ADN mitocondrial de pescado (con diagrama)
En este artículo, discutiremos sobre el tema y la estructura del ADN mitocondrial de los peces.
Materia del ADN mitocondrial de los peces:
En los eucariotas, el ADN está presente en los cromosomas (núcleo interno) y, además de los cromosomas, el ADN también está presente en dos orgánulos, mitocondrias (animales y plantas) y cloroplastos (en plantas verdes). Estos orgánulos son componentes esenciales del citoplasma de las células eucariotas.
El ADN mitocondrial también está organizado en un cromosoma, que es de forma circular y es muy similar al cromosoma de la bacteria. En los seres humanos, la enfermedad conocida como epilepsia mioclónica y fibras rojas rasgadas (MERRF) se debe a la herencia de mutaciones mitocondriales en individuos heteroplásmicos.
Un individuo cuyos orgánulos tienen más de un alelo se denomina heteroplásmico. En esta enfermedad, la célula no puede producir una cantidad suficiente de ATP, por lo que la muerte celular se debe a la falta de energía.
Las mitocondrias de las células animales y vegetales son los organelos generadores de energía, mientras que los cloroplastos son los orgánulos fotosintéticos y se presentan solo en las plantas. Una característica única que distingue a las mitocondrias y los cloroplastos de otros orgánulos es que contienen sus propios genomas.
El ADN presente en los orgánulos se conoce a menudo como genes cromosómicos extra y es el ejemplo de la herencia nuclear extra. Hay tres tipos de herencia nuclear adicional: efecto materno, genes que residen en orgánulos citoplásmicos (herencia materna) y herencia infecciosa. La herencia del genoma / genes de la mitocondria se comporta positivamente en una forma no mendeliana.
Las mitocondrias son estructuras con forma de salchicha en la célula viva. Están rodeados por dos membranas. La membrana interna forma sacos alargados llamados crestas que se extienden hacia el interior de la mitocondria (Fig. 39.1). Los interiores de la membrana interna y el exterior de la membrana externa están cubiertos con pequeñas partículas.
Las partículas de la membrana interna están compuestas de base, tallo y cabeza, mientras que las partículas de la membrana externa están desprovistas de base y tallo. En las crestas, el azúcar y los fosfatos se descomponen en CO2 y agua en una serie de reacciones químicas conocidas como fosforilación oxidativa.
La función de la mitocondria es producir ATP de alta energía. Lo hace mediante un procedimiento complejo en el que los pares de electrones pasan de la membrana externa a las partículas de la membrana interna ya través de una serie de cuatro complejos. DPNH entrega los electrones al Complejo I. El succinato transfiere los electrones al Complejo II.
En ambos casos, los electrones pasan de la base de las partículas al tallo, donde luego se entregan al Complejo III. A continuación, los electrones pasan al Complejo IV en la cabeza de la partícula (Fig. 39.2, 39.3). En última instancia, como es típico de la cadena respiratoria, una molécula de oxígeno acepta y arrastra dos electrones.
La producción de ATP se lleva a cabo mediante grandes complejos de enzimas incrustados en la membrana interna mitocondrial. Algunos de los componentes de estos complejos están determinados por los genes en el genoma mitocondrial, otros por los genes en el núcleo. El ensamblaje de estos complejos requiere una estrecha interacción entre estos dos genomas.
Las mutaciones de los genes mitocondrial y cloroplasto muestran efectos maternos diferentes a la herencia nuclear. Estos organelas de citoplasma generalmente se heredan con el citoplasma del huevo de la madre materna. Esto se conoce como herencia materna.
Los genes en el orgánulo del citoplasma son ampliamente estudiados hoy en día para determinar cómo funcionan y cómo interactúan con los genes nucleares. Son herramientas útiles en el estudio de la evolución. El ADN mitocondrial de los peces se ha utilizado ampliamente en estudios filogenéticos.
Estructura del ADN mitocondrial o cromosoma mitocondrial:
A diferencia del genoma nuclear, el genoma mitocondrial (genes) de los animales es muy eficiente. El ADN mt tiene genes y estos genes mitocondriales no tienen intrones, por lo que no hay ADN basura y no es necesario unir el intrón antes de codificar la proteína.
Hay otra diferencia con el genoma nuclear de que no hay secuencias repetitivas en el genoma mitocondrial; la región de control a menudo varía en longitud debido a las repeticiones en tándem. La excepción a esta regla son las vieiras, muchas de las cuales exhiben varias secuencias repetidas grandes de hasta 1.4 kb dentro del genoma del ADN mt que, por consiguiente, pueden extenderse a más de 30 kb de longitud.
El genoma mitocondrial de los peces, al igual que otro genoma mitocondrial animal, casi siempre se organiza en un solo cromosoma circular, muy similar al cromosoma que se encuentra en las bacterias (Fig. 39.4). Se conoce el mapa de restricción y la organización genética de Protopterus dolloi del genoma mitocondrial.
Consta de 13 genes codificantes de proteínas. Dos genes son para codificar el 12S pequeño y el ARNr6s más grande (ARN ribosómico), 22 genes son para codificar moléculas de ARN de transferencia (ARNt) y una sección no codificante del ADN que actúa como el sitio de inicio para la replicación del ADN mt y el ARN transcripción. Esto se conoce como la región de control.
El tamaño del cromosoma mitocondrial varía de una especie a otra, pero es constante dentro de la especie. Se ha encontrado una diferenciación genética significativa de seis tipos de halo diferentes en el ADN mitocondrial entre el salmón del Atlántico (Salmo salar L) en Dinamarca y otras siete poblaciones europeas de salmón mediante análisis de amplificación por RPLF utilizando cuatro ensayos de endonucleasas de restricción.
El ADN mitocondrial de los peces se ha utilizado ampliamente en estudios filogenéticos.
Los genomas mitocondriales contienen solo un pequeño número de genes, pero la mayoría de las células contienen muchas mitocondrias, por lo que el ADN mitocondrial puede comprender una fracción significativa del ADN total en una célula. La tasa de mutación en el ADNmt animal es mayor que en el ADN nuclear (alrededor de 5 a 10 veces mayor).
Esto significa que la evolución es mayor en el ADNmt que en el ADN nuclear, y esta característica es importante para nosotros cuando buscamos marcadores genéticos que reflejen cambios en el pasado más reciente.
