Митохондријска ДНК: шта је то, које су њене карактеристике и функције

Када говоримо о људском геному, обично мислимо на ДНК секвенцу садржану у 23 пара хромозома унутар језгра сваке диплоидне људске ћелије. Нисмо у потпуности у криву, јер нас та генетска информација дефинише и као врсту и као појединачне ентитете.

Ипак, фасцинантно је сазнати да имамо 300 пута више гена из микроба у нашим телима него из сопствене ДНК. Ова цифра се сама по себи оправдава само следећим: имамо 100 пута више микроорганизама него ћелија сопствених у телу, односно око 100 милијарди бактерија које живе у нашем телу и о њему.

Осим бактеријске симбиозе, постоји мали део ДНК унутар ћелија нашег тела који „не одговара нама“ у целини. Говоримо о митохондријској ДНК, двоструки ланац генетског материјала изван нашег генома. Уроните са нама у ово фасцинантно путовање кроз митохондријску ДНК, јер вас уверавамо да ћемо у наредним редовима пољуљати темеље генетских предубеђења.

• Повезани чланак: "Митохондрије: шта су, карактеристике и функције"

Митохондријска ДНК: страна генетска структура

Идемо директно на ствар, јер пред тако чудном појавом имамо много терена за покривање и ограничен простор. Митохондријална ДНК се дефинише као

генетски материјал присутан у митохондријама, односно органеле које обезбеђују енергију ћелији за њене виталне процесе.

Могли бисмо рећи да је ова генетска информација "хромозом" митохондрија. ДНК унутар људске ћелије, али изван језгра, чудан концепт, зар не? Чак и тако, ова структура је веома различита од „Кс“ која нам пада на памет када говоримо о људским хромозомима, пошто смо пре малог и кружног двоструког ланца ДНК, много једноставније и базичније од генетске организације присутне у језгру мобилни.

Да бисте пробудили апетит, у наставку приказујемо низ разлике између митохондријалне и нуклеарне ДНК које стављају у перспективу веома јасну удаљеност између њих:

• Унутар митохондријалног генома постоји 37 гена, у поређењу са 20.000-25.000 гена у људској нуклеарној хромозомској ДНК.
• То значи око 16.500 митохондријалних парова база, док људска ДНК чини око 3,2 милијарде базних парова.
• Овај двоструки кружни ланац митохондријске ДНК кодира низ протеина јединствених за органелу, док нуклеарни има много више функција.

Као што видимо, суочавамо се са две структуре које су као вода и уље. Пратећи овај паралелизам, ова последња два имају заједничко само то што су флуид, попут ланаца који нас овде занимају. они деле само своју најосновнију структуру: нуклеотиде који чине ДНК и најосновнију структуру (које су универзалан).

Структура митохондријалне ДНК

Када смо ставили у перспективу шта је митохондријска ДНК и како се она разликује од човека, време је да се помоћу микроскопа сецирају делови овог радозналог структура.

Пре свега, поново наглашавамо да митохондријски геном Састоји се од двоструког ланца ДНК, који је кружно затворен на себе. (као змија која гризе реп). Оба ланца добијају посебан назив и третман, јер имају различите карактеристике.

На пример, Х (тешки) ланац има већи коефицијент седиментације од Л (лаког), вредност која Ово је у складу са чињеницом да се кодирајуће секвенце 28 од 37 гена налазе у овом сегменту. тоталс. Такође не желимо да овај простор претворимо у напредну генетичку класу, па сумирамо функције секвенци присутних у овој ДНК на најлепши могући начин. Генетске информације митохондрија кодирају следећа једињења:

• 2 Рибозомалне РНК: РНК молекули који су део рибозома, који се такође могу наћи унутар митохондрија.
• 22 преносне РНК: неопходне за синтезу протеина унутар митохондрија.
• 13 структурних гена, који кодирају различите подјединице ензимских комплекса система оксидативне фосфорилације.

Као што видимо, митохондрије су органела која у извесној мери стоји самостално, јер садржи рибозоме унутари стога може аутономно да синтетише протеине. Опет, наглашавамо термин „у одређеној мери“, пошто људске митохондрије садрже око 1.500 протеина, од којих је само 13 кодирано у самој митохондријској ДНК.

Дакле, већина протеина у митохондријима потиче од генетских информација кодираних у нуклеарној ДНК (хромозомима). човека у овом случају), пошто се синтетишу у рибозомима цитосола (ћелијског медијума) а затим их органела узима за себе.

• Можда ће вас занимати: "Разлике између ДНК и РНК"

најважније карактеристике

Када смо упоредили митохондријску ДНК са нуклеарном ДНК код људи и прегледали њену структуру, следећа логична станица је да откријемо које карактеристике дефинишу ову структуру изван њеног састава хемија. Само напред.

1. полиплазмија

Постоји више копија ове ДНК унутар митохондрија, пошто је овај ланац генетских информација обично повезан са протеинима унутар органеле, формирајући структуру која се зове "нуклеоид". Да нам дају идеју, постоји до око 10 нуклеоида по митохондрији, што значи око 10.000 копија митохондријалне ДНК по ћелији.

2. наследство по мајци

Фасцинантно је сазнати да је митохондријска ДНК присутна у свакој од ових органела у нашем телу наслеђена искључиво од мајке. То је зато што, по уласку у овулу, сперматозоид пролази кроз делимичну деградацију у којој губи реп и митохондрије. Знајући ову чињеницу, знамо да су ове изоловане генетске информације изузетно корисне када је у питању закључак о односима у живим бићима.

3. висок курс

Митохондријска ДНК је на „пуној линији фронта“ јер је веома близу машинерије за дисање ћелија, што доводи до страшних слободних радикала, једињења која могу оштетити ДНК одређеним интеракцијама специфичним. Дакле, ова веома посебна структура има низ сложених машина за поправку, укључујући различите облике рекомбинације.

Због ове континуиране промене и трансформације, процењује се да митохондријална ДНК има стопу мутације до 10 пута већу од оне ДНК. Нуклеарна ДНК, наравно, механизам еволуције много бржи од онога што смо навикли да видимо у свету бића жив.

Одакле долази митохондријска ДНК?

Да закључимо овај обилазак „ванземаљских” генетских информација које се налазе у нашим ћелијама, можемо нагласити да је теорија о настанку ове ДНК, у најмању руку, радознала.

Према различитим стручњацима, митохондрије (пре око 2.000 милиона година) су биле аеробне бактерије које су слободно живеле.. У неком тренутку, анаеробна ћелија са језгром је прогутала ову еубактерију, интегришући је у њен цитосол. Тако би се успоставио симбиотски однос на основу механизма који се зове ендоцитоза.

Јасно је да би током еволуције ова рана бактерија изгубила многе од својих гена на путу до постати митохондрије које данас познајемо, а које би на крају биле интегрисане у нуклеарну ДНК мобилни. Ова теорија је широко подржана, пошто митохондријална ДНК дели различите карактеристике са геномом прокариотских микроорганизама.

митохондрије То је органела задужена за генерисање већине хемијске енергије неопходне за активирање биохемијских реакција ћелије., па би без тога живот какав данас познајемо био потпуно немогућ. Када будем помало метафизички на овој последњој белешци, фасцинантно је помислити да је чињеница тако анегдотска као микроорганизам који једе другог можда је покренуо тренутну експлозију живота, међу којима је и наш врсте.

Резиме

Као што смо вам обећали на почетку, у овим редовима смо ставили концепт генома у перспективу унутар људског тела, укључујући порекло живота и оно што нас је могло довести до ове тачке еволуциона.

Ипак, употреба овог знања није само претпоставка. Митохондријална ДНК омогућава закључивање сродничких односа међу члановима популације живих бића, а познавање ових података је од суштинског значаја да би се могли спровести планови очувања врсте. Поред тога, постоје различите митохондријалне болести повезане са мутацијама у овој ДНК, тако да је сазнање да је то први корак да се с њима ухвати у коштац.

Библиографске референце:

• Митохондријска ДНК, Национални институт за истраживање генома (НИХ). Сакупљено 16. октобра год https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-mitocondrial
• Албертс, Б. и Бреј, Д. (2006). Увод у биологију ћелије. Пан Америцан Медицал Ед.
• Митохондрије, Национални институт за истраживање генома (НИХ). Сакупљено 16. октобра год https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:~:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos, аденозин%20%20трифосфат%20(АТП).
• Монтоиа, Ј., & Аттарди, Г. (1986). људска митохондријална ДНК. Истрага и наука, 118, 60-69.
• Ћелија унутар ваше ћелије: генотипиа.цом. Сакупљено 16. октобра год https://genotipia.com/mitocondria/