ADN mitocondrial: ce este și care sunt caracteristicile și funcțiile sale

Când vorbim despre genomul uman, de obicei ne gândim la secvența ADN conținută în cele 23 de perechi de cromozomi din nucleul fiecărei celule umane diploide. Nu greșim în totalitate, deoarece această informație genetică este cea care ne definește atât ca specie, cât și ca entități individuale.

Totuși, este fascinant să aflăm că avem de 300 de ori mai multe gene de la microbi în interiorul corpului nostru decât avem din propriul nostru ADN. Această cifră este justificată de la sine doar spunând următoarele: avem de 100 de ori mai multe microorganisme decât celule. proprii în organism, adică aproximativ 100 de miliarde de bacterii care trăiesc în corpul nostru și despre el.

Dincolo de simbioza bacteriană, există o mică parte de ADN în celulele corpului nostru care „nu ne corespunde” în întregime. Vorbim despre ADN mitocondrial, o catenă dublă de material genetic extern genomului nostru. Cufundați-vă alături de noi în această călătorie fascinantă prin ADN-ul mitocondrial, deoarece vă asigurăm că vom zgudui bazele preconcepțiilor genetice în rândurile următoare.

• Articol înrudit: „Mitocondriile: ce sunt, caracteristici și funcții”

ADN mitocondrial: structura genetică străină

Intrăm direct în chestiune, pentru că în fața unui fenomen atât de ciudat, avem mult teren de acoperit și un spațiu limitat. ADN-ul mitocondrial este definit ca materialul genetic prezent în mitocondrii, adică organelele care furnizează energie celulei pentru procesele sale vitale.

Am putea spune că această informație genetică este „cromozomul” mitocondriilor. ADN în interiorul celulei umane, dar în afara nucleului, concept ciudat, nu? Chiar și așa, această structură este foarte diferită de „X” care ne vine în minte când vorbim despre cromozomi umani, deoarece suntem înaintea unui dublu catenar mic și circular de ADN, mult mai simplu și mai de bază decât organizarea genetică prezentă în nucleul celulă.

Pentru a vă deschide pofta de mâncare, vă arătăm mai jos o serie de diferențe dintre ADN-ul mitocondrial și cel nuclear care pun în perspectivă distanța foarte clară dintre cele două:

• În genomul mitocondrial există 37 de gene, față de 20.000-25.000 de gene din ADN-ul cromozomial nuclear uman.
• Acest lucru se traduce în aproximativ 16.500 de perechi de baze mitocondriale, în timp ce ADN-ul uman reprezintă aproximativ 3,2 miliarde de perechi de baze.
• Această catenă circulară dublă de ADN mitocondrial codifică o serie de proteine ​​unice pentru organele, în timp ce cea nucleară are mult mai multe funcții.

După cum putem vedea, ne confruntăm cu două structuri care sunt ca apa și uleiul. În urma acestui paralelism, aceste ultime două au în comun doar un fluid, asemenea lanțurilor care ne preocupă aici. împărtășesc doar structura lor cea mai de bază: nucleotidele care alcătuiesc ADN-ul și structura cea mai de bază (care sunt universal).

Structura ADN-ului mitocondrial

Odată ce am pus în perspectivă ce este ADN-ul mitocondrial și cum diferă de uman, este timpul să folosiți un microscop pentru a diseca părțile acestui curios structura.

În primul rând, subliniem din nou că genomul mitocondrial Este compus dintr-o catenă dublă de ADN, care este închis pe sine într-un mod circular. (ca un șarpe care își mușcă coada). Ambele lanțuri primesc un nume și un tratament special, deoarece prezintă caracteristici diferite.

De exemplu, lanțul H (greu) are un coeficient de sedimentare mai mare decât L (ușoară), o valoare care Acest lucru este în concordanță cu faptul că secvențele de codificare a 28 din cele 37 de gene se găsesc în acest segment. totaluri. De asemenea, nu vrem să transformăm acest spațiu într-o clasă de genetică avansată, așa că rezumăm funcțiile secvențelor prezente în acest ADN în cel mai frumos mod posibil. Informația genetică a mitocondriilor codifică următorii compuși:

• 2 ARN-uri ribozomale: molecule de ARN care fac parte din ribozomi, care pot fi găsite și în mitocondrii.
• 22 de ARN de transfer: esențial pentru sinteza proteinelor în mitocondrii.
• 13 gene structurale, care codifică diferite subunități ale complexelor enzimatice ale sistemului de fosforilare oxidativă.

Așa cum putem vedea, mitocondriile sunt un organel care stă singur într-o oarecare măsură, deoarece conține ribozomi în interior.și, prin urmare, poate sintetiza proteine ​​în mod autonom. Din nou, subliniem termenul „într-o anumită măsură”, deoarece mitocondriile umane conțin aproximativ 1.500 de proteine, dintre care doar 13 sunt codificate în ADN-ul mitocondrial însuși.

Astfel, majoritatea proteinelor din mitocondrii provin din informația genetică codificată în ADN-ul nuclear (cromozomi). a omului în acest caz), deoarece sunt sintetizați în ribozomii citosolului (mediul celular) și apoi organele le ia pentru sine.

• Ați putea fi interesat de: „Diferențe între ADN și ARN”

cele mai importante caracteristici

Odată ce am comparat ADN-ul mitocondrial cu ADN-ul nuclear la oameni și am revizuit structura acestuia, Următoarea oprire logică este să descoperim ce caracteristici definesc această structură dincolo de compoziția ei chimie. Du-te.

1. poliplasmie

Există mai multe copii ale acestui ADN în mitocondrii, deoarece acest lanț de informații genetice este de obicei asociat cu proteinele din organele, formând o structură numită „nucleoid”. Pentru a ne face o idee, există până la aproximativ 10 nucleoizi per mitocondrie, ceea ce se traduce în aproximativ 10.000 de copii de ADN mitocondrial per celulă.

2. moștenirea maternă

Este fascinant să aflăm că ADN-ul mitocondrial prezent în fiecare dintre aceste organele din corpul nostru este moștenit exclusiv de la mamă. Asta pentru că, la intrarea în ovul, spermatozoidul suferă o degradare parțială în care își pierde coada și mitocondriile. Cunoscând acest fapt, știm că această informație genetică izolată este extrem de utilă atunci când vine vorba de deducerea relațiilor la ființe vii.

3. curs de schimb ridicat

ADN-ul mitocondrial se află pe „linia completă a frontului”, deoarece este foarte aproape de mașina de respirație celula, care dă naștere temuților radicali liberi, compuși care pot deteriora ADN-ul cu anumite interacțiuni specific. Astfel, această structură cu totul specială are o varietate de mașini complexe de reparații, inclusiv diferite forme de recombinare.

Datorită acestei schimbări și transformări continue, se estimează că ADN-ul mitocondrial are o rată de mutație de până la 10 ori mai mare decât cea a ADN-ului. ADN-ul nuclear, desigur, un mecanism de evoluție mult mai rapid decât ceea ce suntem obișnuiți să vedem în lumea ființelor în viaţă.

De unde provine ADN-ul mitocondrial?

Pentru a încheia acest tur al informațiilor genetice „extraterestre” găsite în celulele noastre, putem sublinia că teoria apariției acestui ADN este, cel puțin, curioasă.

Potrivit diverșilor experți, mitocondriile (acum aproximativ 2.000 de milioane de ani) erau o bacterie aerobă cu viață liberă.. La un moment dat, o celulă nucleată anaerobă a înghițit această eubacterie, integrându-l în citosolul său. Astfel, s-ar stabili o relație simbiotică pe baza unui mecanism numit endocitoză.

În mod clar, pe parcursul evoluției, această bacterie timpurie și-ar pierde multe dintre genele pe parcurs până la devin mitocondriile pe care le cunoaștem astăzi, care ar ajunge să fie integrate în ADN-ul nuclear al celulă. Această teorie este susținută pe scară largă, deoarece ADN-ul mitocondrial împărtășește diverse caracteristici cu genomul microorganismelor procariote.

mitocondriile Este organul însărcinat cu generarea cea mai mare parte a energiei chimice necesare pentru a activa reacțiile biochimice ale celulei., așa că fără ea, viața așa cum o cunoaștem astăzi ar fi total imposibilă. Devenind puțin metafizic în această notă finală, este fascinant să ne gândim că un fapt la fel de anecdotic ca și un microorganism care mănâncă altul poate să fi declanșat explozia actuală a vieții, printre care se numără și a noastră specii.

rezumat

După cum v-am promis la început, în aceste rânduri am pus în perspectivă conceptul de genom în interiorul corpului uman, inclusiv originea vieții și ceea ce ne-ar fi putut conduce la acest punct evolutiv.

Cu toate acestea, utilizările acestor cunoștințe nu sunt doar conjecturale. ADN mitocondrial permite deducerea relațiilor de rudenie printre membrii unei populații de ființe vii, iar cunoașterea acestor date este esențială pentru a putea implementa planuri de conservare a speciei. În plus, există diverse boli mitocondriale legate de mutațiile acestui ADN, așa că știind că este primul pas pentru a le aborda.

Referințe bibliografice:

• ADN mitocondrial, Institutul Național de Cercetare a Genomului (NIH). Colectat pe 16 octombrie în https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-mitocondrial
• Alberts, B. și Bray, D. (2006). Introducere în biologia celulară. Ed. Medicală Pan Americană.
• Mitocondriile, Institutul Național de Cercetare a Genomului (NIH). Colectat pe 16 octombrie în https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:~:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos, adenozină%20%20trifosfat%20(ATP).
• Montoya, J. și Attardi, G. (1986). ADN mitocondrial uman. Investigation and Science, 118, 60-69.
• O celulă în interiorul celulei tale: genotypia.com. Colectat pe 16 octombrie în https://genotipia.com/mitocondria/