Mitokondriális DNS: mi az, és mik a jellemzői és funkciói

Amikor az emberi genomról beszélünk, általában az egyes diploid emberi sejtek magjában lévő 23 kromoszómapárban található DNS-szekvenciára gondolunk. Nem tévedünk teljesen, hiszen ez a genetikai információ határoz meg minket fajként és egyéni entitásként egyaránt.

Mindazonáltal lenyűgöző megtudni, hogy testünkben 300-szor több gén található mikrobákból, mint a saját DNS-ünkből. Ezt az adatot önmagában is igazolja, ha elmondjuk: 100-szor több mikroorganizmusunk van, mint sejt saját testünkben, azaz megközelítőleg 100 milliárd baktérium él a testünkben és róla.

A bakteriális szimbiózison túl testünk sejtjein belül van egy kis DNS-rész, amely teljes egészében "nem felel meg nekünk". Mitokondriális DNS-ről beszélünk, a genomunkon kívüli genetikai anyag kettős szála. Merüljön el velünk ebben a lenyűgöző utazásban a mitokondriális DNS-en keresztül, mivel biztosítjuk, hogy a következő sorokban megrázzuk a genetikai prekoncepciók alapjait.

• Kapcsolódó cikk: "Mitokondriumok: mik ezek, jellemzők és funkcióik"

Mitokondriális DNS: az idegen genetikai szerkezet

Közvetlenül belemegyünk a dologba, mert egy ilyen furcsa jelenséggel szemben bőven van mit lefedni, és korlátozott a helyünk. A mitokondriális DNS-t úgy határozzuk meg a mitokondriumokban jelenlévő genetikai anyag, vagyis az organellák, amelyek energiát adnak a sejtnek a létfontosságú folyamataihoz.

Mondhatnánk, hogy ez a genetikai információ a mitokondriumok „kromoszómája”. A DNS az emberi sejtben, de a sejtmagon kívül, furcsa koncepció, igaz? Ennek ellenére ez a szerkezet nagyon különbözik az "X"-től, ami eszünkbe jut, amikor emberi kromoszómákról beszélünk, mivel egy kicsi és kör alakú kettős DNS-szál előtt, sokkal egyszerűbb és alapvetőbb, mint a sejtmagban jelen lévő genetikai szerveződés. sejt.

Az étvágy felkeltésére az alábbiakban bemutatunk egy sorozatot különbségek a mitokondriális és a nukleáris DNS között, amelyek perspektívába helyezik a kettő közötti nagyon egyértelmű távolságot:

• A mitokondriális genomban 37 gén található, szemben az emberi nukleáris kromoszómális DNS 20 000-25 000 génjével.
• Ez körülbelül 16 500 mitokondriális bázispárt jelent, míg az emberi DNS körülbelül 3,2 milliárd bázispárt tesz ki.
• Ez a kettős, körkörös mitokondriális DNS-szál egy sor fehérjét kódol, amelyek egyediek az organellumban, míg a nukleárisnak sokkal több funkciója van.

Amint látjuk, két olyan szerkezettel állunk szemben, amelyek olyanok, mint a víz és az olaj. Ezt a párhuzamosságot követve ez utóbbi kettőben csak az a közös, hogy olyan folyadék, mint a minket itt foglalkoztató láncok. csak a legalapvetőbb szerkezetükön osztoznak: a DNS-t alkotó nukleotidokon és a legalapvetőbb szerkezeten (amelyek egyetemes).

A mitokondriális DNS szerkezete

Miután perspektívába helyeztük, mi az a mitokondriális DNS, és miben különbözik a ember, itt az ideje, hogy mikroszkóp segítségével boncolgassuk ennek a kíváncsiságnak a részeit szerkezet.

Mindenekelőtt ismét hangsúlyozzuk, hogy a mitokondriális genom Kettős DNS-szálból áll, amely körkörösen záródik magára. (mint egy kígyó, amely a farkába harap). Mindkét lánc különleges nevet és kezelést kap, mivel eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek.

Például a H (nehéz) lánc ülepedési együtthatója magasabb, mint az L (könnyű), ez az érték Ez összhangban van azzal a ténnyel, hogy a 37 gén közül 28 kódolószekvenciája ebben a szegmensben található. összesen. Ezt a teret sem akarjuk fejlett genetikai osztálytá alakítani, ezért a DNS-ben jelenlévő szekvenciák funkcióit a lehető legszebb módon foglaljuk össze. A mitokondriumok genetikai információi a következő vegyületeket kódolják:

• 2 Riboszomális RNS-ek: riboszómák részét képező RNS-molekulák, amelyek a mitokondriumokon belül is megtalálhatók.
• 22 transzfer RNS: nélkülözhetetlen a mitokondriumokon belüli fehérjeszintézishez.
• 13 szerkezeti gén, amelyek az oxidatív foszforilációs rendszer enzimkomplexeinek különböző alegységeit kódolják.

Ahogy látjuk, A mitokondriumok bizonyos mértékig önállóan is megállják a helyüket, mivel riboszómákat tartalmaznak, és ezért önállóan képes fehérjéket szintetizálni. Ismét hangsúlyozzuk a „bizonyos mértékig” kifejezést, mivel az emberi mitokondriumok körülbelül 1500 fehérjét tartalmaznak, amelyek közül csak 13-at kódol magában a mitokondriális DNS.

Így a mitokondriumokban található fehérjék többsége a nukleáris DNS-ben (kromoszómákban) kódolt genetikai információból származik. ebben az esetben az emberben), mivel a citoszol (a sejtközeg) riboszómáiban szintetizálódnak, majd az organellum veszi őket magának.

• Érdekelheti: "Különbségek a DNS és az RNS között"

legfontosabb jellemzőit

Miután összehasonlítottuk a mitokondriális DNS-t az emberi nukleáris DNS-sel, és áttekintettük a szerkezetét, a A következő logikai állomás annak felfedezése, hogy az összetételén túl milyen jellemzők határozzák meg ezt a struktúrát kémia. Hajrá.

1. poliplazma

Ennek a DNS-nek több másolata található a mitokondriumokban, mivel ez a genetikai információlánc általában az organellumban lévő fehérjékhez kapcsolódik, és egy "nukleoidnak" nevezett szerkezetet alkot. Hogy ötletet adjunk, körülbelül 10 nukleoid van mitokondriumonként, ami sejtenként körülbelül 10 000 mitokondriális DNS másolatot jelent..

2. anyai örökség

Lenyűgöző megtudni, hogy a testünkben ezekben az organellumokban jelenlévő mitokondriális DNS kizárólag az anyától öröklődik. Ez azért van így, mert a petesejtbe való belépéskor a spermium részleges degradáción megy keresztül, melynek során elveszti a farkát és a mitokondriumokat. Ennek a ténynek a ismeretében tudjuk, hogy ez az izolált genetikai információ rendkívül hasznos az élőlények közötti kapcsolatok kikövetkeztetése során.

3. magas árfolyam

A mitokondriális DNS a "teljes frontvonalon" van, mivel nagyon közel van a légzőgépekhez sejtet, amely a rettegett szabad gyököket eredményezi, olyan vegyületeket, amelyek bizonyos kölcsönhatásokkal károsíthatják a DNS-t különleges. Így ez a nagyon különleges szerkezet számos összetett javítógéppel rendelkezik, beleértve a rekombináció különféle formáit.

Ennek a folyamatos változásnak és átalakulásnak köszönhetően a becslések szerint a mitokondriális DNS mutációs rátája akár 10-szer nagyobb, mint a DNS-é. A nukleáris DNS természetesen sokkal gyorsabb evolúciós mechanizmus, mint amit a lények világában látni szoktunk. élő.

Honnan származik a mitokondriális DNS?

A sejtjeinkben talált "idegen" genetikai információval kapcsolatos körút zárásaként hangsúlyozhatjuk, hogy ennek a DNS-nek a megjelenésének elmélete enyhén szólva is furcsa.

Különböző szakértők szerint a mitokondrium (mintegy 2000 millió évvel ezelőtt) szabadon élő aerob baktérium volt.. Valamikor egy anaerob sejtmaggal rendelkező sejt bekebelezte ezt az eubaktériumot, és integrálta a citoszoljába. Így az endocitózisnak nevezett mechanizmuson alapuló szimbiotikus kapcsolat jönne létre.

Nyilvánvaló, hogy az evolúció során ez a korai baktérium sok génjét elveszíti a ma ismert mitokondriumokká válnak, amelyek végül beépülnek a nukleáris DNS-be sejt. Ez az elmélet széles körben támogatott, mivel a mitokondriális DNS különböző tulajdonságokkal rendelkezik a prokarióta mikroorganizmusok genomjával.

mitokondriumok Ez az organellum, amely a sejt biokémiai reakcióinak aktiválásához szükséges kémiai energia nagy részének előállításáért felelős., szóval nélküle a mai életünk teljességgel lehetetlen lenne. Kicsit metafizikussá téve ezt az utolsó megjegyzést, lenyűgöző belegondolni, hogy egy olyan anekdotikus tény, mint egy mikroorganizmus eszik egy másik kiválthatta a jelenlegi robbanás az élet, köztük a mi faj.

Összegzés

Ahogy az elején megígértük, ezekben a sorokban perspektívába helyeztük a genom fogalmát az emberi test belsejében, beleértve az élet eredetét és azt, hogy mi vezethetett idáig evolúciós.

Ennek a tudásnak a felhasználása azonban nem pusztán sejtés. Mitokondriális DNS lehetővé teszi a rokoni kapcsolatokra következtetni élőlénypopuláció tagjai között, és ezen adatok ismerete elengedhetetlen ahhoz, hogy a fajra vonatkozó védelmi terveket végre lehessen hajtani. Ezenkívül számos mitokondriális betegség kapcsolódik a DNS mutációihoz, így ennek ismerete az első lépés a kezelésükhöz.

Bibliográfiai hivatkozások:

• Mitokondriális DNS, Nemzeti Genomkutató Intézet (NIH). Október 16-án gyűjtötték össze https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-mitocondrial
• Alberts, B. és Bray, D. (2006). Bevezetés a sejtbiológiába. Pan American Medical Ed.
• Mitokondrium, Nemzeti Genomkutató Intézet (NIH). Október 16-án gyűjtötték össze https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:~:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos, adenozin%20%20trifoszfát%20(ATP).
• Montoya, J. és Attardi, G. (1986). humán mitokondriális DNS. Vizsgálat és Tudomány, 118, 60-69.
• Egy sejt a sejtben: genotypia.com. Október 16-án gyűjtötték össze https://genotipia.com/mitocondria/