Fiskmitokondriellt DNA (med diagram)

I denna artikel diskuterar vi sjukt om ämnet och strukturen hos fisk mitokondriellt DNA.

Ämne av fiskmitokondriell DNA:

I eukaryoter finns DNA närvarande i kromosomerna (inuti kärnan) och förutom kromosom finns DNA också närvarande i två organeller, mitokondrier (djur och växter) och kloroplaster (i gröna växter). Dessa organeller är viktiga komponenter i cytoplasman hos de eukaryota cellerna.

Det mitokondriella DNA organiseras också i en kromosom, som är cirkulär i form och är nära identisk med bakteriens kromosom. Hos människor är sjukdomen som kallas myoklonisk epilepsi och ragged-röd fibrer (MERRF) på grund av arv av mitokondriella mutationer i heteroplasmisk individ.

En individ vars organeller har mer än en allel betecknas som heteroplasmatisk. I denna sjukdom kan cellen inte producera tillräcklig mängd ATP, varför celldöd orsakas på grund av brist på energi.

Mitokondrier av djur- och växtceller är de energigenererande organellerna medan kloroplasterna är fotosyntetiska organeller och förekommer endast i växter. En unik egenskap som skiljer mitokondrier och kloroplaster från andra organeller är att de innehåller sina egna genomer.

DNA som är närvarande i organellerna är ofta känt som extra kromosomala gener och är exemplen på extra kärnvapen. Det finns tre typer av extra kärnverken: maternal effekt, gener bosatta i cytoplasmatiska organeller (moderens arv) och infektiösa arv. Erfarenheten av mitokondrions genom / gener beter sig positivt på icke-mendelisk sätt.

Mitokondrier är korvformad struktur i levande cellen. De är omgivna av två membran. Det inre membranet bildar långsträckta säckar som kallas cristae som sträcker sig in i mitokondrions inre (fig 39.1). Insidan av det inre membranet och utsidan av det yttre membranet är täckt med små partiklar.

De inre membranpartiklarna består av bas, stjälk och huvud medan partiklarna i det yttre membranet saknar bas och stjälk. I cristae bryts socker och fosfater ned i CO 2 och vatten i serie av kemiska reaktioner som kallas oxidativ fosforylering.

Funktionen hos mitokondrionen är att producera hög energi ATP. Det gör detta genom komplicerat förfarande där par av elektroner passeras längs från det yttre membranet till de inre membranpartiklarna och genom en serie av fyra komplex. DPNH överför elektronerna till Complex I. Succinat överför elektroner till Complex II.

I båda fallen passerar elektronerna från partiklarnas bas i stalken där de sedan överlämnas till Complex III. Därefter flyttas elektronerna vidare till komplex IV i partikelns huvud (fig 39.2, 39.3). I slutändan, som är typisk för andningskedjan, accepteras två elektroner och avges av en molekyl av syre.

Produktionen av ATP utförs av stora enzymkomplex som är inbäddade i mitokondriellt inre membran. Några av komponenterna i dessa komplex bestäms av gener i mitokondriella genomet, andra genom gener i kärnan. Montering av dessa komplex kräver en nära växelverkan mellan dessa två genomer.

Mutationerna hos mitokondriella och kloroplastgenerna visar materiella effekter som är annorlunda än kärnvapenärvet. Dessa cytoplasmorganeller är vanligtvis ärvda med äggcytoplasman från moderns förälder. Detta är känt som moderens arv.

Gener i cytoplasmorganellen studeras i stor utsträckning idag för att bestämma hur de fungerar och hur de interagerar med kärngenerna. De är användbara verktyg i studien av evolutionen. Fisk mitokondriska DNA har i stor utsträckning använts i fylogenetiska studier.

Struktur av mitokondriellt DNA eller mitokondriell kromosom:

I motsats till kärnegenet är djurets mitokondria genom (gener) mycket effektivt. Mt-DNA har gener och dessa mitokondriella gener har inga introner så det finns inget skräp-DNA och det finns inget behov av splicing av intron före kodande protein.

Det finns en annan skillnad från kärngenometet att det inte finns några repetitiva sekvenser i mitokondriella genomet; Kontrollregionen varierar ofta i längd på grund av tandemupprepningar. Undantag från denna regel är kammusslor, där många arter uppvisar flera stora upp till 1, 4 kb upprepade sekvenser inom mt-DNA-genomet, som följaktligen kan sträcka sig till längre än 30 kb.

Fisk mitokondriella genom, som andra djur mitokondriella genom, är nästan alltid organiserat i en enda cirkulär kromosom, mycket lik den kromosom som finns i bakterier (figur 39.4). Restriktionsplanen och genorganisationen av Protopterus dolloi av mitokondriella genom är känd.

Den består av 13 gener som kodar för proteiner. Två gener är för att koda för de små 12S och largerl6S rRNA (ribosomala RNA), 22 gener är för att koda överförings-RNA-molekyler (tRNA) och en icke kodande sektion av DNA som verkar som initieringsplats för mt-DNA-replikation och RNA transkription. Detta är känt som kontrollregionen.

Storleken på mitokondriell kromosom varierar från art till art, men är konstant inom arten. Betydande genetisk differentiering av sex olika halotyper har hittats i mitokondriellt DNA bland atlantisk lax (Salmo salar L) i Danmark och sju andra europeiska laxpopulationer genom amplifieringsanalys av RPLF med användning av fyra restriktionsendonukleaser analys.

Fisk mitokondriska DNA har i stor utsträckning använts i fylogenetiska studier.

Mitokondriella genomer innehåller endast ett litet antal gener men de flesta celler innehåller många mitokondrier, så mitokondriska DNA kan innefatta en betydande del av det totala DNA-värdet i en cell. Mutationshastigheten i djurmtDNA är högre än i det kärn-DNA (ca 5 till 10 gånger högre).

Det betyder att utvecklingen är större i mtDNA än i kärn-DNA, och den här funktionen är viktig för oss när vi letar efter genetiska markörer som kommer att återspegla förändringar i det senaste förflutna.