Balık Mitokondriyal DNA (Diyagramlı)

Bu yazıda balık mitokondriyal DNA'sının konusu ve yapısı hakkında tartışacağız.

Balık Mitokondriyal DNA'sının Konusu:

Ökaryotlarda, DNA kromozomlarda (çekirdeğin içinde) bulunur ve kromozomun yanı sıra DNA da iki organelde, mitokondride (hayvanlar ve bitkiler) ve kloroplastlarda (yeşil bitkilerde) bulunur. Bu organeller ökaryotik hücrelerin sitoplazmasının temel bileşenleridir.

Mitokondriyal DNA ayrıca, dairesel biçimde olan ve bakterilerin kromozomu ile yakından aynı olan bir kromozomda düzenlenir. İnsanlarda, miyoklonik epilepsi ve düzensiz kırmızı lifler (MERRF) olarak bilinen hastalık, heteroplazmik bireydeki mitokondriyal mutasyonların mirasından kaynaklanmaktadır.

Organellerinde birden fazla allele sahip olan bir kişiye heteroplazmik denir. Bu hastalıkta, hücre yeterli miktarda ATP üretememektedir, bu nedenle hücre ölümüne enerji yetersizliği neden olmaktadır.

Hayvan ve bitki hücrelerinin mitokondrileri enerji üreten organellerdir, kloroplastlar ise fotosentetik organellerdir ve sadece bitkilerde bulunur. Mitokondri ve kloroplastları diğer organellerden ayıran benzersiz bir özellik, kendi genomlarını içermeleridir.

Organellerde bulunan DNA, sıklıkla ekstra kromozomal genler olarak bilinir ve ekstra nükleer kalıtımın örnekleridir. Üç tür ekstra nükleer kalıtım vardır: maternal etki, sitoplazmik organellerde bulunan (maternal kalıtım) genler ve bulaşıcı kalıtım. Mitokondri genomunun / genlerinin kalıtımsallığı Mendel usulü olmayan bir şekilde olumlu davranır.

Mitokondri, canlı hücrede sosis şeklinde bir yapıdır. İki zarla çevrilidirler. İç zar, mitokondrinin iç kısmına uzanan, cristae adı verilen uzun keseler oluşturur (Şekil 39.1). İç zarın iç ve dış zarın dış tarafı küçük parçacıklarla kaplıdır.

İç zar parçacıkları tabandan, saptan ve kafadan meydana gelirken dış zarın parçacıkları taban ve saptan yoksundur. Cristalarda, şeker ve fosfatlar oksidatif fosforilasyon olarak bilinen bir dizi kimyasal reaksiyonda C02 ve suya parçalanır.

Mitokondrinin işlevi, yüksek enerjili ATP üretmektir. Bunu, elektrot çiftlerinin dış zardan iç zar parçacıklarına ve dört komplekslik bir dizi boyunca geçirildiği karmaşık prosedürle yapar. DPNH elektronları Kompleks I'e verir. Succinate elektronları Kompleks II'ye aktarır.

Her iki durumda da elektronlar partiküllerin tabanından sapa geçerler ve burada Kompleks III'e teslim edilirler. Daha sonra elektronlar partikülün kafasındaki Kompleks IV'e ilerler (Şek. 39.2, 39.3). Sonuçta, solunum zincirinin tipik olduğu gibi, iki elektron kabul edilir ve bir oksijen molekülü tarafından taşınır.

ATP'nin üretimi, mitokondriyal iç zar içine gömülmüş büyük enzim kompleksleri tarafından gerçekleştirilir. Bu komplekslerin bileşenlerinin bazıları mitokondriyal genomdaki genlerle, diğerleri çekirdekteki genlerle belirlenir. Bu komplekslerin montajı, bu iki genom arasında yakın bir etkileşim gerektirir.

Mitokondriyal ve kloroplast genlerinin mutasyonları, nükleer kalıtımdan farklı maternal etkiler göstermektedir. Bu sitoplazma organelleri genellikle maternal ebeveynden yumurta sitoplazması ile miras kalır. Bu maternal kalıtım olarak bilinir.

Sitoplazma organelindeki genler, nasıl çalıştıklarını ve nükleer genlerle nasıl etkileşime girdiklerini belirlemek için günümüzde yaygın olarak çalışılmaktadır. Evrim çalışmasında faydalı araçlardır. Balık mitokondriyal DNA'sı filogenetik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mitokondriyal DNA veya Mitokondriyal Kromozomun Yapısı:

Nükleer genomun aksine, hayvanların mitokondriyal genomu (genleri) çok etkilidir. Mt DNA'nın genleri vardır ve bu mitokondriyal genlerin intronları yoktur, bu yüzden aburda DNA yoktur ve proteini kodlamadan önce intron eklemelerine gerek yoktur.

Nükleer genomdan, mitokondriyal genomda tekrarlayan dizilerin olmadığı bir başka fark vardır; kontrol bölgesi, ikili tekrarlamalar nedeniyle sıklıkla uzunluk olarak değişir. Bu kuralın istisnası, birçok türü mt DNA genomu içinde birkaç büyüklüğü tekrarlanan diziler sergileyen, sonuçta 30 kb uzunluğa kadar uzayabilen taraklardır.

Balık mitokondriyal genomu, diğer hayvan mitokondriyal genomu gibi, hemen hemen her zaman bakterilerde bulunan kromozoma çok benzeyen tek bir dairesel kromozomda organize edilir (Şekil 39.4). Mitokondrial genomun Protopterus dolloi kısıtlama haritası ve gen organizasyonu bilinmektedir.

Proteinleri kodlayan 13 genden oluşur. İki gen, küçük 12S ve daha büyük 6S rRNA (ribozomal RNA) için kodlama içindir, 22 gen, kodlayıcı RNA transfer molekülleri (tRNA) ve DNA'nın mt DNA replikasyonu ve RNA için başlangıç ​​bölgesi olarak işlev gören bir kodlamayan bölümüdür. transkripsiyon. Bu kontrol bölgesi olarak bilinir.

Mitokondriyal kromozomun büyüklüğü türlerden türe değişir, ancak türler içinde sabittir. Mitokondriyal DNA'da altı farklı halo tipinin önemli genetik farklılaşması, Danimarka'daki Atlantik somonu (Salmo salar L) ve dört kısıtlı endonükleaz analizi kullanılarak RPLF ile amplifikasyon analizi ile diğer yedi Avrupa somon popülasyonu arasında bulunmuştur.

Balık mitokondriyal DNA'sı filogenetik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mitokondrial genomlar sadece az sayıda gen içerir, fakat çoğu hücre birçok mitokondri içerir, bu nedenle mitokondrial DNA bir hücrede toplam DNA'nın önemli bir kısmını içerebilir. Hayvan mtDNA'sındaki mutasyon oranı nükleer DNA'dan daha yüksektir (yaklaşık 5 ila 10 kat daha fazla).

Bu, evrimin nükleer DNA'dan daha fazla mtDNA'da olduğu anlamına gelir ve bu özellik, yakın geçmişte yapılan değişiklikleri yansıtacak genetik belirteçler ararken bizim için önemlidir.