Pesce mitocondriale DNA (con diagramma)

In questo articolo discutiamo male sull'oggetto e la struttura del DNA mitocondriale dei pesci.

Soggetto-materia di pesce DNA mitocondriale:

Negli eucarioti, il DNA è presente nei cromosomi (all'interno del nucleo) e, oltre al cromosoma, il DNA è presente anche in due organelli, nei mitocondri (animali e piante) e nei cloroplasti (nelle piante verdi). Questi organelli sono componenti essenziali del citoplasma delle cellule eucariotiche.

Il DNA mitocondriale è anche organizzato in un cromosoma, che è di forma circolare ed è strettamente identico al cromosoma dei batteri. Negli esseri umani, la malattia nota come epilessia mioclonica e fibre rosse sfilacciate (MERRF) sono dovute all'ereditarietà delle mutazioni mitocondriali nell'individuo eteroplasmico.

Un individuo i cui organelli hanno più di un allele viene definito eteroplasmico. In questa malattia, la cellula non è in grado di produrre una quantità sufficiente di ATP, quindi la morte cellulare è causata dalla mancanza di energia.

I mitocondri di cellule animali e vegetali sono gli organuli che generano energia mentre i cloroplasti sono gli organelli fotosintetici e si trovano solo nelle piante. Una caratteristica unica che distingue mitocondri e cloroplasti da altri organelli è che contengono i loro genomi.

Il DNA presente negli organelli è spesso noto come geni cromosomici extra ed è l'esempio di ereditarietà nucleare in più. Esistono tre tipi di ereditarietà nucleare aggiuntiva: l'effetto materno, i geni che risiedono negli organelli citoplasmatici (ereditarietà materna) e l'eredità infettiva. L'ereditarietà del genoma / geni del mitocondrio si comporta positivamente in modo non mendeliano.

I mitocondri sono strutture a forma di salsiccia nella cellula vivente. Sono circondati da due membrane. La membrana interna forma sacche allungate chiamate creste che si estendono all'interno del mitocondrio (Fig. 39.1). Gli interni della membrana interna e all'esterno della membrana esterna sono coperti da piccole particelle.

Le particelle di membrana interna sono composte da base, gambo e testa mentre le particelle della membrana esterna sono prive di base e peduncolo. Nelle creste, zucchero e fosfati vengono scomposti in CO ₂ e acqua in una serie di reazioni chimiche note come fosforilazione ossidativa.

La funzione del mitocondrio è quella di produrre ATP ad alta energia. Lo fa con una procedura complessa in cui le coppie di elettroni vengono fatte passare dalla membrana esterna alle particelle interne della membrana e attraverso una serie di quattro complessi. DPNH consegna gli elettroni al Complesso I. Succinato trasferisce gli elettroni al Complesso II.

In entrambi i casi gli elettroni passano dalla base delle particelle nel gambo dove vengono poi trasferiti al complesso III. Successivamente gli elettroni si spostano sul complesso IV nella testa della particella (figura 39.2, 39.3). In definitiva, come è tipico della catena respiratoria, due elettroni sono accettati e portati via da una molecola di ossigeno.

La produzione di ATP è effettuata da grandi complessi enzimatici incorporati nella membrana interna mitocondriale. Alcuni dei componenti di questi complessi sono determinati da geni nel genoma mitocondriale, altri, da geni nel nucleo. Assemblare questi complessi richiede una stretta interazione tra questi due genomi.

Le mutazioni dei geni mitocondriale e cloroplastico mostrano effetti materni diversi dall'eredità nucleare. Questi organelli del citoplasma sono solitamente ereditati dal citoplasma dell'uovo dal genitore materno. Questo è noto come eredità materna.

I geni negli organelli del citoplasma sono ampiamente studiati oggi per determinare come funzionano e come interagiscono con i geni nucleari. Sono strumenti utili nello studio dell'evoluzione. Il DNA mitocondriale del pesce è stato ampiamente utilizzato negli studi filogenetici.

Struttura del DNA mitocondriale o cromosoma mitocondriale:

Al contrario del genoma nucleare, il genoma mitocondriale (geni) degli animali è molto efficiente. Il DNA mt ha geni e questi geni mitocondriali non hanno introni quindi non c'è DNA spazzatura e non c'è bisogno di splicing di introni prima di codificare la proteina.

C'è un'altra differenza dal genoma nucleare che non ci sono sequenze ripetitive nel genoma mitocondriale; la regione di controllo spesso varia in lunghezza a causa delle ripetizioni in tandem. Eccezione a questa regola sono le capesante, molte delle quali presentano numerose sequenze ripetute grandi fino a 1, 4 kb all'interno del genoma del DNA del DNA, che possono quindi estendersi oltre i 30 kb di lunghezza.

Il genoma mitocondriale del pesce, come altri genomi animali mitocondriali, è quasi sempre organizzato in un unico cromosoma circolare, molto simile al cromosoma presente nei batteri (figura 39.4). La mappa di restrizione e l'organizzazione genetica di Protopterus dolloi del genoma mitocondriale è nota.

Consiste di 13 geni che codificano per le proteine. Due geni sono per la codifica per il piccolo 12S e l'rRNA largerl6S (RNA ribosomiale), 22 geni per la codifica delle molecole di RNA (tRNA) e una sezione non codificante del DNA che funge da sito di inizio per la replicazione del DNA mt e RNA trascrizione. Questo è noto come la regione di controllo.

La dimensione del cromosoma mitocondriale varia da specie a specie, ma è costante all'interno delle specie. Una significativa differenziazione genetica di sei diversi halo-tipi è stata trovata nel DNA mitocondriale tra il salmone atlantico (Salmo salar L) in Danimarca e altre sette popolazioni europee di salmoni mediante analisi di amplificazione mediante RPLF utilizzando quattro saggi di endonucleasi di restrizione.

Il DNA mitocondriale del pesce è stato ampiamente utilizzato negli studi filogenetici.

I genomi mitocondriali contengono solo un piccolo numero di geni, ma la maggior parte delle cellule contiene molti mitocondri, quindi il DNA mitocondriale può comprendere una frazione significativa del DNA totale in una cellula. Il tasso di mutazione nel mtDNA animale è più alto che nel DNA nucleare (circa da 5 a 10 volte superiore).

Ciò significa che l'evoluzione è maggiore nel mtDNA rispetto al DNA nucleare e questa caratteristica è importante per noi quando cerchiamo marcatori genetici che rifletteranno i cambiamenti nel passato più recente.