Genetická výbava mitochondrií
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[edit | edit source]
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. Pomocí specifické mitochondriální RNA polymerázy (POLRMT, kódována jaderným genomem) se nepřerušeně transkribují dvě dlouhé, polycistronické molekuly RNA, jedna podle těžkého řetězce (12mRNA, 2 rRNA, 14 tRNA), jedna podle lehkého řetězce (1 mRNA, 8 tRNA), které jsou následně štěpeny na finální RNA.
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. "displacement loop" neboli D-loop), což je krátký úsek mtDNA, ve kterém je těžký řetězec vytěsňován fragmentem DNA (u savců okolo 1100 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 heavy), zmiňovaný fragment funguje jako primer pro začátek replikace. Počátek replikace lehkého řetězce (L z 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[edit | edit source]
Související články[edit | edit source]
Externí odkazy[edit | edit source]
Zdroj[edit | edit source]
- ŠTÍPEK, Stanislav. Stručná biochemie : Uchování a exprese genetické informace. 1. vydání. Medprint, 1998. 92 s. s. 23. ISBN 80-902036-2-0.
- ŠEDA, Ondřej, František LIŠKA a Lucie ŠEDOVÁ. Aktuální Genetika [online]. [cit. 2016-10-23]. <http://biol.lf1.cuni.cz/ucebnice/nemendelovska_dedicnost.htm>.