有限的，它們對細胞核遺傳系統有很大的依賴性。因此，線粒體和葉綠體的生長和增殖是受細胞核基因組及自身基因組兩套遺傳信息系統控制的，所以它們都被稱為半自主性細胞器。

③線粒體和葉綠體中的DNA都可以自我複製。

其複製方式也是按半保留複製方式進行。用3H嘧啶核苷酸標記證明，線粒體中DNA複製的時間主要在細胞周期的S期和G2期，而且DNA先複製，隨後線粒體分裂。葉綠體中DNA複製的時間在期。它們的複製都受細胞核的控制，複製所需的DNA聚合酶都是由細胞核DNA編碼，在細胞質核糖體上合成的。

主要參考文獻：

[1]鄧過房.對人教版《遺傳與進化》教材中幾個問題的探討[J].生物學教學,2015,06:68-69.

[2]孟紫強,耿紅,張波.線粒體DNA及其表達的研究進展[J].生命的化學,2001,06:500-502.

——摘自秦磊、張勝主編《高中生物疑點通》

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