ADN mitochondrial: qu'est-ce que c'est, quelles sont ses caractéristiques et ses fonctions

Lorsque nous parlons du génome humain, nous pensons généralement à la séquence d'ADN contenue dans les 23 paires de chromosomes au sein du noyau de chaque cellule humaine diploïde. Nous n'avons pas tout à fait tort, puisque c'est cette information génétique qui nous définit à la fois en tant qu'espèce et en tant qu'entités individuelles.

Pourtant, il est fascinant d'apprendre que nous avons 300 fois plus de gènes de microbes à l'intérieur de notre corps que nous n'en avons de notre propre ADN. Ce chiffre se justifie par lui-même rien qu'en disant ceci: nous avons 100 fois plus de micro-organismes que de cellules propre dans le corps, c'est-à-dire environ 100 milliards de bactéries vivant à l'intérieur de notre corps et sur le.

Au-delà de la symbiose bactérienne, il existe une petite portion d'ADN au sein des cellules de notre corps qui "ne nous correspond pas" dans son intégralité. On parle d'ADN mitochondrial, un double brin de matériel génétique externe à notre génome. Plongez avec nous dans ce voyage fascinant à travers l'ADN mitochondrial, car nous vous assurons que nous allons ébranler les fondements des idées préconçues génétiques dans les lignes suivantes.

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ADN mitochondrial: la structure génétique étrangère

On entre directement dans le vif du sujet, car face à un phénomène aussi étrange, on a beaucoup de chemin à parcourir et un espace limité. L'ADN mitochondrial est défini comme le matériel génétique présent dans les mitochondries, c'est-à-dire les organites qui fournissent l'énergie à la cellule pour ses processus vitaux.

On pourrait dire que cette information génétique est "le chromosome" des mitochondries. L'ADN à l'intérieur de la cellule humaine mais à l'extérieur du noyau, concept étrange, n'est-ce pas? Néanmoins, cette structure est très différente du "X" qui vient à l'esprit lorsque nous parlons de chromosomes humains, puisque nous sommes avant un petit double brin circulaire d'ADN, beaucoup plus simple et plus basique que l'organisation génétique présente dans le noyau du cellule.

Pour vous mettre en appétit, nous montrons ci-dessous une série de différences entre l'ADN mitochondrial et nucléaire qui relativisent la distance très nette entre les deux:

• Dans le génome mitochondrial, il y a 37 gènes, contre 20 000 à 25 000 gènes dans l'ADN chromosomique nucléaire humain.
• Cela se traduit par environ 16 500 paires de bases mitochondriales environ, tandis que l'ADN humain représente environ 3,2 milliards de paires de bases.
• Ce double brin circulaire d'ADN mitochondrial code pour une série de protéines uniques à l'organite, tandis que le nucléaire a beaucoup plus de fonctions.

Comme nous pouvons le voir, nous sommes face à deux structures qui sont comme l'eau et le pétrole. Suivant ce parallélisme, ces deux derniers n'ont en commun que d'être un fluide, comme les chaînes qui nous intéressent ici. ils ne partagent que leur structure la plus basique: les nucléotides qui composent l'ADN et la structure la plus basique (qui sont universel).

Structure de l'ADN mitochondrial

Une fois que nous avons mis en perspective ce qu'est l'ADN mitochondrial et en quoi il diffère de humain, il est temps d'utiliser un microscope pour disséquer les parties de ce curieux structure.

Tout d'abord, nous soulignons à nouveau que le génome mitochondrial Il est composé d'un double brin d'ADN, qui se referme sur lui-même de manière circulaire. (comme un serpent qui se mord la queue). Les deux chaînes reçoivent un nom et un traitement particuliers, car elles présentent des caractéristiques différentes.

Par exemple, la chaîne H (Heavy) a un coefficient de sédimentation plus élevé que la chaîne L (light), une valeur qui Ceci est cohérent avec le fait que les séquences codantes de 28 des 37 gènes se trouvent dans ce segment. totaux. Nous ne voulons pas non plus transformer cet espace en une classe de génétique avancée, nous résumons donc les fonctions des séquences présentes dans cet ADN de la manière la plus agréable possible. L'information génétique des mitochondries code pour les composés suivants :

• 2 ARN ribosomiques: molécules d'ARN qui font partie des ribosomes, qui peuvent également être trouvées dans les mitochondries.
• 22 ARN de transfert: indispensables à la synthèse des protéines au sein des mitochondries.
• 13 gènes structuraux, qui codent différentes sous-unités des complexes enzymatiques du système de phosphorylation oxydative.

Comme nous pouvons le voir, la mitochondrie est un organite autonome dans une certaine mesure, car il contient des ribosomes à l'intérieur, et par conséquent, peut synthétiser des protéines de manière autonome. Encore une fois, nous insistons sur le terme "dans une certaine mesure", puisque les mitochondries humaines contiennent environ 1 500 protéines, dont seulement 13 sont codées dans l'ADN mitochondrial lui-même.

Ainsi, la plupart des protéines des mitochondries proviennent de l'information génétique codée dans l'ADN nucléaire (chromosomes). de l'humain dans ce cas), puisqu'ils sont synthétisés dans les ribosomes du cytosol (le milieu cellulaire) puis l'organite les prend pour lui.

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caractéristiques les plus importantes

Après avoir comparé l'ADN mitochondrial à l'ADN nucléaire chez l'homme et revu sa structure, la le prochain arrêt logique est de découvrir quelles caractéristiques définissent cette structure au-delà de sa composition chimie. Allez-y.

1. polyplasmie

Il existe de multiples copies de cet ADN dans les mitochondries, car cette chaîne d'informations génétiques est généralement associée à des protéines dans l'organite, formant une structure appelée "nucléoïde". Pour nous donner une idée, il y a jusqu'à environ 10 nucléoïdes par mitochondrie, ce qui se traduit par environ 10 000 copies d'ADN mitochondrial par cellule.

2. héritage maternel

Il est fascinant d'apprendre que l'ADN mitochondrial présent dans chacun de ces organites dans tout notre corps est hérité uniquement de la mère. Il en est ainsi parce qu'en entrant dans l'ovule, le spermatozoïde subit une dégradation partielle au cours de laquelle il perd la queue et les mitochondries. Sachant ce fait, nous savons que cette information génétique isolée est extrêmement utile lorsqu'il s'agit de déduire des relations chez les êtres vivants.

3. taux de change élevé

L'ADN mitochondrial est sur la "ligne de front complète" car il est très proche de la machinerie respiratoire cellulaire, qui donne naissance aux redoutables radicaux libres, des composés qui peuvent endommager l'ADN avec certaines interactions spécifique. Ainsi, cette structure très particulière possède une variété de machines de réparation complexes, y compris diverses formes de recombinaison.

En raison de ce changement et de cette transformation continus, on estime que l'ADN mitochondrial a un taux de mutation jusqu'à 10 fois supérieur à celui de l'ADN. L'ADN nucléaire, bien sûr, un mécanisme d'évolution beaucoup plus rapide que ce que nous avons l'habitude de voir au sein du monde des êtres vivant.

D'où vient l'ADN mitochondrial ?

Pour clore ce tour de l'information génétique « étrangère » présente dans nos cellules, soulignons que la théorie de l'émergence de cet ADN est pour le moins curieuse.

Selon divers experts, la mitochondrie (il y a environ 2 000 millions d'années) était une bactérie aérobie libre. À un moment donné, une cellule nucléée anaérobie a englouti cette eubactérie, l'intégrant dans son cytosol. Ainsi, une relation symbiotique serait établie sur la base d'un mécanisme appelé endocytose.

De toute évidence, au cours de l'évolution, cette bactérie précoce perdrait bon nombre de ses gènes en cours de route jusqu'à ce que deviendraient les mitochondries que nous connaissons aujourd'hui, qui finiraient par s'intégrer dans l'ADN nucléaire du cellule. Cette théorie est largement soutenue, puisque l'ADN mitochondrial partage diverses caractéristiques avec le génome des micro-organismes procaryotes.

mitochondries C'est l'organite chargée de générer l'essentiel de l'énergie chimique nécessaire pour activer les réactions biochimiques de la cellule., donc sans elle, la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui serait totalement impossible. En prenant un peu de métaphysique sur cette note finale, il est fascinant de penser qu'un fait aussi anecdotique qu'un micro-organisme en mangeant un autre peut avoir déclenché l'explosion actuelle de la vie, parmi lesquelles se trouve notre espèces.

résumé

Comme nous vous l'avions promis au début, nous avons relativisé dans ces lignes la notion de génome à l'intérieur du corps humain, y compris l'origine de la vie et ce qui aurait pu nous conduire à ce point évolutionniste.

Pourtant, les utilisations de ces connaissances ne sont pas simplement conjecturales. ADN mitochondrial permet de déduire des relations de parenté parmi les membres d'une population d'êtres vivants, et connaître ces données est essentiel pour pouvoir mettre en œuvre des plans de conservation dans l'espèce. De plus, il existe diverses maladies mitochondriales liées à des mutations de cet ADN, donc le savoir est la première étape pour y faire face.

Références bibliographiques:

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• Une cellule à l'intérieur de votre cellule: genotypia.com. Récolté le 16 octobre à https://genotipia.com/mitocondria/