Mitochondrijų DNR: kas tai yra ir kokios jos savybės bei funkcijos

Kai kalbame apie žmogaus genomą, paprastai galvojame apie DNR seką, esančią 23 porose chromosomų kiekvienos diploidinės žmogaus ląstelės branduolyje. Mes nesame visiškai neteisūs, nes būtent ši genetinė informacija apibrėžia mus ir kaip rūšį, ir kaip atskirus subjektus.

Vis dėlto įdomu sužinoti, kad mūsų kūne yra 300 kartų daugiau genų iš mikrobų nei iš savo DNR. Šis skaičius savaime pateisinamas vien tuo, kad mes turime 100 kartų daugiau mikroorganizmų nei ląstelių savo organizme, tai yra, maždaug 100 milijardų bakterijų, gyvenančių mūsų kūne ir apie jį.

Be bakterijų simbiozės, mūsų kūno ląstelėse yra nedidelė DNR dalis, kuri „neatitinka mūsų“ visumos. Mes kalbame apie mitochondrijų DNR, dviguba genetinės medžiagos grandinė už mūsų genomo. Pasinerkite su mumis į šią įspūdingą kelionę per mitochondrijų DNR, nes garantuojame, kad šiose eilutėse supurtysime genetinių išankstinių nuostatų pagrindus.

• Susijęs straipsnis: "Mitochondrijos: kas tai yra, savybės ir funkcijos"

Mitochondrijų DNR: svetima genetinė struktūra

Mes einame tiesiai į reikalą, nes tokio keisto reiškinio akivaizdoje turime daug žemės ir ribotos erdvės. Mitochondrijų DNR apibrėžiama kaip genetinė medžiaga, esanti mitochondrijose, tai yra organelės, aprūpinančios ląstelei energiją jos gyvybiniams procesams..

Galima sakyti, kad ši genetinė informacija yra mitochondrijų „chromosoma“. DNR žmogaus ląstelės viduje, bet už branduolio, keista koncepcija, tiesa? Nepaisant to, ši struktūra labai skiriasi nuo „X“, kuris ateina į galvą, kai kalbame apie žmogaus chromosomas, nes mes prieš mažą ir apskritą dvigubą DNR grandinę, daug paprastesnę ir paprastesnę nei genetinė organizacija, esanti DNR branduolyje. ląstelė.

Norėdami sužadinti apetitą, toliau rodome keletą skirtumai tarp mitochondrijų ir branduolinės DNR, dėl kurių matomas labai aiškus atstumas tarp jų:

• Mitochondrijų genome yra 37 genai, palyginti su 20 000–25 000 genų žmogaus branduolinėje chromosomų DNR.
• Tai reiškia maždaug 16 500 mitochondrijų bazių porų, o žmogaus DNR sudaro apie 3,2 milijardo bazių porų.
• Ši dviguba apskrita mitochondrijų DNR grandinė koduoja daugybę baltymų, būdingų tik organeliams, o branduolinė atlieka daug daugiau funkcijų.

Kaip matome, susiduriame su dviem struktūromis, kurios yra kaip vanduo ir nafta. Laikantis šio paralelizmo, pastarieji du turi bendrą tik tai, kad yra skystis, kaip grandinės, kurios mums čia rūpi. jie dalijasi tik pagrindine struktūra: nukleotidais, kurie sudaro DNR, ir pagrindine struktūra (kurios yra Universalus).

Mitochondrijų DNR struktūra

Įžvelgę ​​perspektyvą, kas yra mitochondrijų DNR ir kuo ji skiriasi nuo žmogus, laikas naudoti mikroskopą šio smalsumo dalims išpjaustyti struktūra.

Visų pirma, dar kartą pabrėžiame, kad mitochondrijų genomas Jį sudaro dviguba DNR grandinė, kuri yra uždara ant savęs žiediniu būdu. (kaip gyvatė įsikando uodegą). Abi grandinės turi specialų pavadinimą ir traktavimą, nes pasižymi skirtingomis savybėmis.

Pavyzdžiui, H (sunkioji) grandinė turi didesnį sedimentacijos koeficientą nei L (lengvoji), Tai atitinka faktą, kad šiame segmente yra 28 iš 37 genų koduojančios sekos. sumos. Taip pat nenorime šios erdvės paversti pažangia genetikos klase, todėl apibendriname šioje DNR esančių sekų funkcijas kuo puikiausiai. Mitochondrijų genetinė informacija koduoja šiuos junginius:

• 2 Ribosominės RNR: RNR molekulės, kurios yra ribosomų dalis, kurias taip pat galima rasti mitochondrijose.
• 22 pernešančios RNR: būtinos baltymų sintezei mitochondrijose.
• 13 struktūrinių genų, kurie koduoja skirtingus oksidacinio fosforilinimo sistemos fermentų kompleksų subvienetus.

Kaip matome, mitochondrija yra organelė, kuri tam tikru mastu stovi pati, nes jos viduje yra ribosomų, todėl gali savarankiškai sintetinti baltymus. Vėlgi, pabrėžiame terminą „tam tikru mastu“, nes žmogaus mitochondrijose yra apie 1500 baltymų, iš kurių tik 13 yra užkoduoti pačioje mitochondrijų DNR.

Taigi, dauguma mitochondrijų baltymų yra gaunami iš genetinės informacijos, užkoduotos branduolio DNR (chromosomose). šiuo atveju žmogaus), nes jie sintetinami citozolio (ląstelinės terpės) ribosomose, o tada organelės jas pasiima sau.

• Galbūt jus domina: „DNR ir RNR skirtumai“

svarbiausios savybės

Palyginus mitochondrijų DNR su žmogaus branduoline DNR ir peržiūrėjus jos struktūrą, Kita logiška stotelė yra išsiaiškinti, kokios savybės apibrėžia šią struktūrą be jos sudėties chemija. Pirmyn.

1. poliplazmija

Mitochondrijose yra daug šios DNR kopijų, nes ši genetinės informacijos grandinė paprastai yra susijusi su baltymais organelėje ir sudaro struktūrą, vadinamą „nukleoidu“. Kad suteiktų mums idėją, vienoje mitochondrijoje yra iki maždaug 10 nukleoidų, o tai reiškia apie 10 000 mitochondrijų DNR kopijų vienoje ląstelėje..

2. motinos palikimas

Įdomu sužinoti, kad mitochondrijų DNR, esančios kiekvienoje iš šių organelių visame mūsų kūne, yra paveldima tik iš motinos. Taip yra todėl, kad patekus į kiaušialąstę, spermatozoidas iš dalies suyra, kai praranda uodegą ir mitochondrijas. Žinodami šį faktą, žinome, kad ši izoliuota genetinė informacija yra labai naudinga nustatant gyvų būtybių ryšius.

3. aukštas valiutos kursas

Mitochondrijų DNR yra „visoje fronto linijoje“, nes yra labai arti kvėpavimo mechanizmų ląstelė, dėl kurios atsiranda baisių laisvųjų radikalų, junginių, kurie tam tikromis sąveikomis gali pažeisti DNR specifinis. Taigi ši labai ypatinga struktūra turi įvairių sudėtingų remonto mašinų, įskaitant įvairias rekombinacijos formas.

Apskaičiuota, kad dėl šios nuolatinės kaitos ir transformacijos mitochondrijų DNR mutacijų greitis yra iki 10 kartų didesnis nei DNR. Branduolinė DNR, žinoma, yra daug greitesnis evoliucijos mechanizmas, nei mes įpratę matyti būtybių pasaulyje gyvas.

Iš kur atsiranda mitochondrijų DNR?

Baigdami šią „svetimos“ genetinės informacijos, randamos mūsų ląstelėse, kelionę, galime pabrėžti, kad šios DNR atsiradimo teorija yra mažų mažiausiai keista.

Įvairių ekspertų teigimu, mitochondrijos (maždaug prieš 2000 mln. metų) buvo laisvai gyvenanti aerobinė bakterija.. Tam tikru momentu anaerobinė branduolinė ląstelė apėmė šią eubakteriją, integruodama ją į savo citozolį. Taigi simbiotinis ryšys būtų nustatytas remiantis mechanizmu, vadinamu endocitoze.

Akivaizdu, kad evoliucijos eigoje ši ankstyvoji bakterija prarastų daug savo genų tapti mitochondrijomis, kurias žinome šiandien ir kurios galiausiai būtų integruotos į branduolinę DNR ląstelė. Ši teorija yra plačiai palaikoma, nes mitochondrijų DNR turi įvairių bruožų su prokariotinių mikroorganizmų genomu.

mitochondrijos Tai organelė, atsakinga už didžiosios dalies cheminės energijos, reikalingos ląstelės biocheminėms reakcijoms, generavimą., todėl be jo gyvenimas toks, kokį žinome šiandien, būtų visiškai neįmanomas. Šiek tiek metafiziškai kalbant apie šią paskutinę natą, žavu pagalvoti, kad toks anekdotiškas faktas kaip mikroorganizmas, valgantis kitą, galėjo sukelti dabartinį gyvybės sprogimą, tarp kurių yra ir mūsų rūšių.

Santrauka

Kaip mes jums pažadėjome pradžioje, šiose eilutėse genomo sampratą pažvelgėme į perspektyvą žmogaus kūno viduje, įskaitant gyvybės kilmę ir tai, kas galėjo mus atvesti iki šio taško evoliucinis.

Vis dėlto šių žinių panaudojimas nėra tik spėliojimas. Mitochondrijų DNR leidžia daryti išvadą apie giminystės ryšius tarp gyvų būtybių populiacijos narių, o šių duomenų žinojimas yra būtinas norint įgyvendinti rūšies apsaugos planus. Be to, yra įvairių mitochondrijų ligų, susijusių su šios DNR mutacijomis, todėl žinoti, kad tai yra pirmas žingsnis kovojant su jais.

Bibliografinės nuorodos:

• Mitochondrijų DNR, Nacionalinis genomo tyrimų institutas (NIH). Surinkta spalio 16 d https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-mitocondrial
• Alberts, B. ir Bray, D. (2006). Įvadas į ląstelių biologiją. Pan American Medical Ed.
• Mitochondrijos, Nacionalinis genomo tyrimų institutas (NIH). Surinkta spalio 16 d https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:~:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos, adenozinas%20%20trifosfatas%20(ATP).
• Montoya, J. ir Attardi, G. (1986). žmogaus mitochondrijų DNR. Tyrimas ir mokslas, 118, 60-69.
• Ląstelė jūsų ląstelės viduje: genotypia.com. Surinkta spalio 16 d https://genotipia.com/mitocondria/