Митохондриялық ДНҚ

I. Кіріспе

Митохондрия - бұл тамақтан энергияны өндіре алатын, қажет пішінге айналдыратын жасушалар ішіндегі құрылым. Әрбір жасушада ядроны қоршап тұрған жүзден мыңға дейін митохондрия болады. Көптеген ДНҚ ядро ішіндегі хромосомаларда орналасады, алайда митохондрияларда да өз ДНҚ-лары болады. Жалпы ДНК санынан әрине аз болады. Бұл генетикалық материал митохондриялық ДНҚдеп аталады. Адамдарда митохондриялық ДНҚ жасушалардағы жалпы ДНҚ-ның аз ғана бөлігін құрайтын ДНҚ-ның шамамен 16,500(жұп) құрылыс блоктарынан тұрады

Митохондриялық ДНҚ-да 37 ген бар, олардың әрқайсысы митохондрияның қалыпты жұмыс істеуі үшін қажет. Осы гендердің он үшеуі тотығатын фосфорлануға қатысатын ферменттерді құруға қатысады. Тотықтырғыш фосфорлану - бұл жасуша энергиясының негізгі көзі аденозин трифосфатын (ATФ) жасау үшін оттегі мен қарапайым қантты қолданатын процесс. Қалған гендер ДНҚ-ның химиялық туыстары болып табылатын трансферті РНҚ (тРНК) және рибосомалық РНҚ (рРНҚ) деп аталатын молекулаларды құруға қатысады. РНҚ-ның бұл түрлері белоктың құрылыс блоктарын (аминқышқылдары) жұмыс істейтін белоктарға жинауға көмектеседі.

1. ДНҚ митохондриялық молекулаларының формалары мен саны

Көптеген зерттелген ағзаларда митохондрияда тек сақиналы ДНҚ молекулалары болады. Барлық сақиналар бір желіге қосылады (катенандар), ол әрбір шағылысу циклі кезінде жойылып, қалпына келтіріледі. Макси сақиналары басқа организмдердің митохондриялық ДНҚ-сы үшін гомологиялық болып табылады. Әр мини-сақинада төрт ұқсас консервативті бөлімі және төрт ерекше гиперваративті бөлімі бар. Шағын сақиналар максималды сақиналы гендерден алынған РНҚ-ны өңдейтін қысқа бағыттаушы РНҚ молекулаларымен (гидРНҚ) кодталған.

2. Шығу тегі

Ядролық және митохондриялық ДНҚ-ның жеке эволюциялық шығу тегі бар деп саналады, мТДН-сы қазіргі эукариоттық жасушалардың алғашқы ата-бабалары сіңірген бактериялық сақиналы геномдардан шығады. Бұл теория эндосимбиотикалық теория деп аталады. Әрбір митохондрияда 2-10 көшірме mDDNA болады деп есептелген. Қолданыстағы ағзалардың клеткаларында митохондриядағы ақуыздардың басым көпшілігі (сүтқоректілерде шамамен 1500 түрлі) ядролық ДНҚ-мен кодталған, бірақ олардың кейбіреулері гендерінің көпшілігі болмаса, бактериядан шыққан деп есептеледі және содан бері. эволюция процесінде эукариотрон.

Митохондрияның белгілі бір гендерді сақтап қалу себептері талқыланады. Митохондриялық органеллалардың кейбір түрлерінде геном жоқ болуы гендердің толық жоғалуы мүмкін екендігін болжайды, ал митохондриалды гендердің ядроға ауысуы бірнеше артықшылықтарға ие. Қашықтан өндірілген гидрофобты ақуыз өнімдерін митохондрияға бағыттаудың қиындығы кейбір гендердің mtDNA-да сақталатындығы туралы гипотезалардың бірі болып табылады; Редоксты реттеу үшін колокализация - бұл митохондриялық механизмді жергілікті бақылауды қажет ететін тағы бір фактор. Жақында mtDNA геномдарының кең спектрін талдау осы екі қасиеттің де митохондриалды гендердің сақталуын талап ететіндігін көрсетеді.

3. Ашылу тарихы

Митохондриялық ДНҚ-ны 1963 жылы Стокгольм университетінде Маргит Насс пен Сильвейн Насс электронды микроскопияны қолдана отырып, 1964 жылы Вена университетінде ашытқы митохондриалық фракцияларының биохимиялық анализінде ғалымдар Эллен Харлсбруннер, Ханс Туппи және Готфрид Шатцтар ашқан.

4. Митохондриялық ДНҚ төзімділігі

Митохондриялық ДНҚ тыныс алу тізбегінде пайда болатын реактивті оттегі түрлеріне, әсіресе жақын орналасуына байланысты өте сезімтал. Митохондриялық ДНҚ ақуыздармен байланысқанына қарамастан, олардың қорғаныш рөлі ядролық ДНҚ жағдайына қарағанда азырақ байқалады. Митохондриялық ДНҚ-да мутация аналық жолмен берілетін тұқым қуалайтын ауруларды тудыруы мүмкін.