DNA DNA Mitochondrial (مع رسم بياني)

في هذه المقالة ناقشنا سوءًا موضوع المادة وهيكل دنا الميتوكوندريا السمكية.

الموضوع من الحمض النووي Mitochondrial الحمض النووي:

في Eukaryotes ، DNA موجود في الكروموسومات (داخل النواة) ، بالإضافة إلى الكروموسوم ، DNA موجود أيضا في عضيات اثنين ، الميتوكوندريا (الحيوانات والنباتات) و chloroplasts (في النباتات الخضراء). هذه العضيات هي مكونات أساسية في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة.

يتم أيضًا تنظيم الحمض النووي للميتوكوندريا في كروموسوم ، وهو دائري الشكل ويتطابق بشكل وثيق مع كروموسوم البكتيريا. في البشر ، ويرجع هذا المرض المعروف باسم الصرع رمع عضلي والألياف حمراء خشنة (MERRF) إلى وراثة من الطفرات الميتوكوندريا في فرد غير متجانس.

الفرد الذي ينتمي عضياته إلى أكثر من أليل واحد يُطلق عليه اسم heteroplasmic. في هذا المرض ، فإن الخلية غير قادرة على إنتاج كمية كافية من ATP ومن ثم فإن موت الخلايا يحدث بسبب نقص الطاقة.

الميتوكوندريا للخلايا الحيوانية والنباتية هي العضيات المولدة للطاقة في حين أن البلاستيدات الخضراء هي عضيات الضوئي ولا تحدث إلا في النباتات. إحدى السمات الفريدة التي تميز الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء من عضيات أخرى هي أنها تحتوي على جينومات خاصة بها.

غالباً ما يُعرف الحمض النووي الموجود في العضيات بأنه جينات كروموسومية إضافية وهو أمثلة على إرث نووي إضافي. هناك ثلاثة أنواع من الميراث النووي الإضافي: تأثير الأمهات ، والجينات المقيمة في العضيات السيتوبلازمية (الوراثة الأمومية) ، والوراثة المعدية. إن ميراث الجينوم / جينات الميتوكوندريا يتصرف بشكل إيجابي بطريقة غير مندلية.

الميتوكوندريا هي بنية على شكل السجق في الخلية الحية. وهي محاطة بغشاءين. يتكون الغشاء الداخلي من الأكياس المطولة المسماة cristae التي تمتد إلى داخل الميتوكوندريا (الشكل 39.1). يتم تغطية الدواخل الداخلية للغشاء وخارج الغشاء الخارجي بجزيئات صغيرة.

وتتكون جزيئات الغشاء الداخلي من قاعدة وساق ورأس بينما تكون جسيمات الغشاء الخارجي خالية من القاعدة والقصبة. في cristae ، يتم تقسيم السكر والفوسفات إلى CO 2 والماء في سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعروفة باسم الفسفرة المؤكسدة.

إن وظيفة الميتوكوندريا هي إنتاج ATP عالي الطاقة. إنها تقوم بذلك عن طريق إجراء معقد يتم فيه نقل أزواج من الإلكترونات من الغشاء الخارجي إلى جزيئات الغشاء الداخلي ومن خلال سلسلة من أربعة معقدات. تقوم DPNH بتسليم الإلكترونات إلى المركب I. وتقوم شركة Succinate بتحويل الإلكترونات إلى المجمع II.

في كلتا الحالتين ، تمر الإلكترونات من قاعدة الجسيمات إلى الساق حيث يتم تسليمها إلى المركب الثالث. بعد ذلك ، تنتقل الإلكترونات إلى المجمع الرابع في رأس الجسيم (الشكل 39.2 ، 39.3). في نهاية المطاف ، كما هو الحال في السلسلة التنفسية ، يتم قبول إلكترونين وينقلهما جزيء الأكسجين.

يتم إنتاج ATP بواسطة معقدات انزيم كبيرة متضمنة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يتم تحديد بعض مكونات هذه المجمعات بواسطة جينات في جينوم الميتوكوندريا ، وغيرها ، عن طريق الجينات الموجودة في النواة. يتطلب تجميع هذه المجمعات تفاعلًا وثيقًا بين هذين الجينومين.

تظهر طفرات جينات الميتوكوندريا والكلوروبلاست تأثيرات أمومية مختلفة عن الميراث النووي. عادة ما يتم توريث هذه العضيات السيتوبلازم مع سيتوبلازم البيض من الوالد الأم. هذا هو المعروف باسم ميراث الأمهات.

تتم دراسة الجينات الموجودة في عضية السيتوبلازم على نطاق واسع اليوم لتحديد كيفية عملها وكيفية تفاعلها مع الجينات النووية. فهي أدوات مفيدة في دراسة التطور. وقد استخدمت الحمض النووي للديدان الميتوكوندريا على نطاق واسع في دراسات التطور.

هيكل الحمض النووي الميتوكوندري أو كروموسوم الميتوكوندريا:

على النقيض من الجينوم النووي ، فإن جينوم الميتوكوندريا (الجينات) للحيوانات فعال للغاية. يحتوي دنا الجزيء mt على جينات ، ولا تمتلك هذه الجينات الميتوكوندريا introns ، لذلك لا يوجد دنا خردة ولا حاجة لتوصيل intron قبل بروتين الترميز.

هناك اختلاف آخر من الجينوم النووي أنه لا توجد تسلسلات متكررة في جينوم الميتوكوندريا. غالباً ما تختلف منطقة التحكم في الطول بسبب التكرار الترادفي. الاستثناء لهذه القاعدة هو السكالوب ، العديد من الأنواع التي تظهر عدة متواليات كبيرة تصل إلى 1.4 كيلوبايت متكررة في جينوم الحمض النووي MTT والتي يمكن أن تمتد بالتالي إلى أبعد من 30 كيلو بايت في الطول.

إن جينوم الميتوكوندريا السمكي ، مثل جينوم الميتوكوندريا الحيواني ، ينظم دائما تقريبا في كروموسوم دائري واحد ، مشابه جدا للكروموسوم الموجود في البكتيريا (الشكل 39-4). ومن المعروف أن خريطة تقييد وتنظيم الجينات من بروتابتو دولوي من الجينوم الميتوكوندريا.

وتتكون من 13 جينات ترميز للبروتينات. هناك جينات جينات لشفرة 12S الصغيرة و rRNA الأكبر حجمًا (rRNA) (ribosomal RNA) ، و 22 جينة من أجل ترميز جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNA) الترميزية وقسم واحد غير مرمز من DNA الذي يعمل كموقع بدء لتكرار الحمض النووي RT و RNA النسخ. هذا هو المعروف باسم منطقة السيطرة.

يختلف حجم كروموسوم الميتوكوندريا من نوع إلى نوع ، ولكنه ثابت داخل الأنواع. تم العثور على تمايز وراثي معنوي لستة أنواع هالة مختلفة في الحمض النووي للميتوكوندريا بين سمك السلمون الأطلسي (Salmo salar L) في الدنمارك وسبعة أنواع أخرى من سمك السلمون الأوروبي عن طريق تحليل التضخيم من قبل RPLF باستخدام فحص نوكليازات القيد الأربعة.

وقد استخدمت الحمض النووي للديدان الميتوكوندريا على نطاق واسع في دراسات التطور.

تحتوي جينومات الميتوكوندريا فقط على عدد صغير من الجينات ، لكن معظم الخلايا تحتوي على العديد من الميتوكوندريا ، لذا فإن الحمض النووي للميتوكوندريا قد يشتمل على جزء مهم من الحمض النووي الكلي في الخلية. معدل الطفرة في mtDNA الحيوانية أعلى من الحمض النووي النووي (حوالي 5 إلى 10 مرات أعلى).

وهذا يعني أن التطور أكبر في الـ mtDNA منه في الـ DNA النووي ، وهذه الميزة ذات أهمية بالنسبة لنا عندما نبحث عن الواسمات الجينية التي تعكس التغيرات في الماضي القريب.