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.,
Oversikt
Mitokondrie-DNA, er DNA tilstede i organell mitokondrium. Det er en av de extranuclear DNA i eukaryotes. En annen DNA som oppstår utenfor kjernen er den chloroplast DNA, som i sin tur oppstår i chloroplast. Lik den kjernefysiske DNA, extranuclear DNA som mitokondrie-DNA er et organisk stoff som består av lineære kjeder av monomeric nukleotider., Hvert nukleotid-komponent, i sin tur, er laget av fosfat gruppe, deoxyribose sukker, og nitrogenholdige base. DNAs er involvert i bevaringen, replikering, og uttrykk for arvelig informasjon.
Historikk og Terminologi
oppdagelsen av mitokondrie-DNA er kreditert til Margit M. K. Nass og Sylvan Nass. Av elektron mikroskopi, fant de nukleinsyre inne kylling embryo mitokondrier. De publiserte sine funn i Journal of Cell Biology i 19631., Det følgende året, et uavhengig forsknings-team publisert en lignende funn; de fant en extranuclear DNA i mitokondriene av yeasts2. Siden extranuclear DNA ble funnet i mitokondrium, dette nukleinsyre til slutt ble referert til som mitokondrie DNA (mtDNA) for å identifisere den fra DNA-et i cellekjernen.,
– Struktur og Egenskaper
mitokondrie-DNA, er genetisk forskjellig fra i kjernen. Hele genetisk informasjon i mitokondriene er kalt mitokondrie genom eller mitogenome. I de fleste flercellede eukaryotes, den mitogenome er organisert som et sirkulært DNA, mens i de fleste encellet eukaryotes den mitogenome er organisert som et lineært DNA., I pattedyr, den mitokondrie-DNA, er en dobbel-strandet sirkulære DNA. En av de to tilnærmingene er rik på guanin og er referert til som den tunge strand (eller H-strand). Den andre strand er rik på cytosine og er referert til som lys strand (eller L-strand). H-strand er kjent for å kode 9 gener mens L-strand koder 28 gener, og dermed, for en sum av 37 gener. Hos pattedyr mitogenome koder for 13 proteiner, 22 tRNA, og 2 for rRNA., Siden en mitokondrie har sin egen genetiske materiale og er i stand til produksjon sin egen RNAs og proteiner, kan det sies å være en semi-autonome, selv-reproduserende cytoplasma struktur.
Mitokondrie-DNA vs. Chloroplast DNA vs. Kjernefysiske DNA
Begge mtDNA og cpDNA er extranuclear DNA. De er semi-autonome, selv-reproduserende cytoplasma struktur, med sin egen genetiske system. Begge er antatt å være maternally-arvelig og har endosymbiotic opprinnelse., I de fleste flercellede celler, både cpDNA og mt-dna er organisert som et sirkulært DNA, lik den prokaryotic DNA, og dermed, som støtter teorien om endosymbiosis. cpDNA, skjønt, er større og mer komplekse enn mtDNA.3 cpDNA har ca 120 gener mens mtDNA har ca 37 gener. Begge koder for proteiner og RNAs avgjørende for deres funksjoner. For eksempel, mtDNA koder for proteiner av elektrontransportkjeden involvert i aerob respirasjon (ATP-syntese). cpDNA, i sin tur, koder for proteiner viktig for fotosyntesen.,
i Motsetning til den kjernefysiske DNA, både mtDNA og cpDNA oppstå i flere eksemplarer siden det er flere chloroplasts og mitokondrier som oppstår inne i en celle. En celle inneholder ofte tusenvis av kopier av mtDNA og cpDNA. Kjernefysiske DNAs er komprimeres inn i chromatin strukturer gjennom histones. Under mitose og meiose, mitokondrier og chloroplasts tilfeldig skille. Dermed, deres genetiske materiale segregates tilfeldig så godt inn i den nye dattercellene., 4
Mitokondrie-DNA Arv
mitokondrium (flertall: mitokondrier) er en organell som er kjent som drivkraft i cellen. Det er fordi det er organell som genererer det meste av cellens tilførsel av adenosin trifosfat (ATP) gjennom prosessen med cellular respirasjon. Den mitokondrie har ytre og indre membraner., Plass innenfor den indre membranen er referert til som mitokondrie-matrise. Matrisen inneholder enzymer, mitoribosomes, og genetisk materiale, dvs. tRNA og DNA. I motsetning til kjernefysiske DNA som er arvet fra begge foreldre, mtDNA er arvet hovedsakelig fra morens egg. Likevel, det var noen tilfeller av fars arv av mitokondrie genom i mennesker som var described5. Den sjeldne tilstanden der mitogenomes fra begge foreldre er arvet er referert til som mtDNA heteroplasmy. Men i de fleste tilfeller, mtDNA av et avkom er av mors opprinnelse., Sperm cell har mitokondrier i sin mid-stykke. Disse mitokondrier strøm opp flagellum som sperm cell svømmer sin vei til egget. Ved befruktning om, sperm blader av sin midpiece og flagellum mens hodet inneholder kjernefysiske DNA trenger inn i egget. Sperm ‘ s plasma membran sikringer med egg s plasma membran. Dette gjør at fars kjernefysiske DNA for å forene med den kjernefysiske DNA av egget. Følgelig, egget er mitokondrie-DNA vil da være anskaffet av å utvikle zygote.,
Mitokondrie arv er en ikke-Mendelian, noe som betyr at det ikke er i samsvar med Mendelian lovene i arv. Generelt, den menneskelige egg har et gjennomsnitt på 200 000 mt-dna-molekyler. Mutasjoner i mitokondrie-DNA kan føre til genetiske sykdommer kalles mitokondrie sykdommer.,
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., Lik kjernefysiske DNA replikasjon, prosessen er semi-konservative siden en av hver av foreldrene strand er bevart og fortsatt er intakt etter replikering har funnet sted. DNA polymerases er også involvert. Andre proteiner som er involvert under replikasjon av mitokondrie-DNA, er Glitre (som er en helicase kodet av TWNK genet) og mitokondrie SSB proteiner. Disse proteinene, skjønt, er kodet av kjernefysiske gener. Dermed, mitokondrie-replikering er kontrollert av kjernefysiske gener.
Transkripsjon
DNA er bærer av genetisk informasjon som koder for et bestemt protein., Således, i løpet av protein oversettelse, den genetiske koden for et protein er først kopieres til RNA (spesifikt, mRNA). Denne prosessen med å lage en kopi av DNA til mRNA ved hjelp av enzymet RNA-polymerase kalles transkripsjon. I mitokondrie transkripsjon i mennesker, det er initiert fra tre partnere: Tung strand 1 arrangøren, tunge strand 2 arrangøren, og lys strand arrangøren. Transkripsjon på den tunge strand produserer en polycistronic mRNA, som er en type av mRNA som koder for mer enn ett polypeptid i samme RNA-molekyl., Hvilke typer proteiner som starter mitokondrie transkripsjon er: mitokondrie-RNA-polymerase (POLRMT), mitokondrie transkripsjonsfaktor EN (TFAM), mitokondrie transkripsjonfaktorer B1 (TFB1M), og mitokondrie transkripsjonfaktorer B2 (TFB2M). POLRMT, TFAM, og TFB1M (eller TFB2M) begynner transkripsjon på mitokondrie arrangører.
MtDNA Reparasjon
Endringer i nukleotid-sekvensen i det kjernefysiske DNA repareres ved to store moduser: (1) ved direkte tilbakeføring av den kjemiske prosessen som forårsaket skaden, og (2) ved skifte av skadet nitrogenholdige baser., I mitokondrie DNA-reparasjon, en unik mekanisme som er foreslått. MtDNA integritet opprettholdes gjennom nedbrytning av delene er skadet genomer etterfulgt av replikering av et intakt mtDNA.6
Mitokondrie Sykdommer og Lidelser
Slettinger og mutasjoner i mtDNA er i stor grad på grunn av mottakelighet av nukleinsyre til frie radikaler. Den resulterende proteiner resultere i ytterligere radikaler. I følge kurset, vil dette kunne føre til aldersrelaterte degenerative sykdommer, som for eksempel coronary arterien sykdom, Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom, etc., Det er også tilfeller hvor dysfunksjonelle mtDNA er arvelig og fører til mitokondrie sykdommer.,hondrial myopathy
Biological Function
MtDNA encodes for proteins essential to proper metabolism., For eksempel, det koder for proteiner i elektrontransportkjeden, for eksempel NADH dehydrogenase, cytokrom b, cytokrom c oksidase, og ATP syntase). Den menneskelige mtDNA koder for en micropeptide humanin, som når den er fremstilt inne i mitokondrie er kodet av MT-RNR2 genet og 21 aminosyrer lange. Den mitogenome også koder for 12S-rRNA og 16S rRNA, spesielt av MT-RNR1 genet og MT-RNR2 gen i L-strand, henholdsvis. Mitogenome også koder for tRNAs.,
Mitokondrie Eva
teorien om Mitokondrie Eva er basert på eksklusivitet av menneskelig mitokondrie-DNA arv til den kvinnelige linjen, som når spores ville føre til at bare en siste kvinne, «Eva». Teorien er basert på eksklusivitet av menneskelig mitokondrie-DNA arv kvinnelige linje.,7 Denne teorien er grunnlaget hvorfor det har blitt viktig i antropologi og biogeografi. Den skildrer relatedness av bestander.
Forskning
studier av genetikk av menneskelig mitokondrie-DNA er referert til som den menneskelige mitokondrie genetikk. Det har til hensikt først og fremst å identifisere gener og deres funksjoner. Det er også et mål å forstå pathobiology av mitokondrie sykdommer på grunn av mitogenome dysfunksjoner og dermed presentere potensielle roman mekanismer for å behandle eller forebygge slike forhold. I kveld, mt-dna brukes til å hjelpe med å etablere identiteten til en person.,
See also
- Mitochondrion
- DNA