Mitochondrialne DNA a jądrowe DNA
Kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) jest głównym materiałem dziedzicznym prawie wszystkich organizmów z wyjątkiem niektórych wirusów. Jest uważany za biologiczną makrocząsteczkę, składającą się z dwóch długich nici polimerowych składających się z małych, powtarzających się monomerów zwanych nukleotydami. Te komplementarne nici są skręcone wzdłuż wspólnej osi, tworząc unikalną strukturę DNA znaną jako struktura „podwójnej helisy”. Prawie wszystkie ludzkie komórki mają DNA, z wyjątkiem czerwonych krwinek i komórek nerwowych. W zależności od miejsca zamieszkania w komórce występują dwa rodzaje DNA; jądrowe DNA i mitochondrialne DNA.
Co to jest jądrowe DNA?
Jądrowe DNA znajduje się w jądrze komórkowym i jest ważne do przechowywania informacji w celu utrzymania funkcji i wzrostu komórki. W każdej komórce znajdują się dwie kopie jądrowego DNA pochodzące od obojga rodziców. Dlatego jądrowe DNA jest dziedziczone zarówno po matce, jak i po ojcu. Te DNA są unikalne dla osób z wyjątkiem bliźniąt jednojajowych.
Co to jest mitochondrialne DNA?
Mitochondria to organelle występujące we wszystkich komórkach eukariotycznych, które przekształcają energię chemiczną w użyteczne źródła energii w komórkach. W przeciwieństwie do większości innych organelli, mitochondrium ma własne niejądrowe uzupełnienie DNA, znane jako mitochondrialne DNA lub mtDNA. Każde mitochondrium ma od dwóch do dziesięciu kopii kolistego DNA. Każdy mitochondrialny DNA jest specyficzny do wykonywania określonego zestawu funkcji związanych z mitochondriami, w tym syntezy cząsteczek wykorzystywanych do oddychania komórkowego, jednostek kodujących syntezę tRNA każdego aminokwasu oraz DNA zaangażowanego w syntezę rRNA który wykorzystuje do syntezy białek.
Wyjątkowość mitochondrialnego DNA polega na tym, że jest on dziedziczony po matce jako połączony zestaw genów, przekazywany potomstwu w cytoplazmie komórki jajowej; w związku z tym nie zachodzi rekombinacja genomu matki i ojca.
Jaka jest różnica między DNA mitochondrialnym (mtDNA) a DNA jądrowym?
• Mitochondrialne DNA znajduje się wewnątrz mitochondriów, natomiast jądrowe DNA znajduje się w jądrze komórkowym.
• Jedna komórka zawiera około 99,75% DNA jądrowego i 0,25% DNA mitochondrialnego.
• Szybkość mutacji DNA mitochondrialnego jest prawie dwadzieścia razy większa niż DNA jądrowego.
• Mitochondrialny DNA ma kształt okrągły, podczas gdy jądrowy DNA ma kształt liniowy.
• DNA mitochondrialne jest mniejsze niż DNA jądrowe.
• Każde mitochondrium zawiera tysiące kopii mitochondrialnego DNA, ale tylko kilka kopii DNA jądrowego istnieje w jądrze komórki ludzkiej.
• W przeciwieństwie do DNA jądrowego, całe DNA mitochondrialne pochodzi od matki, a żaden nie pochodzi od ojca (odziedziczony po matce). DNA jądrowe zawiera więcej informacji pochodzących od obojga rodziców (zarówno ze strony ojca, jak i matki).
• W przeciwieństwie do DNA jądrowego, mitochondrialny DNA może być używany tylko do określenia pochodzenia matczynego u osoby lub grupy i nie może być używany do określenia pochodzenia ojcowskiego.
• DNA mitochondrialne może nie być ściśle skorelowane z dostosowaniem osobnika z innych populacji, takich jak DNA jądrowy.
• DNA mitochondrialne znajduje się w macierzy organelli. Dlatego, w przeciwieństwie do jądrowego DNA, nie jest on zamknięty w błonie.
• DNA mitochondrialne może zawierać ponad tysiąc kopii na komórkę, podczas gdy DNA jądrowy ma tylko dwie kopie na komórkę.
• Parowanie chromosomów jądrowego DNA jest diploidalne, podczas gdy DNA mitochondrialnego jest haploidalne.
• Rekombinacja pokoleniowa i naprawa replikacji są obecne w jądrowym DNA. W przeciwieństwie do tego procesy te są nieobecne w mitochondrialnym DNA.
•
