Genetická výbava mitochondrií

Z WikiSkript

(přesměrováno z DNA mitochondrií)

Symbol kept vote.svg
Mitochondrie

Mitochondrie jsou semiautonomní organely eukaryotních buněk. Původ mitochondrií se odvozuje od symbiózy Archebakterií (Prokaryota) s eukaryotními buňkami. Během evoluce Archebakterie ztratily schopnost samostatně existovat a naopak pro existenci eukaryotní buňky se jejich přítomnost stala nezbytnou. Jedním z argumentů této tzv. endosymbiotické teorie je analogie v uchovávání genetické informace v mitochondriích (a chloroplastech) na jedné straně a v prokaryotech na straně druhé.

Mitochondriální DNA[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Mitochondriální genom

Mitochondriální DNA (mtDNA) je cirkulární (kruhová) dsDNA. Netvoří komplex s bílkovinami a nemá telomery. Mitochondrie obsahuje ve své matrix desítky kopií molekul mtDNA, které kódují syntézu některých složek této buněčné organely. Molekula lidské mitochondriální DNA se skládá z 16 569 párů bazí. Kóduje biosyntézu 2 rRNA pro mitochondriální ribosomy, 22 typů tRNA a sérii mRNA pro syntézu proteinů (obsahuje 13 genů kódujících proteiny) − tří podjednotek cytochromoxidázy, 1–2 podjednotky F1-ATPázy, 7 podjednotek NADH-CoQ reduktázy a cytochrom b, možná i další proteiny. Genetický kód není vždy identický s genetickým kódem jaderné DNA. Většina mitochondriálních proteinů je kódována jadernými geny a do mitochondrií jsou transportovány z cytoplasmy. Mezi mitochondriálním genomem (mtDNA) a jaderným genomem (gDNA) tedy existuje určitá míra interakcí. Např. množství molekul mtDNA je kontrolováno alespoň jedním jaderným genem. mtDNA má zásadní úlohu při zajišťování buněčného dýchání; většina polypeptidů potřebných pro oxidativní fosforylaci je kódována geny jaderné DNA. Mitochondriální genom je nositelem mimojaderné dědičnosti. Znaky kódované mtDNA jsou děděny výhradně od matky (oocyt obsahuje asi 100 000 molekul mtDNA), jedná se o tzv. matroklinní dědičnost. Mitochondriální DNA obsahuje jednu významnou "nekódující" sekvenci, takzvanou D-smyčku (z angl. D-loop), což je krátký úsek mtDNA, ve kterém je těžký řetězec vytěsňován fragmentem DNA (500-700 nukleotidů), komplementárním k řetězci lehkému (a v tomto úseku má tedy mitochondrie třířetězcovou DNA). Zde je počátek replikace tzv. těžkého řetězce (označovaného jako H z angl. heavy), zmiňovaný fragment funguje jako primer pro začátek replikace. Počátek replikace lehkého řetězce (L z angl. light) je umístěn mimo D-kličku, asi ve 2/3 mtDNA.

Také rostlinné chloroplasty mají vlastní DNA kódující syntézu jejich rRNA, tRNA a podjednotky enzymů a regulační proteiny.

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Další kapitoly z knihy ŠTÍPEK, S.: Stručná biochemie uchování a exprese genetické informace:
Struktura nukleových kyselin: Základní složky nukleových kyselinPrimární struktura nukleových kyselinŘetězec nukleové kyseliny lze štěpit neenzymovou nebo enzymovou hydrolýzouMetody sekvencováníSekundární a vyšší struktura nukleových kyselin: Sekundární struktura DNADenaturace a reasociace řetězců nukleových kyselin, molekulární hybridizaceSekundární struktura RNATopologie DNA; • Interakce DNA s proteiny, struktura chromosomuBakteriální chromosomEukaryotické chromosomyDNA mitochondrií
Biosyntéza nukleových kyselin: Replikace DNATranskripce
Biosyntéza polypeptidového řetězce – translace: Transferové RNA (tRNA)Aktivace aminokyselin, syntéza aminoacyl-tRNAFunkce ribozómů v translaciTranslace u prokaryotůStruktura ribozómůIniciace translaceElongace peptidůTerminace translaceInhibitory bakteriální translaceTranslace u eukaryotůStruktura ribozómůIniciace eukaryotické translaceElongace eukaryotické translaceTerminace eukaryotické translaceInhibitory eukaryotické translace
Genetický kód
Biosyntéza nukleových kyselin a proteosyntéza v mitochondriích: Replikace mitochondriální DNAMitochondriální transkripceMitochondriální translace
Řízení genové exprese a proteosyntézy: Řízení genové exprese a proteosyntézy u prokaryotRegulace na úrovni transkripceRegulace sigma-faktoryJacobův-Monodův operonový modelRegulační význam cAMP u bakteriíVariace operonového řízení genůTryptofanový a arabinosový operonŘízení terminace transkripceRegulace bakteriální proteosyntézy na úrovni translaceŘízení genové exprese a proteosyntézy u eukaryotRegulace na úrovni uspořádání genůRegulace na úrovni transkripceRegulace posttranskripčních úprav pre-mRNARegulace na úrovni translaceŘízení rychlosti degradace mRNARegulace funkce proteinu kotranslačními a posttranslačními úpravami
Posttranslační úpravy a targeting proteinů: Signální sekvence polypeptidu, volné a vázané ribozómyPosttranslační glykosylace proteinůTargeting nezávislý na glykosylaci proteinůTargeting mitochondriálních proteinůTargeting jaderných proteinůRozhodovací mechanismus k destrukci nefunkčních proteinůReceptorem zprostředkovaná endocytóza
Biochemie virů: Reprodukce DNA virůReprodukce RNA virůInterferony
Biochemie genového inženýrství: Štěpení DNA na definovaném místě řetězceÚčinné dělení fragmentů DNA elektroforézouIdentifikace restrikčních fragmentůSyntéza umělé DNAPomnožení a exprese izolovaného nebo umělého genu v hostitelské buňce


Externí odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Zdroj[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • ŠTÍPEK, Stanislav. Stručná biochemie : Uchování a exprese genetické informace. 1. vydání. Medprint, 1998. 92 s. s. 23. ISBN 80-902036-2-0.