Mitohondrijska DNK

Mitohondrijska DNK (mtDNA) je DNK, ki se nahaja v mitohondrijih, organelih, ki so v splošnem odgovorni za pretvorbo energije iz hranilnih snovi v obliko, uporabno za celice (tj. adenozin trifosfat ali ATP). Večina ostale DNK je pri evkariontih prisotna v celičnem jedru.

Za jedrno in mitohondrijsko DNK je glede na endosimbiotsko teorijo domnevano, da imata ločen evolucijski izvor, pri čemer mtDNA izhaja iz krožnega genoma bakterij, ki so jih predhodniki evkariontskih celic prevzeli z endocitozo.

Mitohondrijska DNK nosi zapis (kodira) v glavnem beljakovine dihalne verige, določene prenašalne RNK (tRNA) ter veliko in majhno podenoto ribosomalne RNK (rRNA). V enem mitohondriju je prisotnih več kopij mtDNA, in sicer od 2 do 10 kopij.^[1] Zaradi bližine dihalne verige je mtDNA izpostavljena delovanju reaktivnih kisikovih spojin (ROS): v mitohondriju je sicer prisoten DNK popravljalni mehanizem, vendar je veliko manj učinkovit v primerjavi s tistim v celičnem jedru, kar pomeni, da so mutacije pogoste. Le-te lahko privedejo do različnih obolenj pri človeku, kot je kombinacija sladkorne bolezni in okvare sluha.

Mitohondrijska DNK se navadno deduje samo po materini strani ne glede na spol potomca, saj so mitohondriji semenčic (spermijev) očeta po oploditvi uničeni preko ubikvitin-označevalnega sistema,^[2] čeprav je možno dedovanje mitohondrijske DNK po očetovi strani, kar je bilo dokazano pri školjkah,^[3] vinskih mušicah,^[4] medonosnih čebelah^[5] in škržatih rodu Magicicada.^[6] Zaradi načina dedovanja ter visoke stopnje mutacij je mtDNA nepogrešljiva pri ugotavljanju sorodstvenih vezi po materini liniji za več generacij nazaj^[7] in identifikaciji neznanih starejših trupel,^[8] po drugi strani pa lahko potomci podedujejo določene bolezni od matere.^[9]

1. ↑ Wiesner R.J.; Ruegg J.C.; Morano I. (1992). »Counting target molecules by exponential polymerase chain reaction, copy number of mitochondrial DNA in rat tissues«. Biochim. Biophys. Acta. 183 (2): 553–559. PMID 1550563.
2. ↑ Sutovsky, Peter; Moreno, Ricardo D.; Ramalho-Santos, João; Dominko, Tanja; Simerly, Calvin; Schatten, Gerald (1999). »Ubiquitin tag for sperm mitochondria«. Nature. 402 (6760): 371–372. doi:10.1038/46466. PMID 10586873.
3. ↑ Hoeh W.R.; Blakley K.H.; Brown W.M. (1991). »Heteroplasmy suggests limited biparental inheritance of Mytilus mitochondrial DNA«. Science. 251 (5000): 1488–1490. doi:10.1126/science.1672472. PMID 1672472.
4. ↑ Kondo R.; Matsuura E.T.; Chigusa S.I. (1992). »Further observation of paternal transmission of Drosophila mitochondrial DNA by PCR selective amplification method,«. Genet. Res. 59 (2): 81–4. doi:10.1017/S0016672300030287. PMID 1628820.
5. ↑ Meusel, M.S.; Moritz, R.F. (1993). »Transfer of paternal mitochondrial DNA during fertilization of honeybee (Apis mellifera L.) eggs«. Curr. Genet. 24 (6): 539–43. doi:10.1007/BF00351719. PMID 8299176.
6. ↑ Fontaine K.M.; Cooley J.R.; Simon C. (2007). »Evidence for paternal leakage in hybrid periodical cicadas (Hemiptera: Magicicada spp.)«. PLoS One. 9: e892. doi:10.1371/journal.pone.0000892.
7. ↑ Brown W.M.; George M., jr.; Wilson A.C. (1979). »Rapid evolution of mitochondrial DNA«. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 76 (4): 1967–1971. doi:10.1073/pnas.76.4.1967. PMC 383514. PMID 109836.
8. ↑ Brown, W.M. (1980). »Polymorphism in mitochondrial DNA of humans as revealed by restriction endonuclease analysis«. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 77 (6): 3605–3609. doi:10.1073/pnas.77.6.3605. PMC 349666. PMID 6251473.
9. ↑ Alexeyev M.F.; LeDoux S.P.; Wilson G.L. (2004). »Mitochondrial DNA and aging« (PDF). Clinical Science. 107 (4): 355–364. doi:10.1042/CS20040148. PMID 15279618.