DNA Mitocondrial Peixe (Com Diagrama)

Neste artigo, discutiremos sobre o assunto e a estrutura do DNA mitocondrial de peixes.

Matéria-tema do DNA mitocondrial de peixes:

Em eucariotos, o DNA está presente nos cromossomos (dentro do núcleo) e, além do cromossomo, o DNA também está presente em duas organelas, mitocôndrias (animais e plantas) e cloroplastos (em plantas verdes). Estas organelas são componentes essenciais do citoplasma das células eucarióticas.

O DNA mitocondrial também é organizado em um cromossomo, que é de forma circular e é intimamente idêntico ao cromossomo das bactérias. Em seres humanos, a doença conhecida como epilepsia mioclônica e fibras vermelhas irregulares (MERRF) são devidas à herança de mutações mitocondriais em indivíduos heteroplásmicos.

Um indivíduo cujas organelas têm mais de um alelo é denominado como heteroplásmico. Nesta doença, a célula é incapaz de produzir quantidade suficiente de ATP, portanto, a morte celular é causada devido à falta de energia.

As mitocôndrias de células animais e vegetais são as organelas geradoras de energia, enquanto os cloroplastos são organelas fotossintéticas e ocorrem apenas nas plantas. Uma característica única que distingue mitocôndrias e cloroplastos de outras organelas é que elas contêm seus próprios genomas.

O DNA presente nas organelas é conhecido como genes cromossômicos extras e é um exemplo de herança nuclear extra. Existem três tipos de herança nuclear extra: efeito materno, genes que residem em organelas citoplasmáticas (herança materna) e herança infecciosa. A herança do genoma / genes da mitocôndria comporta-se positivamente de maneira não-mendeliana.

As mitocôndrias são estruturas em forma de salsicha na célula viva. Eles estão cercados por duas membranas. A membrana interna forma sacos alongados chamados de cristas que se estendem para o interior da mitocôndria (Fig. 39.1). O interior da membrana interna e o exterior da membrana externa são cobertos com pequenas partículas.

As partículas da membrana interna são compostas de base, haste e cabeça, enquanto as partículas da membrana externa são desprovidas de base e haste. Em cristas, o açúcar e os fosfatos são decompostos em CO ₂ e a água em uma série de reações químicas conhecidas como fosforilação oxidativa.

A função da mitocôndria é produzir ATP de alta energia. Isso é feito por procedimento complexo, no qual pares de elétrons são passados ​​da membrana externa para as partículas da membrana interna e através de uma série de quatro complexos. A DPNH entrega os elétrons ao complexo I. O succinato transfere os elétrons para o complexo II.

Em ambos os casos, os elétrons passam da base das partículas para o pedúnculo, onde são entregues ao complexo III. Em seguida, os elétrons passam para o complexo IV na cabeça da partícula (Fig. 39.2, 39.3). Em última análise, como é típico da cadeia respiratória, dois elétrons são aceitos e levados por uma molécula de oxigênio.

A produção de ATP é realizada por grandes complexos enzimáticos embutidos na membrana interna mitocondrial. Alguns dos componentes desses complexos são determinados por genes no genoma mitocondrial, outros por genes no núcleo. A montagem desses complexos requer uma interação próxima entre esses dois genomas.

As mutações dos genes mitocondriais e cloroplastos mostram efeitos maternos diferentes da herança nuclear. Essas organelas citoplasmáticas são geralmente herdadas com o citoplasma do óvulo do pai materno. Isso é conhecido como herança materna.

Genes no organelo citoplasma são amplamente estudados hoje para determinar como eles funcionam e como eles interagem com os genes nucleares. Eles são ferramentas úteis no estudo da evolução. O DNA mitocondrial de peixes tem sido amplamente utilizado em estudos filogenéticos.

Estrutura do DNA Mitocondrial ou Cromossomo Mitocondrial:

Em contraste com o genoma nuclear, o genoma mitocondrial (genes) dos animais é muito eficiente. O DNA do mt possui genes e esses genes mitocondriais não possuem intrões, portanto não há DNA lixo e não há necessidade de splicing do intron antes de codificar a proteína.

Há outra diferença do genoma nuclear que não há seqüências repetitivas no genoma mitocondrial; a região de controlo varia frequentemente em comprimento devido a repetições em série. Excepção a esta regra são as vieiras, muitas espécies das quais exibem várias sequências repetidas de até 1, 4 kb dentro do genoma do DNA mt que pode consequentemente estender-se para além de 30 kb de comprimento.

O genoma mitocondrial do peixe, como o genoma mitocondrial de outros animais, é quase sempre organizado em um único cromossomo circular, muito semelhante ao cromossomo encontrado nas bactérias (Fig. 39.4). O mapa de restrição e organização gênica de Protopterus dolloi do genoma mitocondrial é conhecido.

É composto por 13 genes que codificam proteínas. Dois genes são para codificação para o pequeno 12S e o RNAl6S maior (RNA ribossomal), 22 genes são para codificação de moléculas de RNA de transferência (RNAt) e uma seção não codificadora do DNA que atua como o local de iniciação para replicação do DNA mt e RNA transcrição. Isso é conhecido como a região de controle.

O tamanho do cromossomo mitocondrial varia de espécie para espécie, mas é constante dentro das espécies. Diferenciação genética significativa de seis diferentes tipos de halos foi encontrada no DNA mitocondrial entre salmões do Atlântico (Salmo salar L) na Dinamarca e outras sete populações europeias de salmão por análise de amplificação por RPLF usando quatro ensaios de endonucleases de restrição.

O DNA mitocondrial de peixes tem sido amplamente utilizado em estudos filogenéticos.

Os genomas mitocondriais contêm apenas um pequeno número de genes, mas a maioria das células contém muitas mitocôndrias, de modo que o DNA mitocondrial pode compreender uma fração significativa do DNA total de uma célula. A taxa de mutação no DNAmt animal é maior que no DNA nuclear (cerca de 5 a 10 vezes maior).

Isso significa que a evolução é maior no mtDNA do que no DNA nuclear, e essa característica é importante para nós quando procuramos marcadores genéticos que refletirão mudanças no passado mais recente.