DNA mitokondria: apa itu, dan apa karakteristik dan fungsinya

Ketika kita berbicara tentang genom manusia, kita biasanya memikirkan urutan DNA yang terkandung dalam 23 pasang kromosom di dalam nukleus setiap sel manusia diploid. Kami tidak sepenuhnya salah, karena informasi genetik inilah yang mendefinisikan kami sebagai spesies dan sebagai entitas individu.

Namun, menarik untuk mengetahui bahwa kita memiliki 300 kali lebih banyak gen dari mikroba di dalam tubuh kita daripada yang kita miliki dari DNA kita sendiri. Angka ini dibenarkan dengan sendirinya hanya dengan mengatakan hal berikut: kita memiliki mikroorganisme 100 kali lebih banyak daripada sel sendiri di dalam tubuh, yaitu sekitar 100 miliar bakteri yang hidup di dalam tubuh kita dan tentang dia.

Di luar simbiosis bakteri, ada sebagian kecil DNA di dalam sel tubuh kita yang "tidak sesuai dengan kita" secara keseluruhan. Kita berbicara tentang DNA mitokondria, untai ganda materi genetik di luar genom kita. Benamkan diri Anda bersama kami dalam perjalanan menakjubkan ini melalui DNA mitokondria, karena kami meyakinkan Anda bahwa kami akan mengguncang fondasi prasangka genetik di baris berikut.

• Artikel terkait: "Mitokondria: apa itu, karakteristik dan fungsinya"

DNA mitokondria: struktur genetik asing

Kami langsung masuk ke masalah, karena menghadapi fenomena aneh seperti itu, kami memiliki banyak hal untuk ditutupi dan ruang yang terbatas. DNA mitokondria didefinisikan sebagai materi genetik yang ada dalam mitokondria, yaitu organel yang memberi energi pada sel untuk proses vitalnya.

Kita dapat mengatakan bahwa informasi genetik ini adalah "kromosom" dari mitokondria. DNA di dalam sel manusia tapi di luar nukleus, konsep yang aneh ya? Meski begitu, struktur ini sangat berbeda dengan "X" yang terlintas dalam pikiran ketika kita berbicara tentang kromosom manusia, karena kita di hadapan untaian ganda DNA yang kecil dan melingkar, jauh lebih sederhana dan lebih mendasar daripada organisasi genetik yang ada di dalam nukleus sel.

Untuk membangkitkan selera Anda, kami tampilkan di bawah serangkaian perbedaan antara DNA mitokondria dan nuklir yang menempatkan jarak yang sangat jelas antara keduanya:

• Di dalam genom mitokondria terdapat 37 gen, dibandingkan dengan 20.000-25.000 gen dalam DNA kromosom inti manusia.
• Ini berarti sekitar 16.500 pasangan basa mitokondria atau lebih, sedangkan DNA manusia membentuk sekitar 3,2 miliar pasangan basa.
• Untaian ganda DNA mitokondria ini mengkodekan serangkaian protein yang unik untuk organel, sedangkan yang nuklir memiliki lebih banyak fungsi.

Seperti yang bisa kita lihat, kita menghadapi dua bangunan yang seperti air dan minyak. Mengikuti paralelisme ini, dua yang terakhir ini hanya memiliki kesamaan sebagai cairan, seperti rantai yang menjadi perhatian kita di sini. mereka hanya berbagi struktur paling dasar: nukleotida yang membentuk DNA dan struktur paling dasar (yaitu universal).

Struktur DNA mitokondria

Setelah kita melihat apa itu DNA mitokondria dan bagaimana perbedaannya dari DNA mitokondria manusia, saatnya menggunakan mikroskop untuk membedah bagian-bagian yang aneh ini struktur.

Pertama-tama, kami menekankan kembali genom mitokondria itu Ini terdiri dari untai ganda DNA, yang ditutup dengan sendirinya secara melingkar. (seperti ular menggigit ekornya). Kedua rantai menerima nama dan perlakuan khusus, karena memiliki karakteristik yang berbeda.

Misalnya, rantai H (Berat) memiliki koefisien sedimentasi yang lebih tinggi daripada L (ringan), suatu nilai yang Ini konsisten dengan fakta bahwa urutan pengkodean 28 dari 37 gen ditemukan di segmen ini. total. Kami juga tidak ingin mengubah ruang ini menjadi kelas genetika tingkat lanjut, jadi kami meringkas fungsi urutan yang ada dalam DNA ini dengan cara yang sebaik mungkin. Informasi genetik mitokondria mengkodekan senyawa berikut:

• 2 RNA ribosom: Molekul RNA yang merupakan bagian dari ribosom, yang juga dapat ditemukan di dalam mitokondria.
• 22 RNA transfer: penting untuk sintesis protein dalam mitokondria.
• 13 gen struktural, yang menyandikan berbagai subunit kompleks enzim dari sistem fosforilasi oksidatif.

Seperti yang bisa kita lihat, mitokondria adalah organel yang berdiri sendiri sampai batas tertentu, karena mengandung ribosom di dalamnya, dan karena itu, dapat mensintesis protein secara otonom. Sekali lagi, kami menekankan istilah "sampai batas tertentu", karena mitokondria manusia mengandung sekitar 1.500 protein, yang hanya 13 dikodekan dalam DNA mitokondria itu sendiri.

Dengan demikian, sebagian besar protein dalam mitokondria berasal dari informasi genetik yang dikodekan dalam DNA inti (kromosom). manusia dalam hal ini), karena mereka disintesis di ribosom sitosol (media seluler) dan kemudian organel mengambilnya untuk dirinya sendiri.

• Anda mungkin tertarik pada: "Perbedaan DNA dan RNA"

fitur yang paling penting

Setelah kita membandingkan DNA mitokondria dengan DNA inti manusia dan meninjau strukturnya, perhentian logis berikutnya adalah menemukan karakteristik apa yang menentukan struktur ini di luar komposisinya kimia. Pergi untuk itu.

1. poliplasma

Ada banyak salinan DNA ini di dalam mitokondria, karena rantai informasi genetik ini biasanya dikaitkan dengan protein di dalam organel, membentuk struktur yang disebut "nukleoid". Untuk memberi kita ide, ada hingga sekitar 10 nukleoid per mitokondria, yang berarti sekitar 10.000 salinan DNA mitokondria per sel.

2. warisan ibu

Sangat menarik untuk mengetahui bahwa DNA mitokondria yang ada di masing-masing organel ini di seluruh tubuh kita hanya diwarisi dari ibu. Hal ini karena, saat memasuki ovula, spermatozoon mengalami degradasi parsial di mana ia kehilangan ekor dan mitokondria. Mengetahui fakta ini, kita tahu bahwa informasi genetik yang terisolasi ini sangat berguna untuk menyimpulkan hubungan pada makhluk hidup.

3. nilai tukar yang tinggi

DNA mitokondria berada di "garis depan penuh" karena sangat dekat dengan mesin pernapasan sel, yang menimbulkan radikal bebas yang ditakuti, senyawa yang dapat merusak DNA dengan interaksi tertentu spesifik. Jadi, struktur ini sangat istimewa memiliki berbagai mesin perbaikan yang kompleks, termasuk berbagai bentuk rekombinasi.

Karena perubahan dan transformasi yang terus menerus ini, diperkirakan DNA mitokondria memiliki tingkat mutasi hingga 10 kali lebih tinggi daripada DNA. DNA nuklir, tentu saja, merupakan mekanisme evolusi yang jauh lebih cepat daripada yang biasa kita lihat di dunia makhluk hidup hidup.

Dari mana DNA mitokondria berasal?

Untuk menutup tur informasi genetik "alien" yang ditemukan di sel kita ini, kita dapat menekankan bahwa teori munculnya DNA ini, paling tidak, membuat penasaran.

Menurut berbagai ahli, mitokondria (sekitar 2.000 juta tahun yang lalu) adalah bakteri aerobik yang hidup bebas.. Pada titik tertentu, sel berinti anaerobik menelan eubacterium ini, mengintegrasikannya ke dalam sitosolnya. Dengan demikian, hubungan simbiosis akan terjalin berdasarkan mekanisme yang disebut endositosis.

Jelas, selama evolusi, bakteri awal ini akan kehilangan banyak gennya selama proses evolusi menjadi mitokondria yang kita kenal sekarang, yang pada akhirnya akan diintegrasikan ke dalam DNA inti sel. Teori ini didukung secara luas, karena DNA mitokondria berbagi berbagai fitur dengan genom mikroorganisme prokariotik.

mitokondria Ini adalah organel yang bertugas menghasilkan sebagian besar energi kimia yang diperlukan untuk mengaktifkan reaksi biokimia sel., jadi tanpanya, kehidupan seperti yang kita kenal hari ini sama sekali tidak mungkin. Menjadi sedikit metafisik pada catatan terakhir ini, sangat menarik untuk berpikir bahwa fakta itu bersifat anekdot seperti a mikroorganisme memakan yang lain mungkin telah memicu ledakan kehidupan saat ini, di antaranya adalah kita jenis.

Ringkasan

Seperti yang telah kami janjikan kepada Anda di awal, di baris ini kami telah menempatkan konsep genom ke dalam perspektif di dalam tubuh manusia, termasuk asal usul kehidupan dan apa yang bisa membawa kita ke titik ini evolusioner.

Namun, penggunaan pengetahuan ini tidak hanya terkaan. DNA mitokondria memungkinkan untuk menyimpulkan hubungan kekerabatan di antara anggota populasi makhluk hidup, dan mengetahui data ini sangat penting untuk dapat menerapkan rencana konservasi pada spesies tersebut. Selain itu, ada berbagai penyakit mitokondria yang terkait dengan mutasi pada DNA ini, jadi mengetahuinya adalah langkah pertama untuk mengatasinya.

Referensi bibliografi:

• DNA mitokondria, Institut Penelitian Genom Nasional (NIH). Dikumpulkan pada 16 Oktober di https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-mitocondrial
• Alberts, B., & Bray, D. (2006). Pengantar biologi sel. Pan American Medical Ed.
• Mitokondria, Institut Penelitian Genom Nasional (NIH). Dikumpulkan pada 16 Oktober di https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:~:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos, adenosin%20%20trifosfat%20(ATP).
• Montoya, J., & Attardi, G. (1986). DNA mitokondria manusia. Investigasi dan Sains, 118, 60-69.
• Sebuah sel di dalam sel Anda: genotypia.com. Dikumpulkan pada 16 Oktober di https://genotipia.com/mitocondria/