Table of Contents
Mitochondrial DNA Definition
noun
plural: mitochondrial DNAs
The genetic material in the mitochondrion that carries code for the manufacturing of RNAs and proteins essential to the various functions of the mitochondrion
Variant: mitochondrial deoxyribonucleic acid. Abbreviations: mtDNA; mDNA.,
Oversigt
Mitokondrie-DNA, er det DNA, der er til stede i organel mitokondrier. Det er et af det ekstranukleære DNA i eukaryoter. Et andet DNA, der forekommer uden for kernen, er chloroplast-DNA ‘ et, som igen forekommer i chloroplast. I lighed med det nukleare DNA er det ekstranukleære DNA, såsom mitokondrielt DNA, en organisk forbindelse bestående af lineære kæder af monomere nukleotider., Hver nukleotidkomponent består igen af fosfatgruppe, deo .yribosesukker og nitrogenholdig base. DNA ‘ er er involveret i bevarelse, replikation og udtryk for arvelig information.
historie og terminologi
opdagelsen af mitokondrielt DNA krediteres Margit M. K. Nass og Sylvan Nass. Ved elektronmikroskopi fandt de nukleinsyren inde i chick embryo mitokondrier. De offentliggjorde deres resultater i Journal of Cell Biology i 19631., Det følgende år offentliggjorde et uafhængigt forskerteam et lignende fund; de fandt et ekstranukleært DNA i mitokondrier af gær2. Da det ekstranukleære DNA blev fundet i mitokondrionen, blev denne nukleinsyre til sidst omtalt som mitokondrielt DNA (mtDNA) for at identificere det fra DNA ‘ et i kernen.,
Struktur og Egenskaber
Den mitokondrie-DNA er genetisk forskellige fra, at der i kernen. Hele den genetiske information i mitokondrier kaldes mitokondriegenomet eller mitogenomet. I de fleste multicellulære eukaryoter er mitogenomet organiseret som et cirkulært DNA, mens mitogenomet i de fleste unicellulære eukaryoter er organiseret som et lineært DNA., Hos pattedyr er mitokondrialt DNA et dobbeltstrenget cirkulært DNA. En af de to strenge er rig på guanin og kaldes den tunge streng (eller H-streng). Den anden streng er rig på cytosin og kaldes lysstrengen (eller L-strengen). H-strengen er kendt for at kode 9 gener, mens L-strengen koder 28 gener, således for i alt 37 gener. Pattedyrs mitogenom-koder for 13 proteiner, 22 tRNA og 2 for rRNA., Da en mitokondrier har sit eget genetiske materiale og er i stand til at producere sine egne Rna og proteiner, det siges at være en semi-autonom, selvstændig gengive cytoplasmatisk struktur.
mitokondrielt DNA vs. Chloroplast DNA vs. nukleart DNA
både mtDNA og cpDNA er ekstranukleært DNA. De er semi-autonome, selvreproducerende cytoplasmatiske struktur med deres eget genetiske system. Begge af dem antages at være maternalt arvede og har endosymbiotisk Oprindelse., I de fleste multicellulære celler er både cpDNA og mtDNA organiseret som et cirkulært DNA, der ligner det prokaryote DNA, hvilket således understøtter teorien om endosymbiose. cpDNA er dog større og mere kompleks end mtDNA.3 cpDNA har omkring 120 gener, mens mtDNA har omkring 37 gener. Begge koder for proteiner og RNA ‘ er, der er afgørende for deres funktioner. For eksempel koder mtDNA for proteiner af elektrontransportkæde involveret i aerob respiration (ATP-syntese). cpDNA koder på sin side for proteiner, der er essentielle for fotosyntese.,
i modsætning til det nukleare DNA forekommer både mtDNA og cpDNA i flere kopier, da der er flere chloroplaster og mitokondrier, der forekommer inde i en celle. En celle indeholder ofte tusindvis af kopier af mtDNA og cpDNA. Nukleare DNA ‘ er komprimeres til kromatinstrukturer gennem histoner. Under mitose og meiose, mitokondrier og kloroplaster tilfældigt adskille. Således adskiller deres genetiske materiale tilfældigt også i nye datterceller., 4
Mitokondrie-DNA Arv
mitokondrier (flertal: mitokondrier) er en organel, der er kendt som kraftcenter af cellen. Det er fordi det er organellen, der genererer det meste af cellens tilførsel af adenosintrifosfat (ATP) gennem processen med cellulær respiration. Mitokondrionen har ydre og indre membraner., Rummet i den indre membran kaldes mitokondriematri theen. Matricen indeholder en .ymer, mitoribosomer og genetisk materiale, dvs.tRNA og DNA. I modsætning til nukleart DNA, der er arvet fra begge forældre, arves mtDNA hovedsageligt fra moderens æg. Ikke desto mindre var der visse tilfælde af faderlig arv af mitokondriegenomet hos mennesker, der blev beskrevet5. Den sjældne tilstand, hvor mitogenomerne fra begge forældre arves, kaldes mtDNA heteroplasma. Men i de fleste tilfælde er mtDNA af et afkom af moderlig Oprindelse., Sædcellen har mitokondrier i midten. Disse mitokondrier styrker flagellumet, når sædcellen svømmer vej til ægget. Ved befrugtning forlader sædcellerne sin midterstykke og flagellum, mens hovedet indeholdende det nukleare DNA trænger ind i ægget. Sædcellens plasmamembran smelter sammen med æggens plasmamembran. Dette gør det muligt for det faderlige nukleare DNA at forene sig med det nukleare DNA i ægget. Følgelig ville æggets mitokondrielle DNA derefter erhverves af den udviklende .ygote.,mitokondriel arv er en ikke-Mendelisk, hvilket betyder, at den ikke er i overensstemmelse med de mendeliske arvelove. Generelt har det menneskelige æg i gennemsnit 200.000 mtDNA molekyler. Mutationer i det mitokondrielle DNA kan føre til genetiske lidelser kaldet mitokondrielle sygdomme.,
Common Biological Reactions
DNA Replication
DNA replication is a process whereby the original (parent) strands of DNA in the double helix are separated and each one is copied to produce a new (daughter) strand., Svarende til nuklear DNA-replikation, processen er semi-konservativ, da en af hver forælder streng er bevaret og forbliver intakt efter replikation har fundet sted. DNA-polymeraser er også involveret. Andre proteiner, der er involveret under replikationen af mitokondrielt DNA, er T .inkle (som er en helikase kodet af T .nk-genet) og mitokondrielle SSB-proteiner. Disse proteiner er dog kodet af de nukleare gener. Således styres mitokondriel replikation af nukleare gener.
transkription
DNA bærer den genetiske information, der koder for et bestemt protein., Under proteinoversættelse kopieres den genetiske kode for et protein således først til RNA (specifikt mRNA). Denne proces med at skabe en kopi af DNA i mRNA ved hjælp af en .ymet RNA-polymerase kaldes transkription. Ved mitokondriel transkription hos mennesker initieres den fra de tre promotorer: Heavy strand 1 promotor, heavy strand 2 promotor og light strand promotor. Transkription på den tunge streng producerer et polycistronisk mRNA, som er en type mRNA, der koder for mere end et polypeptid i det samme RNA-molekyle., De typer af proteiner, der starter mitokondrie-transskription er: mitokondrielle RNA-polymerase (POLRMT), mitokondrie-transskription faktor A (TFAM), mitochondrial transkriptionsfaktorer B1 (TFB1M), og mitokondriel transkriptionsfaktorer, B2 (TFB2M). POLRMT, TFAM og TFB1M (eller TFB2M) begynder transkription på mitokondrielle promotorer.
mtDNA reparation
ændringer i nukleotidsekvensen i det nukleare DNA repareres ved to hovedtilstande: (1) ved direkte reversering af den kemiske proces, der forårsagede skaden og (2) ved udskiftning af beskadigede nitrogenholdige baser., I mitokondriel DNA-reparation foreslås en unik mekanisme. MtDNA integritet opretholdes gennem nedbrydning af overdrevent beskadigede genomer efterfulgt af replikation af en intakt mtDNA.6
mitokondrielle sygdomme og lidelser
deletioner og mutationer i mtDNA skyldes i vid udstrækning nukleinsyrens følsomhed over for frie radikaler. De resulterende proteiner resulterer i yderligere radikal dannelse. Med tiden kan dette føre til aldersrelaterede degenerative sygdomme, såsom koronararteriesygdom, Parkinsons sygdom, Al .heimers sygdom osv., Der er også tilfælde, hvor dysfunktionel mtDNA er arvet og forårsager mitokondrielle sygdomme.,hondrial myopathy
Biological Function
MtDNA encodes for proteins essential to proper metabolism., For eksempel koder det for proteinerne i elektrontransportkæden, såsom NADH dehydrogenase, cytochrom b, cytochrom c o .idase og ATP-syntase). Det humane mtDNA koder for et mikropeptid humanin, som, når det syntetiseres inde i mitokondrionet, kodes af Mt-RNR2-genet og 21 aminosyrer længe. Mitogenomet koder også for 12S rRNA og 16S rRNA, specifikt af Mt-RNR1 genet og Mt-RNR2 genet i henholdsvis l-strengen. Mitogenome koder også for tRNA ‘ er.,
Mitochondrial Eve
Den teori af Mitokondrie-Eva er baseret på den eksklusivitet af menneskets mitokondrie-DNA arv til den kvindelige linje, som når spores ville betyde, at kun én seneste kvinde, “Eva”. Teorien er baseret på eksklusiviteten af menneskelig mitokondriel DNA-arv til kvindelig linje.,7 Denne teori er grundlaget for, at den er blevet vigtig inden for Antropologi og biogeografi. Det skildrer befolkningens tilknytning.
Forskning
undersøgelsen af genetikken af humant mitokondrielt DNA betegnes som den humane mitokondrielle genetik. Det har primært til hensigt at identificere generne og deres funktioner. Det sigter også mod at forstå patobiologien for mitokondrielle sygdomme på grund af mitogenomdysfunktioner og derved præsentere potentielle nye mekanismer til behandling eller forebyggelse af sådanne tilstande. I kriminalteknik bruges mtDNA til at hjælpe med at etablere en persons identitet.,
See also
- Mitochondrion
- DNA