Mitu protsenti DNA-st leidub eukarüootsetes mitokondrites. Ema mitokondriaalne DNA

Märkimisväärsel osal minu blogide lugejatest on loomulikult ühel või teisel määral ettekujutus mitokondriaalse DNA pärilikkuse olemusest ja olemusest. Tänu kaubandusliku testimise kättesaadavusele on paljud minu (üle)lugejad tuvastanud mitokondriaalseid haplotüüpe mitokondrite üksikutes piirkondades (CR, HVS1, HVS2) ja mõnel on isegi täielik mitokondriaalne järjestus (kõik 16571 positsiooni). Nii suutsid paljud heita valgust oma "sügavale genealoogiale", minnes tagasi kõigi praegu olemasolevate naiste geneetiliste liinide ühisesse koalitsioonipunkti. Romantilised popgeneetikud nimetasid seda punkti "mitokondriaalseks eevaks", kuigi see punkt on ikkagi vaid matemaatiline abstraktsioon ja seetõttu on mis tahes nimi puhtkonventsionaalne.

Lühiekskursioon algajatele.
Mitokondriaalne DNA (edaspidi mtDNA) kandub emalt lapsele. Kuna mtDNA-d saavad oma järglastele edasi anda ainult naised, annab mtDNA testimine otse emaliini kaudu teavet ema, tema ema ja muu kohta. Nii mehed kui naised saavad mtDNA oma emalt, mistõttu saavad mtDNA testimises osaleda nii mehed kui naised. Kuigi mtDNA-s esineb mutatsioone, on nende sagedus suhteliselt madal. Tuhandete aastate jooksul on need mutatsioonid kuhjunud ja sel põhjusel on ühe perekonna naisliin teisest geneetiliselt erinev. Pärast seda, kui inimkond levis üle kogu planeedi, tekkisid mutatsioonid populatsioonides, mis olid kunagi ühendatud inimrassist eraldatud vahemaaga, juhuslikult. Sel põhjusel saab mtDNA-d kasutada antud pererühma geograafilise päritolu määramiseks. MtDNA testimise tulemusi võrreldakse niinimetatud "Cambridge Standard Sequence" (CRS) - esimese mtDNA järjestusega, mis loodi 1981. aastal Cambridge'is (* märkus - CRS-i kasutamine etalonmitojärjestusena on praegu läbivaatamisel). Selle tulemusena määravad teadlased uuritava inimese haplotüübi. Haplotüüp on teie individuaalne geneetiline omadus. Kui vaatate seda, on mtDNA teie kõrvalekallete kogum "Cambridge'i standardjärjestusest". Pärast oma järjestuse võrdlemist andmebaasi järjestustega määratakse teie haplogrupp. Haplogrupp on teatud inimeste kogukonna geneetiline tunnus, kellel oli üks ühine "vanavanaema", mis on uuem kui "mitokondriaalne Eve". Nende muistsed esivanemad liikusid rände ajal sageli samas rühmas. Haplogrupp näitab, millisesse inimkonna genealoogilisse harusse te kuulute. Need on tähistatud tähestiku tähtedega A-st Z-ni ja arvukate alarühmadega. Näiteks Euroopa haplorühmad - H, J, K, T, U, V, X. Lähis-Ida - N ja M. Aasia - A, B, C, D, F, G, M, Y, Z. Aafrika - L1 , L2 , L3 ja M1. Polüneesia – B. Ameerika indiaanlased – A, B, C, D ja harva ka X. Viimasel ajal on Euroopa haplogruppidesse lisandunud N1, U4, U5 ja W.

Keskendume Euroopa mitohaplogruppidele - H, J, K, T, U, V, X, N1, U4, U5 ja W. Enamik neist jagunes omakorda tütar-alamklaadideks (tütarharud, näiteks haplogrupi U5 tütar-alamklaad - alamklaad U5b1 (“Ursula”), mille leviku tipp saabub Balti riikides ja Soomes. Väärib märkimist, et matriarhid naisliini kutsutakse sageli lihtsalt naisenimedega. Sellele traditsioonile pani aluse raamatu “Eeva seitse tütart” autor Brian Sykes, kes mõtles välja nimed enamiku Euroopa elanikkonna oletatavatele esivanematele. Ursula (haplorühm U), Ksenia (X), Elena (H), Velda (V), Tara (T), Catherine (K) ja Jasmine (J). Saate jälgida ja kaardistada põhimaanteid, mida mööda nemad ja meie ülejäänud vanavanaemad ajas ja ruumis rändasid, ning arvutada iga hargnemise – uue mutatsiooni ilmumise – eeldatava aja alates esimestest “Eeva tütardest” ” uusimatele - haplogruppidele I ja V, mis "ainult" umbes 15 000 aastat.

Ma esitan sageli küsimuse: mille poolest erineb tuuma DNA mtDNA-st? Kaasaegsete teaduslike kontseptsioonide kohaselt olid mitokondrid miljardeid aastaid tagasi iseseisvad bakterid, mis asusid elama primitiivsete eukarüootsete organismide (millel on lineaarsete kromosoomidega rakutuum) organismide rakkudesse ja võtsid üle peremeesrakkudes soojuse ja energia tootmise funktsiooni. Kooselu jooksul kaotasid nad osa oma geene ebavajalikuna elades kõigega valmis, osa kandus tuumakromosoomidesse ja nüüd koosneb inimese mtDNA kaksiktsükkel vaid 16 569 nukleotiidi aluspaarist. Suurem osa mitokondriaalsest genoomist on hõivatud 37 geeniga. Hapniku vabade radikaalide (glükoosi oksüdatsiooni kõrvalsaaduste) kõrge kontsentratsiooni ja DNA kopeerimisel tekkinud vigade parandamise mehhanismi nõrkuse tõttu tekivad mtDNA-s mutatsioonid suurusjärgus sagedamini kui tuumakromosoomides. Ühe nukleotiidi asendamine, kadumine või lisamine toimub siin umbes kord 100 põlvkonna jooksul - umbes 2500 aasta jooksul. Mitokondriaalsete geenide mutatsioonid – häired rakuliste energiataimede töös – põhjustavad väga sageli pärilikke haigusi. Mitokondrite ainsaks funktsiooniks on glükoosi oksüdeerimine süsihappegaasiks ja veeks ning süntees, kasutades selle protsessi käigus vabaneva rakukütuse – ATP ja universaalse redutseerija (prootonikandja) NADH – energiat. (NADH on – proovige seda kõhklemata hääldada.) Isegi see lihtne ülesanne nõuab kümneid ensüüme, kuid suurem osa mitokondrite tööks ja hooldamiseks vajalikest valgugeenidest on juba ammu „peremehe“ kromosoomidesse kandunud. rakud. mtDNA-sse jäävad alles vaid ülekande-RNA geenid, mis varustavad aminohapetega valke sünteesivaid ribosoome (tähistatud vastavate aminohapete ühetäheliste ladina sümbolitega), kaks ribosomaalset RNA geeni – 12s RNA ja 16s RNA (mitokondriaalsete ribosoomivalkude geenid). paiknevad raku tuumas) ja mõned (mitte kõik) geenid peamiste mitokondriaalsete ensüümide valgud - NADH dehüdrogenaasi kompleks (ND1-ND6, ND4L), tsütokroom c oksüdaas (COI-III), tsütokroom b (CYTb) ja kaks valgu subühikut ATP süntetaasi ensüümi (ATPaas8 ja 6). Molekulaarse või DNA genealoogia vajadusteks kasutatakse mittekodeerivat piirkonda - D-silmus, mis koosneb kahest hüpervarieeruvast piirkonnast, madala ja kõrge eraldusvõimega - HVR1 (GVS1) ja HVR2 (GVS2).

MtDNA uurimise tähtsusest meditsiinigeneetika seisukohalt tasub öelda paar sõna.
Muidugi on juba tehtud uuringuid teatud haiguste seotuse kohta üksikute naiste geneetiliste liinidega. Näiteks näitas üks uuring, et J (asmiini) haplorühma määratleva SNP-ga seotud mitokloriidide oksüdatiivse fosforüülimise lagunemine põhjustab selle haplorühma kandjate fenotüübi kehatemperatuuri tõusu. Seda seostatakse selle haplorühma suurenenud esinemisega Põhja-Euroopas, eriti Norras. Lisaks areneb mitokondriaalse haplorühma J omavatel inimestel teise uuringu kohaselt AIDS kiiremini ja sureb kiiremini kui teiste HIV-nakatunud inimestega. Uuringud näitasid, et fülogeneetiliselt olulised mitokondriaalsed mutatsioonid tõid kaasa fenotüübi geeniekspressiooni mustri.

Lisaks on J õde mitokondriaalne haplogrupp T seotud meeste spermatosoidide vähenenud liikuvusega. Zaragoza ülikooli biokeemia ja molekulaarrakubioloogia osakonna väljaande kohaselt esindab haplogrupp T nõrka geneetilist eelsoodumust astenosoospermia tekkeks. Mõnede uuringute kohaselt on haplogrupi T olemasolu seotud koronaararterite haiguse suurenenud riskiga. Teise uuringu kohaselt on T-kandjatel väiksem tõenäosus diabeedi tekkeks. Mitmed meditsiinilised pilootuuringud on näidanud, et haplorühma T omamine on seotud Parkinsoni ja Alzheimeri tõve riski vähenemisega.

Juba järgmine näide näitab aga, et naiste geneetiliste liinide ja haiguste vahelise seose analüüsimise tulemused on sageli üksteisega vastuolus. Näiteks Euroopa vanima mitohaplorühma Ühendkuningriigi kandjad on omandatud immuunpuudulikkuse sündroomi suhtes vähe vastuvõtlikud. Ja samal ajal peetakse ühte alarühma U5a omandatud immuunpuudulikkuse sündroomi suhtes eriti vastuvõtlikuks.

Varasemad uuringud on näidanud positiivset korrelatsiooni haplorühma U kuulumise ning eesnäärme- ja kolorektaalse vähi riski vahel. Haplogruppi K (Catherine), mis põlvneb Ühendkuningriigist läbi U8 alamklaadi, ja ka selle vanemliini, iseloomustab suurenenud insuldi ja kroonilise progresseeruva oftalmopleegia risk.

Domineerivasse naisliini H (Helen, kombineeritud H-rühma haru Euroopas) kuuluvate meeste puhul on kõige väiksem risk astenosoospermia (haigus, mille puhul spermatosoidide liikuvus väheneb) tekkeks.Sellele haplorühmale on iseloomulik ka kõrge organismi vastupanuvõime ja resistentsus. AIDSi progresseerumisele.Samas iseloomustab , H kõrge risk haigestuda Alzheimeri tõve Võrdluseks on Parkinsoni tõve tekkerisk naiste geneetilise liini H (Helen) kandjatel palju suurem kui sarnastel. risk liini (JT) esindajatel.Lisaks on Lynn H esindajatel kõrgeim resistentsus sepsise suhtes.

Mitokondriaalsete liinide I, J1c, J2, K1a, U4, U5a1 ja T esindajatel on (võrreldes keskmisega) väiksem risk haigestuda Parkinsoni tõve Geneetilise liini I (Irene), J (Jasmiin) ja T ( Tara) sünnitas rohkem kõigist saja-aastastest, mistõttu popgeneetikud nimetavad neid mitohaplogruppe naljatamisi saja-aastaste haplorühmadeks. Kuid mitte kõik pole nii hea. Mõned haplorühmade J ja T alamklaadide liikmed (eriti J2) põevad haruldast geneetiliselt määratud haigust (Leberi pärilik optiline neuropaatia), mis on seotud emalt päritud pimeduse eest vastutava geeni ekspressiooniga.

Mitohaplogruppi N kuulumine on rinnavähi arengut soodustav tegur. Sama kehtib aga ka teiste Euroopa mitohaplorühmade (H, T, U, V, W, X) kohta, välja arvatud K. Lõpuks on naissoost mitokondrite liini X (“Ksenia”) kandjatel mitokondrites mutatsioon, mis suurendab II tüüpi diabeedi, kardiomüopaatia ja endomeetriumi vähi tekkeriski. Kombineeritud makromitohaplogrupi IWX esindajatel on kõrgeim vastupanuvõime AIDSi arengule.

Mitokondrid mängivad olulist rolli ka spordigeneetikas, mis on tekkinud suhteliselt hiljuti.

Tihtipeale sattusin spordiravimite ja toidulisandite kirjeldusi lugedes mainimisele, et ravimi üks või teine aktiivne element kiirendab ainevahetust või teatud ühendite transporti mitokondritesse. See puudutab peamiselt L-karnitiini, kreatiini ja BCAA-d. Kuna mitokondrid toimib rakus energiageneraatorina, tunduvad need tähelepanekud mulle loogilised ja usutavad.

Seetõttu käsitleme seda küsimust üksikasjalikumalt.

Mõnede teadlaste sõnul viib energiapuudus organismi varajase vananemiseni. Mida vähem on rakkudes energiat, seda vähem on jõupingutusi suunatud toksiinide taastamisele ja eemaldamisele. Nagu öeldakse: "Ma ei hooli rasvast, ma soovin, et oleksin elus." Kuid alati on väljapääs:tervislik toitumine ja väikesed biokeemilised näpunäited võivad taaskäivitada mobiilsed elektrijaamad. Ja esimene asi, mida nad soovitavad meeles pidada, on karnitiin.

Alates täiskasvanueast hakkavad mitokondrid, rakulised elektrijaamad aeglustuma, mis viib energia tootmise vähenemiseni. Rakk liigub kokkuhoiu poole, milles “järelpõletaja” režiimist ei tasu unistadagi. Energiapuudus põhjustab teiste raku organellide talitlushäireid ja mõjutab taas mitokondreid. Nõiaringi. See on vananemine või täpsemalt selle sisemine ilming.

"Sa oled täpselt nii noor kui teie mitokondrid," armastab toitumisspetsialist Robert Crichon öelda. Pühendanud aastaid rakkude biokeemia uurimisele, leidis ta ühe võimaluse mõjutada mitokondrite energiatootmist ehk vananemist. See meetod on karnitiin ja selle aktiivne vorm L-karnitiin.

Karnitiin ei ole aminohape, kuna see ei sisalda aminorühma (NH2). See on rohkem nagu koensüüm või, kui soovite, vees lahustuv vitamiinitaoline ühend. Miks köidab karnitiin toitumisspetsialistide tähelepanu?

Nagu teate, on rasvhapped lihaste, eriti müokardi peamine kütus. Umbes 70% energiast toodetakse lihastes rasva põletamisel. Karnitiin transpordib pika ahelaga rasvhappeid läbi mitokondriaalse membraani. Väikese koguse karnitiini (umbes 25%) sünteesib organism aminohappest lüsiinist. Ülejäänud 75% peame saama toidust.

Kuid täna saame karnitiini liiga vähe. Väidetavalt tarbisid meie esivanemad iga päev vähemalt 500 mg karnitiini. Kaasaegse ühiskonna keskmine inimene saab toidust vaid 30-50 mg päevas...

Karnitiini puudus põhjustab energia tootmise vähenemist ja degeneratsiooni. Vähem energiat tähendab kehvemaid füsioloogilisi reserve. Klassikaline pilt on eakatest inimestest, kelle kehas on "energiakriis". Kui kehal oleks piisavalt energiat, saaks ta edukalt ehitada ja uuendada rakumembraane, säilitada rakustruktuuride terviklikkust ja kaitsta geneetilist informatsiooni. Meie immuunsüsteem sõltub ka piisavast energiatootmisest.

Robert Crichon usub, et me vajame rohkem karnitiini, kuna keha hakkab alla minema. See on samm rakkude noorendamise ja energia andmise suunas, et need saaksid paremini toimida ning kaitsta end vabade radikaalide ja patogeenide eest. [ Muide, poolteist aastat tagasi tegin füsioloogiga prooviuuringu bioloogilise vanuse määramiseks. Füsioloogi tabeli järgi vastasid mõõtmistulemused kõige täpsemalt bioloogilisele vanusele 28 aastat. Kui härra Robert Crichonil on õigus, siis on minu mitokondrid minu passi vanusest 7 aastat nooremad)). Kuid paljud mu eakaaslased elavad juba loodusest võlgu (jällegi oma mitokondrite arvelt)].

Liha, kala, piim, munad, juust ja muud loomsed saadused sisaldavad üldiselt piisavalt karnitiini. Lamba- ja lambaliha on eriti tugevad allikad. Avokaado ja tempeh on eelistatuimad taimsed allikad.

Muidugi karjatasid loomad karjamaadel ja sõid rohtu. See oli suurepärane, sest antud juhul sisaldasid loomsed tooted suures koguses karnitiini ja tervislikke oomega-3 rasvhappeid, mis üksteist täiendavad. See võimaldas meie esivanemate kehal tõhusalt rasva põletada ja neil oli tugev keha. Tänapäeval söödetakse veiseid teraviljaga, milles domineerivad oomega-6 rasvhapped, millel on põletikku soodustav toime, ning karnitiini tase on langenud. Seetõttu pole nüüd iga päev punase liha söömine enam tervislik alternatiiv. Aga lõpetame seal.

On veel üks punkt, mida tasub mainida. Oleks naiivne väita, et karnitiin võib päästa inimese vananemisest lõplikult. Ei, see oleks inimkonna jaoks liiga lihtne, kuigi paljud võiksid seda uskuda.

Karnitiin, nagu ka teised kasulikud ained, mis aktiveerivad ainevahetust, on vaid üks paljudest abimeestest. See aga ei suuda mobiilside kella radikaalselt peatada, kuigi tõenäoliselt suudab seda aeglustada.

Leiti, et isheemilise müokardi töö seiskub kreatiinfosforhappe rakuressursside ammendumisel, kuigi u. 90% adenosiintrifosfaat. See näitas, et adenosiintrifosfaat jaotub rakus ebaühtlaselt. Kasutatakse mitte kogu lihasrakkudes leiduvat adenosiintrifosfaati, vaid ainult teatud osa sellest, mis on kontsentreeritud müofibrillides. Edasiste katsete tulemused näitasid, et seos adenosiintrifosfaadi rakkude vahel toimub kreatiinfosforhappe ja kreatiinkinaasi isoensüümide abil. Normaalsetes tingimustes annab mitokondrites sünteesitud adenosiintrifosfaadi molekul energia üle kreatiinile, mis isoensüümi kreatiinkinaasi mõjul muundub kreatiinfosforhappeks. Kreatiinfosforhape liigub kreatiinkinaasi reaktsioonide lokaliseerimisele, kus teised kreatiinkinaasi isoensüümid tagavad adenosiintrifosfaadi regenereerimise kreatiinfosforhappest ja adenosiindifosfaadist. Sel juhul vabanev kreatiin liigub mitokondritesse ning energia tootmiseks kasutatakse adenosiintrifosfaati, sh. lihaspingete jaoks. Energiaringluse intensiivsus rakus mööda kreatiinfosfori rada on palju suurem kui adenosiintrifosfaadi tsütoplasmasse tungimise kiirus. See on põhjus kreatiinfosforhappe kontsentratsiooni langusele rakus ja põhjustab lihaspingete depressiooni isegi siis, kui raku põhivarustus adenosiintrifosfaadiga ei muutu.

Kahjuks pööravad spordigeneetikaga seotud inimesed mitokondritele väga vähe tähelepanu. Ma pole veel näinud uuringut kulturistide tulemuste kohta, mis jagunevad mitokondriaalsetesse rühmadesse kuulumise alusel kontrollrühmadesse (eeldusel, et nende muud “näitajad” on samad). Näiteks võiks eksperimentaalne disain välja näha selline: valime välja sama vanuse, kaalu, pikkuse, lihaskoostise ja kogemustega kulturistid. Kutsume neid sooritama identsete jõuharjutuste komplekti (näiteks lamades surumise seeriate maksimaalne arv raskusega 95-100 kg.) Võrdleme tulemusi ja analüüsime neid a priori info põhjal sportlaste mitogruppide kohta. . Seejärel anname sportlastele kreatiini, levokarnitiini, glutamiini ja aminohapete kombineeritud dieedi. Mõne aja pärast kordame testi ja võrdleme tulemusi ning teeme järeldused mtDNA tüübiga korrelatsiooni olemasolu/puudumise kohta.

Arvan, et minu mitokondrite amatöör-uuringud võivad lõpuks inimkonda valgustada. Tõsi, mind ei huvita mitokondrid mitte ainult ja mitte niivõrd genealoogia ja meditsiinilised küsimused, vaid psühhogeneetika küsimused, eelkõige eri mitohaporühmade inimestevahelise suhtluse aspektid. Võtsin endale vabaduse nimetada seda uurimisvaldkonda psühhosotsioonikaks. Kasutades ära haruldast võimalust jälgida (4 aastat) erinevate mitohaplogruppide inimeste suhtlemist vähemalt 5 ingliskeelsel ja 2 venekeelsel foorumil, märkasin huvitavat trendi. Kahjuks ei jõudnud ma seda mustrit popgeneetika teaduskeele diskursiivsetes terminites selgelt sõnastada, kõik on alles eelmärkuste tasemel. Aga võib-olla, kui suudan oma tähelepaneku sõnastada, läheb see populatsioonigeneetika ajalukku kui Verenitš-Zaporožtšenko seadus.

Minu tähelepanekud põhinevad kolme peamise Euroopa kokkuvõtliku mitohaplogrupi (JT, HV, UK) interaktsioonide uurimisel. Kahjuks Euroopa mitohaplorühmad I, W, X (samuti eksootilised ja väiksemad mitorühmad) valimi ebaesinduslikkuse tõttu minu uurimisvaldkonda ei kaasatud. Lühidalt, need tähelepanekud taanduvad järgmistele punktidele:

1) kõige tihedamat ja produktiivsemat interaktsiooni täheldatakse ühe kombineeritud haplorühma esindajate vahel (näiteks erinevate alamklaadide J ja T esindajate vahel). Võib-olla saab seda tõsiasja seletada evolutsioonilise mehhanismiga, mis määrab geneetilisel tasandil (tuletan meelde, et mitoDNA pärineb rangelt emaliini kaudu) lapse seotuse emaga juba varases eas. Clark-Stewart, temas uurides kolmepoolseid suhteid paljudes peredes, avastas, et ema mõju lapsele on otsene iseloom, samas kui isa mõjutab last sageli kaudselt – ema kaudu (Clarke-Stewart K.A., 1978). See mõju interpoleeritakse hiljem interpolatsioonile sarnaste mitohaplogruppide esindajatega (selle mõju psühhogeneetilist alust pole veel teaduslikult kindlaks tehtud), mistõttu pole üllatav, et oma kaashaplogruppide hulgast leiavad inimesed kõige usaldusväärsemaid mõttekaaslasi

2) JT ja HV esindajad on üksteise suhtes antipoodid - just nende vahel täheldatakse kõige antagonistlikumat koostoimet, mis sageli põhjustab konflikte. Antagonismi põhjuseid tuleb veel uurida

3) Ühendkuningriigi mitogrupi esindajaid iseloomustab reeglina neutraalne suhtumine nii JT-sse kui ka HV-sse. Suhted mõlema rühmaga on puhtalt asjalikud, neutraalsed.

Kuna tundsin huvi sellise ilmselge jagunemise põhjuste vastu, pöördusin nõu saamiseks maailma juhtiva mtDNA spetsialisti Valeri Zaporožtšenko poole (ta on ühe tõhusama fülogeneetilise programmi MURKA autor, omab maailma suurimat mitohaplotüüpide erakogu ja täielikke genoomseid järjestusi ning on mitmete suuremate mitoDNA-teemaliste publikatsioonide kaasautor).Valeri andis mõnevõrra ebatavalise, kuid kui järele mõelda, siis loogilise vastuse.Tema vastuse sisu oli, et JT ja HV vahelist antagonismi saab seletada "geneetilise mäluga". Fakt on see, et haplorühm HV tungis Euroopasse kuskil mesoliitikumi ja neoliitikumi vahetusel põhjapoolset marsruuti pidi.Paralleelselt selle haplorühmaga sisenes Euroopasse emas perekond JT, kuid rändetee kulges mõnevõrra lõuna poole. Tõenäoliselt oli konkurents mõlema rühma (JT ja HV) vahel, kuna nii JT kui ka HV hõivasid sama niši (neoliitikumi põllumehed). TOMuide, sama ajalooline sisekaemus selgitab Ühendkuningriigi mitorühma neutraalsust HV ja JT suhtes. Nagu praegu üldiselt aktsepteeritakse, Ühendkuningriik (mis on Euroopa vanim mitorühm) neoliitikumi revolutsiooni koidikul ja ülalmainitud neoliitikumi ilmumiselNeed rühmad olid esindatud peamiselt Euroopa mesoliitikumi küttide-korilaste seas. Kuna nad hõivasid täiesti erineva niši, polnud Ühendkuningriigi esindajatel HV ja JT-ga lihtsalt midagi jagada.

Mitokonflikti parim näide on 5 aastat kestnud konflikt kahe amatöörgeneetika ja antropoloogia hiilgava mõistuse – Dienek Pontikose (kelle mitorühm on T2) ja David "Polako" Veselovsky (kelle mitorühm on H7) vahel. See ei kinnita JT ja HV mitorühmade vahelise interaktsiooni konfliktipotentsiaali. See on nagu tuntud katse 1 g rauapulbri või -pulbri ja 2 g kuiva kaaliumnitraadiga, mis on eelnevalt uhmris jahvatatud. Niipea kui need üksteise kõrvale asetatakse, algab äge reaktsioon sädemete, pruunika suitsu ja tugeva kuumenemisega. Sel juhul meenutab segu välimuselt punast kuuma laavat. Kaaliumnitraadi reageerimisel rauaga moodustub kaaliumferraat ja gaasiline lämmastikmonooksiid, mis õhus oksüdeerides tekitab pruuni gaasi – lämmastikdioksiidi. Kui tahke jääk pärast reaktsiooni lõppu asetada klaasi külma keedetud vette, saadakse punakasvioletne kaaliumferraadi lahus, mis laguneb mõne minutiga.))

Millised on nende tähelepanekute praktilised tagajärjed? Praegu areneb kiiresti üks nn konfliktoloogia harusid, mis on seotud indiviidide kokkusobivuse hindamisega grupis. Loomulikult saab see tööstusharu kõige praktilisema väljenduse praktiliste probleemide lahendamisel (näiteks valamine või personalivalik). Loomulikult hinnatakse värvatud töötajaid peamiselt nende erialaste teadmiste, oskuste, võimete ja töökogemuse alusel. Kuid oluline tegur on värvatavate kokkusobivuse hindamine juba väljakujunenud meeskonna ja juhtkonnaga. Selle teguri a priori hindamine on keeruline ja praegu tehakse seda hinnangut peamiselt psühholoogiliste testide abil, mille arendamiseks ja testimiseks kulutavad suured ettevõtted ja institutsioonid (näiteks NASA astronautide meeskonna valimisel) suuri summasid. rahast. Kuid nüüd, psühhogeneetika arengu lävel, saab need testid asendada geneetiliselt määratud ühilduvuse analüüsiga.

Oletame näiteks, et meil on teatud grupp värvatud spetsialiste, kes vastavad töölesaamise vorminõuetele ja omavad vastavat pädevust. Seal on meeskond, kus on näiteks kõik kolm makrogruppi JT, HVja UK. Kui ma oleksin juht, siis määratakse uued töötajad teatud inimrühmadesse vastavalt määratud ülesannetele:

1) Kui teatud ülesande täitmine eeldab lähedase mõttekaaslaste grupi olemasolu, siis on parim võimalus luua samasse makrohaplogruppi kuuluvatest inimestest grupp
2) Kui grupp tegeleb uute lahenduste leidmisega ja kasutab oma töös selliseid meetodeid nagu "ajujaht", on vaja need värvatud paigutada antagonistide keskkonda (JT-st HV-le ja vastupidi).

3) Kui grupi tööpõhimõtted põhinevad puhtalt ärilistel/formaalsetel suhetel, peaks juhtkond tagama, et grupis oleks piisav arv Ühendkuningriigi esindajaid, kes toimiksid puhvrina konfliktsete JT-de ja HV-de vahel.

Soovi korral võib samadel põhimõtetel võtta aluseks abielupartneri “teaduslikult motiveeritud” valiku. Vähemalt on partneri sobivuse hindamine (õigemini sobivuse olemuse hindamine) palju usutavam kui ühilduvuse hindamine tänapäevastes kohtinguteenustes, mis põhinevad primitiivsetel psühholoogilistel testidel ja astroloogial.K Muide, ainus kaubanduslik DNA tutvumisteenus kasutab rangelt ära histoühilduvuskompleksi haplotüüpe. Loogika seisneb selles, et nagu teadlased on näidanud, valivad inimesed tavaliselt endale kõige vastandlikuma HLA haplotüübiga partnerid.

Norra populatsiooni erinevad geneetilised komponendid, mis ilmnesid mtDNA ja Y kromosoomi polümorfismide analüüsimisel Mitokondriaalse DNA haplogrupid mõjutavad AIDSi progresseerumist.

Mitokondrid: 30 mitokondriaalset haplogruppi T seostatakse koronaararterite haigusega Mitokondriaalse DNA haplotüübi T kandjad on diabeedile vähem altid « Mathilda antropoloogia ajaveeb

"Mujal on teatatud, et haplorühma T kuulumine võib pakkuda mõningast kaitset Alexander Belovzheimeri tõve (Chagnon jt 1999; Herrnstadt jt 2002) ja ka Parkinsoni tõve (Pyle jt 2005) eest, kuid Pereira hoiatavad sõnad et al. viitavad sellele, et enne kindlate järelduste tegemist võib olla vaja täiendavaid uuringuid."

Mitokondriaalse DNA haplorühmad mõjutavad AIDSi progresseerumist.

Looduslik valik kujundas inimestel piirkondliku mtDNA variatsiooni
Ruiz-Pesini E, Lapeña AC, Díez-Sánchez C jt. (september 2000). "Inimese mtDNA haplorühmad, mis on seotud spermatosoidide kõrge või vähenenud liikuvusega." Olen. J. Hum. Genet. 67(3):682–96. DOI: 10.1086/303040. PMID 10936107.
Mitokondrid: 30 mitokondriaalset haplogruppi T seostatakse koronaararterite haigusega
Mitokondriaalse DNA haplotüübi "T" kandjad on diabeedile vähem altid « Mathilda antropoloogia ajaveeb
"Mujal on teatatud, et haplorühma T kuulumine võib pakkuda kaitset

05.05.2015 13.10.2015

Kogu teave inimkeha ehituse ja eelsoodumuse kohta haigustele on krüpteeritud DNA molekulide kujul. Peamine teave asub raku tuumades. 5% DNA-st paikneb aga mitokondrites.

Mida nimetatakse mitokondriteks?

Mitokondrid on eukarüootide rakulised organellid, mis on vajalikud toitainetes sisalduva energia muundamiseks ühenditeks, mida rakud saavad omastada. Seetõttu nimetatakse neid sageli "energiajaamadeks", sest ilma nendeta on keha olemasolu võimatu.
Need organellid omandasid oma geneetilise teabe tänu sellele, et nad olid varem bakterid. Pärast peremeesorganismi rakkudesse sisenemist ei suutnud nad oma genoomi säilitada, samal ajal kui nad kandsid osa oma genoomist peremeesorganismi rakutuuma. Seetõttu sisaldab nende DNA (mtDNA) nüüd ainult osa, nimelt 37 geeni, algsest kogusest. Peamiselt krüpteerivad nad glükoosi muundumise mehhanismi ühenditeks - süsinikdioksiidiks ja veeks koos energia tootmisega (ATP ja NADP), ilma milleta on peremeesorganismi olemasolu võimatu.

Mis on mtDNA-s ainulaadset?

Peamine mitokondriaalsele DNA-le omane omadus on see, et seda saab pärida ainult emaliini kaudu. Sel juhul võivad kõik lapsed (mehed või naised) saada munarakust mitokondreid. See on tingitud asjaolust, et emaste munarakkudes on neid organelle rohkem (kuni 1000 korda) kui meeste spermatosoidides. Selle tulemusena saab tütarorganism need ainult oma emalt. Seetõttu on nende pärand isarakust täiesti võimatu.
On teada, et mitokondriaalsed geenid anti meile edasi kaugest minevikust - meie proemalt - "mitokondriaalsest Eevast", kes on kõigi planeedi inimeste ühine esivanem emapoolselt. Seetõttu peetakse neid molekule emasuguluse kindlakstegemiseks kõige ideaalsemaks objektiks geneetilisteks uuringuteks.

Kuidas määratakse sugulus?

Mitokondriaalsetel geenidel on palju punktmutatsioone, mis muudab need väga varieeruvaks. See võimaldab meil luua sugulussuhteid. Geneetilisel uurimisel tehakse spetsiaalsete geenianalüsaatorite - sekvenaatorite abil kindlaks üksikud punktnukleotiidi muutused genotüübis, nende sarnasus või erinevus. Inimestel, kes ei ole ema poolt sugulased, erinevad mitokondri genoomid oluliselt.
Suguluse kindlaksmääramine on võimalik tänu mitokondriaalse genotüübi hämmastavatele omadustele:
nad ei allu rekombinatsioonile, seega muutuvad molekulid ainult mutatsiooniprotsessi kaudu, mis võib toimuda aastatuhande jooksul;
võimalus isoleerida mis tahes bioloogilistest materjalidest;
biomaterjali puudumise või tuumagenoomi lagunemise korral võib mtDNA saada ainsaks analüüsiallikaks selle koopiate tohutu arvu tõttu;
Tänu suurele mutatsioonide arvule võrreldes rakkude tuumageenidega saavutatakse geneetilise materjali analüüsimisel suur täpsus.

Mida saab geenitesti abil kindlaks teha?

MtDNA geneetiline testimine aitab diagnoosida järgmisi juhtumeid.
1. Looda sugulussidemed emapoolsete inimeste vahel: vanaisa (või vanaema) ja pojapoja, venna ja õe, onu (või tädi) ja õepoja vahel.
2. Väikese koguse biomaterjali analüüsimisel. Lõppude lõpuks sisaldab iga rakk mtDNA-d märkimisväärses koguses (100–10 000), samas kui tuuma DNA sisaldab ainult 2 koopiat iga 23 kromosoomi kohta.
3. Iidse biomaterjali tuvastamisel – säilivusaeg üle tuhande aasta. Just tänu sellele omadusele suutsid teadlased tuvastada geneetilise materjali Romanovite perekonna liikmete jäänustest.
4. Muu materjali puudumisel sisaldab isegi üks juuksekarv märkimisväärses koguses mtDNA-d.
5. Geenide kuuluvuse määramisel inimkonna genealoogilistesse harudesse (Aafrika, Ameerika, Lähis-Ida, Euroopa haplogrupp jt), tänu millele on võimalik kindlaks teha inimese päritolu.

Mitokondriaalsed haigused ja nende diagnoosimine

Mitokondriaalsed haigused avalduvad peamiselt rakkude mtDNA defektide tõttu, mis on seotud nende organellide olulise vastuvõtlikkusega mutatsioonidele. Tänapäeval on nende defektidega seotud juba umbes 400 haigust.
Tavaliselt võib iga rakk sisaldada nii normaalseid mitokondreid kui ka teatud häiretega rakke. Sageli ei avaldu haiguse tunnused üldse. Kui aga energiasünteesi protsess nõrgeneb, täheldatakse nendes selliste haiguste avaldumist. Neid haigusi seostatakse peamiselt lihas- või närvisüsteemi häiretega. Reeglina ilmnevad selliste haiguste korral kliinilised ilmingud hilja. Nende haiguste esinemissagedus on 1:200 inimest. On teada, et mitokondriaalsete mutatsioonide esinemine võib raseduse ajal põhjustada nefrootilist sündroomi ja isegi imiku äkksurma. Seetõttu püüavad teadlased aktiivselt lahendada neid probleeme, mis on seotud seda tüüpi geneetiliste haiguste ravi ja ülekandmisega emadelt lastele.

Kuidas on vananemine seotud mitokondritega?

Nende organellide genoomi ümberkorraldamine avastati ka organismi vananemismehhanismi analüüsimisel. Hopkinsi ülikooli teadlased avaldasid 16 000 eaka ameeriklase veretaseme jälgimise tulemused, mis näitavad, et mtDNA hulga vähenemine oli otseselt seotud patsientide vanusega.

Enamik tänapäeval käsitletavaid küsimusi on saanud aluseks uuele teadusele - "mitokondriaalsele meditsiinile", mis moodustati eraldiseisva suunana 20. sajandil. Selle põhiülesanneteks on mitokondriaalse genoomi häiretega seotud haiguste ennustamine ja ravi, geneetiline diagnostika.

Mis on mitokondriaalne DNA?

Mitokondriaalne DNA (mtDNA) on DNA, mis asub mitokondrites, eukarüootsetes rakkudes olevates rakulistes organellides, mis muundavad toidust saadava keemilise energia vormi, mida rakud saavad kasutada – adenosiintrifosfaadiks (ATP). Mitokondriaalne DNA esindab vaid väikest osa eukarüootse raku DNA-st; Enamikku DNA-st võib leida raku tuumas, taimedes ja vetikates ning plastiidides, näiteks kloroplastides.

Inimestel kodeerivad mitokondriaalse DNA 16 569 aluspaari vaid 37 geeni. Inimese mitokondriaalne DNA oli esimene oluline osa inimese genoomist, mis järjestati. Enamikul liikidel, sealhulgas inimestel, pärineb mtDNA ainult emalt.

Kuna loomade mtDNA areneb kiiremini kui tuumageneetilised markerid, on see fülogeneetika ja evolutsioonibioloogia alus. Sellest on saanud oluline punkt antropoloogias ja biogeograafias, kuna see võimaldab uurida populatsioonide omavahelisi suhteid.

Hüpoteesid mitokondrite päritolu kohta

Arvatakse, et tuuma- ja mitokondriaalsel DNA-l on erinev evolutsiooniline päritolu, kusjuures mtDNA pärineb tänapäevaste eukarüootsete rakkude varased esivanemad absorbeeritud bakterite ringikujulistest genoomidest. Seda teooriat nimetatakse endosümbiootiliseks teooriaks. Arvatakse, et iga mitokondrid sisaldab 2-10 mtDNA koopiaid. Elusorganismide rakkudes on valdav enamus mitokondrites leiduvatest valkudest (imetajatel umbes 1500 erinevat tüüpi) kodeeritud tuuma DNA-ga, kuid arvatakse, et mõnede, kui mitte enamiku nende geenid on algselt bakteriaalsed ja on sellest ajast alates üle kandunud eukarüootsesse tuuma. evolutsiooni käigus.

Arutletakse põhjuste üle, miks mitokondrid teatud geenid säilitavad. Genoomita organellide olemasolu mõnel mitokondriaalse päritoluga liigil viitab sellele, et geenide täielik kadu on võimalik ning mitokondriaalsete geenide tuuma ülekandmisel on mitmeid eeliseid. Kaugtoodetud hüdrofoobsete valguproduktide mitokondrites orienteerimise raskus on üks hüpotees, miks mõned geenid mtDNA-s säilivad. Redoksregulatsiooni kaaslokaliseerimine on veel üks teooria, mis viitab mitokondriaalsete masinate lokaliseeritud kontrolli soovitavusele. Mitmete mitokondriaalsete genoomide hiljutine analüüs viitab sellele, et mõlemad funktsioonid võivad dikteerida mitokondriaalse geeni säilimist.

mtDNA geneetiline uurimine

Enamikus hulkraksetes organismides pärineb mtDNA emalt (ema sugupuu). Mehhanismid selleks hõlmavad lihtsat lahjendamist (munarakk sisaldab keskmiselt 200 000 mtDNA molekuli, samas kui terve inimese sperma sisaldab keskmiselt 5 molekuli), sperma mtDNA lagunemine meeste suguelundites, viljastatud munas ja vähemalt vähe organisme, ebaõnnestumine Sperma mtDNA tungib munarakku. Olenemata mehhanismist, on see unipolaarne pärand – mtDNA pärand, mis esineb enamikul loomadel, taimedel ja seentel.

Emapoolne pärand

Sugulisel paljunemisel päritakse mitokondrid tavaliselt eranditult emalt; imetajate spermatosoidide mitokondrid hävitatakse tavaliselt munaraku poolt pärast viljastamist. Lisaks on enamik mitokondreid sperma saba põhjas, mida kasutatakse spermarakkude liikumiseks; vahel kaob viljastamise käigus saba. 1999. aastal teatati, et isa sperma mitokondrid (sisaldavad mtDNA-d) on märgistatud ubikvitiini poolt järgnevaks hävitamiseks embrüos. Mõned in vitro viljastamise meetodid, eriti sperma süstimine munarakku, võivad seda häirida.

Asjaolu, et mitokondriaalne DNA pärineb emaliini kaudu, võimaldab genealoogiauurijatel jälgida emaliini kaugele ajas tagasi. (Y-kromosomaalne DNA on isalt päritud, seda kasutatakse sarnasel viisil patrilineaalse anamneesi määramiseks.) Tavaliselt tehakse seda inimese mitokondriaalsel DNA-l, sekveneerides hüpervarieeruvat kontrollpiirkonda (HVR1 või HVR2) ja mõnikord ka kogu mitokondriaalse DNA molekuli. DNA genealoogia test. Näiteks HVR1 koosneb ligikaudu 440 aluspaarist. Neid 440 paari võrreldakse seejärel teiste isikute (või andmebaasis olevate konkreetsete isikute või subjektide) kontrollpiirkondadega, et teha kindlaks ema sugupuu. Kõige tavalisem võrdlus on muudetud Cambridge'i võrdlusjärjestusega. Vilà jt. avaldas uurimusi kodukoerte ja -huntide matrilineaarse sarnasuse kohta. Mitokondriaalse Eeva kontseptsioon põhineb sama tüüpi analüüsil, püüdes avastada inimkonna päritolu, jälitada päritolu ajas tagasi.

mtDNA on väga konserveerunud ja selle suhteliselt aeglane mutatsioonikiirus (võrreldes teiste DNA piirkondadega, näiteks mikrosatelliitidega) muudab selle kasulikuks evolutsiooniliste suhete – organismide fülogeneesi – uurimiseks. Bioloogid saavad määrata ja seejärel võrrelda mtDNA järjestusi liikide lõikes ning kasutada võrdlusi uuritud liikide evolutsioonipuu koostamiseks. Kuid kuna see kogeb aeglast mutatsioonikiirust, on sageli raske lähedalt seotud liike mingil määral eristada, mistõttu tuleb kasutada muid analüüsimeetodeid.

Mitokondriaalse DNA mutatsioonid

Isikud, kes läbivad ühesuunalist pärandumist ja vähesel määral või üldse mitte rekombinatsiooni, läbivad Mülleri põrkega, kahjulike mutatsioonide kuhjumise kuni funktsionaalsuse kadumiseni. Loomade mitokondriaalsed populatsioonid väldivad seda kuhjumist arenguprotsessi tõttu, mida nimetatakse mtDNA pudelikaelaks. Pudelikael kasutab rakus stohhastilisi protsesse, et suurendada organismi arenedes mutantide koormuse varieeruvust rakkude vahel, nii et üks munarakk, milles on teatud osa mutantset mtDNA-d, loob embrüo, milles erinevatel rakkudel on erinev mutantne koormus. Seejärel saab rakutaseme sihtida, et eemaldada need rakud mutantsema mtDNA-ga, mille tulemuseks on mutantide koormuse stabiliseerumine või vähenemine põlvkondade vahel. Pudelikaela aluseks olevat mehhanismi arutatakse hiljutiste matemaatiliste ja eksperimentaalsete metastaasidega ning see annab tõendeid mtDNA juhusliku jagunemise kohta rakkude jagunemiseks ja mtDNA molekulide juhusliku liikumise kohta rakus.

Isapoolne pärand

Kahepoolmelistel täheldatakse mtDNA kahekordset ühesuunalist pärandumist. Nende liikide puhul on emastel ainult ühte tüüpi mtDNA (F), samas kui isastel on somaatilistes rakkudes F-tüüpi mtDNA, kuid idutee rakkudes on M-tüüpi mtDNA (mis võib olla kuni 30% erinev). Lisaks on teatatud emalt päritud mitokondritest mõnedel putukatel, nagu näiteks puuviljakärbsed, mesilased ja perioodilised tsikaadid.

Plymouth Rocki kanadel avastati hiljuti isasloomade mitokondriaalne pärand. Tõendid toetavad harvaesinevaid juhtumeid isaste mitokondriaalsest pärilikkusest mõnedel imetajatel. Eelkõige on dokumenteeritud juhtumeid hiirte kohta, kus isastest pärinevad mitokondrid lükati hiljem tagasi. Lisaks on seda leitud lammastelt ja ka kloonitud veistelt. Kord leitud mehe surnukehast.

Kuigi paljud neist juhtudest hõlmavad embrüo kloonimist või sellele järgnevat isapoolsete mitokondrite tagasilükkamist, dokumenteerivad teised pärimist ja püsivust in vivo in vitro.

Mitokondrite annetamine

IVF, mida tuntakse mitokondriaalse doonorluse või mitokondriaalse asendusteraapiana (MRT), annab järglastele naissoost doonorite mtDNA-d ning ema ja isa tuuma DNA-d. Spindli ülekande protseduuris viiakse munarakk tsütoplasmasse naisdoonorilt, kellelt on tuum eemaldatud, kuid mis sisaldab siiski naisdoonori mtDNA-d. Seejärel viljastatakse liitmunarakk mehe spermaga. Seda protseduuri kasutatakse juhul, kui geneetiliselt defektsete mitokondritega naine soovib saada tervete mitokondritega järglasi. Esimene teadaolev laps, kes sündis mitokondrite annetamise tulemusena, oli 6. aprillil 2016 Mehhikos Jordaania paarile sündinud poiss.

Mitokondriaalne DNA struktuur

Enamikus mitmerakulistes organismides on mtDNA - või mitogenoom - organiseeritud ümmarguse, ringikujuliselt suletud kaheahelalise DNA-na. Kuid paljudes ainuraksetes organismides (näiteks tetrahymena või rohevetikas Chlamydomonas reinhardtii) ja harvadel juhtudel mitmerakulistes organismides (näiteks mõned cnidariliigid) leidub mtDNA-d lineaarselt organiseeritud DNA-na. Enamikul neist lineaarsetest mtDNA-dest on telomeraasist sõltumatud telomeerid (st lineaarse DNA otsad), millel on erinevad replikatsiooniviisid, mis on muutnud need huvitavaks uurimisobjektiks, kuna paljud neist lineaarse mtDNA-ga üherakulistest organismidest on tuntud patogeenid.

Inimese mitokondriaalse DNA (ja tõenäoliselt ka metazoanide) puhul on somaatilises rakus tavaliselt 100–10 000 üksikut mtDNA koopiat (erandiks on munad ja spermatosoidid). Imetajatel koosneb iga kaheahelaline ringikujuline mtDNA molekul 15 000–17 000 aluspaarist. MtDNA kaks ahelat erinevad oma nukleotiidide sisalduse poolest, guaniidirikast ahelat nimetatakse raskeks ahelaks (või H-ahelaks) ja tsünosiinirikast ahelat kergeks ahelaks (või L-ahelaks). Raske ahel kodeerib 28 geeni ja kerge ahel 9 geeni, kokku 37 geeni. 37 geenist 13 on valkude (polüpeptiidide), 22 RNA (tRNA) ülekandmiseks ja kaks ribosomaalse RNA (rRNA) väikeste ja suurte subühikute jaoks. Inimese mitogenoom sisaldab kattuvaid geene (ATP8 ja ATP6 ning ND4L ja ND4: vt inimese genoomi mitokondrite kaarti), mis on loomade genoomis haruldane. 37 geeni mustrit leidub ka enamiku metazoanide seas, kuigi mõnel juhul puudub üks või mitu neist geenidest ja mtDNA suuruste vahemik on suurem. Seente ja taimede mtDNA geenide sisaldus ja suurus varieeruvad veelgi, kuigi näib, et kõigis eukarüootides (välja arvatud vähestel, millel pole üldse mitokondreid) leidub geenide alamhulk. Mõnel taimeliigil on tohutu mtDNA (kuni 2 500 000 aluspaari mtDNA molekuli kohta), kuid üllataval kombel sisaldavad isegi need tohutud mtDNA-d sama palju ja sama tüüpi geene kui palju väiksema mtDNA-ga seotud taimed.

Kurgi (Cucumis Sativus) mitokondri genoom koosneb kolmest ringikujulisest kromosoomist (pikkusega 1556, 84 ja 45 kb), mis on oma replikatsiooni suhtes täielikult või suures osas autonoomsed.

Mitokondriaalsetes genoomides leidub kuus peamist genoomitüüpi. Seda tüüpi genoome klassifitseerisid Kolesnikov ja Gerasimov (2012) ning need erinevad mitmel viisil, näiteks ringikujuline ja lineaarne genoom, genoomi suurus, intronite või plasmiiditaoliste struktuuride olemasolu ja see, kas geneetiline materjal on eraldiseisev molekul, homogeensete või heterogeensete molekulide kogum.

Looma genoomi dekodeerimine

Loomarakkudes on ainult ühte tüüpi mitokondriaalne genoom. See genoom sisaldab ühte ringikujulist 11–28 kbp suurust geneetilist materjali molekuli (tüüp 1).

Taime genoomi dekodeerimine

Taimedes ja seentes leidub kolme erinevat tüüpi genoomi. Esimene tüüp on ringikujuline genoom, mille intronid (tüüp 2) on vahemikus 19 kuni 1000 kbp. Teist tüüpi genoom on ringikujuline genoom (umbes 20-1000 kbp), millel on ka plasmiidne struktuur (1 kb) (tüüp 3). Viimane genoomi tüüp, mida taimedes ja seentes võib leida, on lineaarne genoom, mis koosneb homogeensetest DNA molekulidest (tüüp 5).

Protisti genoomi dekodeerimine

Protistid sisaldavad laias valikus mitokondriaalseid genoome, mis hõlmavad viit erinevat tüüpi. Tüüp 2, tüüp 3 ja tüüp 5, mida mainitakse taime- ja seengenoomides, eksisteerivad ka mõnes algloomas, aga ka kahes ainulaadses genoomitüübis. Esimene neist on heterogeenne ringikujuliste DNA molekulide kogum (tüüp 4) ja lõplik protistidel leitud genoomitüüp on lineaarsete molekulide heterogeenne kogu (tüüp 6). Genoomitüübid 4 ja 6 on vahemikus 1 kuni 200 kb.

Endosümbiootiline geeniülekanne, mitokondriaalses genoomis kodeeritud geenide protsess, mida kannab peamiselt raku genoom, selgitab tõenäoliselt, miks keerulisematel organismidel, näiteks inimestel, on väiksemad mitokondriaalsed genoomid kui lihtsamatel organismidel, näiteks algloomadel.

Mitokondriaalse DNA replikatsioon

Mitokondriaalset DNA-d replitseerib DNA polümeraasi gammakompleks, mis koosneb 140 kDa katalüütilisest DNA polümeraasist, mida kodeerib POLG geen, ja kahest 55 kDa täiendavast subühikust, mida kodeerib POLG2 geen. Replikatsiooniaparaadi moodustavad DNA polümeraas, TWINKLE ja mitokondriaalsed SSB valgud. TWINKLE on helikaas, mis kerib lahti lühikesed dsDNA lõigud 5" kuni 3" suunas.

Embrüogeneesi ajal reguleeritakse mtDNA replikatsiooni viljastatud munarakust tihedalt läbi implantatsioonieelse embrüo. Vähendades tõhusalt rakkude arvu igas rakus, mängib mtDNA rolli mitokondriaalses kitsaskohas, mis kasutab rakkude vahelist varieeruvust, et parandada kahjustavate mutatsioonide pärandumist. Blastotsüütide staadiumis on mtDNA replikatsiooni algus spetsiifiline trofokoodri rakkudele. Seevastu sisemise rakumassi rakud piiravad mtDNA replikatsiooni, kuni nad saavad signaale, et eristuda spetsiifilisteks rakutüüpideks.

Mitokondriaalne DNA transkriptsioon

Loomade mitokondrites transkribeeritakse pidevalt iga DNA ahel ja see tekitab polütsistroonilise RNA molekuli. Enamiku (kuid mitte kõigi) valke kodeerivate piirkondade vahel on tRNA-sid (vt inimese mitokondrite genoomi kaarti). Transkriptsiooni käigus omandab tRNA iseloomuliku L-vormi, mille tunnevad ära ja lõhustavad spetsiifilised ensüümid. Mitokondriaalse RNA töötlemisel vabanevad primaarsest transkriptsioonist üksikud mRNA, rRNA ja tRNA fragmendid. Seega toimivad volditud tRNA-d väikeste kirjavahemärkidena.

Mitokondriaalsed haigused

Arusaam, et mtDNA on oma läheduse tõttu eriti vastuvõtlik reaktiivsete hapnikuliikide suhtes, mida tekitab hingamisahel, on endiselt vastuoluline. mtDNA ei kogune rohkem oksüdatiivset alust kui tuuma DNA. On teatatud, et vähemalt teatud tüüpi oksüdatiivseid DNA kahjustusi parandatakse mitokondrites tõhusamalt kui tuumas. mtDNA on pakitud valkudega, mis näivad olevat sama kaitsvad kui tuumakromatiini valgud. Lisaks on mitokondrid välja töötanud ainulaadse mehhanismi, mis säilitab mtDNA terviklikkuse, lagundades liigselt kahjustatud genoome, millele järgneb puutumata / parandatud mtDNA replikatsioon. See mehhanism tuumas puudub ja seda aktiveerivad mitmed mitokondrites esinevad mtDNA koopiad. MtDNA mutatsiooni tagajärjeks võib olla teatud valkude kodeerimisjuhiste muutus, mis võib mõjutada organismi ainevahetust ja/või sobivust.

Mitokondriaalse DNA mutatsioonid võivad põhjustada mitmeid haigusi, sealhulgas kehalise koormuse talumatust ja Kearns-Sayre'i sündroomi (KSS), mille tõttu inimene kaotab täielikult südame-, silma- ja lihaste liigutuste funktsiooni. Mõned tõendid viitavad sellele, et need võivad oluliselt kaasa aidata vananemisprotsessile ja vanusega seotud patoloogiatele. Täpsemalt, haiguse kontekstis nimetatakse mutantsete mtDNA molekulide osakaalu rakus heteroplasmaks. Heteroplasma jaotumine rakkude sees ja vahel määrab haiguse alguse ja raskusastme ning seda mõjutavad keerulised stohhastilised protsessid rakus ja arengu ajal.

Mitokondriaalsete tRNA-de mutatsioonid võivad põhjustada raskeid haigusi, nagu MELAS ja MERRF sündroomid.

Mitokondreid kasutavaid valke kodeerivates tuumageenides esinevad mutatsioonid võivad samuti soodustada mitokondriaalseid haigusi. Need haigused ei järgi mitokondriaalseid pärimismustreid, vaid järgivad Mendeli pärimismustreid.

Hiljuti on mtDNA mutatsioone kasutatud eesnäärmevähi diagnoosimiseks biopsia-negatiivsetel patsientidel.

Vananemise mehhanism

Kuigi idee on vastuoluline, viitavad mõned tõendid seosele vananemise ja genoomi mitokondriaalse düsfunktsiooni vahel. Põhimõtteliselt rikuvad mtDNA mutatsioonid reaktiivse hapniku tootmise (ROS) ja ensümaatilise ROS-i tootmise (näiteks superoksiidi dismutaasi, katalaas, glutatioonperoksüdaas ja teised) hoolikat tasakaalu. Kuid mõned mutatsioonid, mis suurendavad ROS-i tootmist (näiteks vähendades antioksüdantide kaitsevõimet), suurendavad usside eluiga, mitte ei vähenda nende eluiga. Lisaks elavad alasti koirotid, hiiresuurused närilised, ligikaudu kaheksa korda kauem kui hiired, hoolimata sellest, et neil on hiirtega võrreldes vähenenud antioksüdantide kaitse ja suurenenud oksüdatiivne kahjustus biomolekulidele.

Ühel hetkel arvati, et tööl on vooruslik tagasisideahel ("Nõiaring"); kuna mitokondriaalne DNA akumuleerib vabade radikaalide põhjustatud geneetilisi kahjustusi, kaotavad mitokondrid funktsiooni ja vabastavad tsütosoolis vabu radikaale. Vähenenud mitokondriaalne funktsioon vähendab üldist metaboolset efektiivsust. Kuid see kontseptsioon lükati lõpuks ümber, kui näidati, et hiired, kes on geneetiliselt modifitseeritud akumuleerima mtDNA mutatsioone kõrgendatud vanusega enneaegselt, kuid nende koed ei tooda rohkem ROS-i, nagu ennustas "Nõiaringi" hüpotees. Toetades seost pikaealisuse ja mitokondriaalse DNA vahel, on mõned uuringud leidnud korrelatsiooni mitokondriaalse DNA biokeemiliste omaduste ja liigi pikaealisuse vahel. Selle seose ja vananemisvastaste ravimeetodite edasiseks uurimiseks viiakse läbi ulatuslikke uuringuid. Praegu on käimasolevate uuringute populaarsed valdkonnad geeniteraapia ja toidulisandid. Bjelakovic et al. analüüsis aastatel 1977–2012 78 uuringu tulemusi, milles osales kokku 296 707 osalejat, ja jõudis järeldusele, et antioksüdantide lisandid ei vähendanud suremust ühelgi põhjusel ega pikendanud eeldatavat eluiga, samas kui mõned neist, nagu beetakaroteen, E-vitamiin ja kõrgemad A-vitamiini annused võivad suremust tegelikult suurendada.

Kustutamise katkestuspunktid esinevad sageli piirkondades või piirkondades, millel on mittekanoonilised (mitte-B) konformatsioonid, nimelt juuksenõela-, risti- ja ristikulaadsed elemendid. Lisaks on tõendeid selle kohta, et ebastabiilsuse sündmuste tuvastamisel osalevad spiraalsete moonutuste kõverjoonelised piirkonnad ja pikad G-tetradid. Lisaks täheldati järjekindlalt kõrgemaid tiheduspunkte piirkondades, kus GC viltu oli ja degenereerunud järjestuse fragmendi YMMYMNNMMHM vahetus läheduses.

Mille poolest erineb mitokondriaalne DNA tuuma DNA-st?

Erinevalt tuuma-DNA-st, mis on päritud mõlemalt vanemalt ja milles geenid rekombinatsiooni käigus ümber paigutatakse, ei toimu mtDNA-s tavaliselt muutusi vanemalt järglasele. Kuigi ka mtDNA rekombineerub, teeb ta seda enda koopiatega samas mitokondris. Seetõttu on loomade mtDNA mutatsioonimäär kõrgem kui tuuma DNA oma. mtDNA on võimas tööriist matriliini jälgimiseks ja seda on selles rollis kasutatud paljude liikide esivanemate jälgimiseks sadu põlvkondi tagasi.

Kiire mutatsioonikiirus (loomadel) muudab mtDNA kasulikuks üksikute või rühmade geneetiliste suhete hindamisel liigisiseselt ning erinevate liikide fülogeneeside (evolutsiooniliste suhete) tuvastamiseks ja kvantifitseerimiseks. Selleks määravad bioloogid erinevate isendite või liikide mtDNA järjestuse ja võrdlevad seda. Võrdlustest saadud andmeid kasutatakse järjestuste vahelise seoste võrgustiku loomiseks, mis annab hinnangu nende isendite või liikide vahelistele suhetele, millest mtDNA võeti. mtDNA-d saab kasutada lähedaste ja kaugete liikide vaheliste suhete hindamiseks. Tänu mtDNA mutatsioonide kõrgele esinemissagedusele loomadel muutuvad 3. positsiooni koodonid suhteliselt kiiresti ja annavad seega teavet lähedaste indiviidide või liikide geneetiliste kauguste kohta. Teisest küljest on mt valkude asendusmäär väga madal, mistõttu aminohappemuutused kuhjuvad aeglaselt (koos vastavate aeglaste muutustega 1. ja 2. koodoni positsioonis) ja seega annavad nad teavet kaugemate sugulaste geneetiliste kauguste kohta. Seetõttu saab statistilisi mudeleid, mis arvestavad koodoni positsioonide asendusmäärasid eraldi, kasutada nii lähedalt seotud kui ka kaugeid liike sisaldavate fülogeneeside samaaegseks hindamiseks.

mtDNA avastamise ajalugu

Mitokondriaalse DNA avastasid 1960. aastatel Margit M. K. Nas ja Silvan Nas, kasutades elektronmikroskoopiat DNaasi suhtes tundlike ahelatena mitokondrites, ning Ellen Hasbrunner, Hans Tappi ja Gottfried Schatz kõrgelt puhastatud mitokondriaalsete fraktsioonide biokeemiliste analüüside põhjal.

Mitokondriaalne DNA tuvastati esmakordselt 1996. aastal Tennessee vs Paul Ware'i ajal. 1998. aastal võeti Pennsylvania osariigis Commonwealth of Pennsylvania vs Patricia Lynn Rorrer kohtuasjas esimest korda mitokondriaalne DNA tõendite hulka. Juhtumit käsitleti tõelise draama kohtuekspertiisi kohtuasjade sarja 5. hooaja 55. osas (5. hooaeg).

Mitokondriaalne DNA tuvastati esmakordselt Californias David Westerfieldi eduka kohtu alla andmise ajal 2002. aastal San Diegos 7-aastase Danielle van Dami röövimise ja mõrva eest ning seda on kasutatud nii inimeste kui ka koerte tuvastamiseks. See oli esimene test USA-s, et lahendada koerte DNA.

mtDNA andmebaasid

Mitokondriaalse genoomi järjestuste ja muu teabe kogumiseks on loodud mitmeid spetsiaalseid andmebaase. Kuigi enamik neist keskendub järjestusandmetele, sisaldavad mõned neist fülogeneetilist või funktsionaalset teavet.

MitoSatPlant: mitokondriaalsete viriditaimede mikrosatelliidi andmebaas.

MitoBreak: Mitokondriaalse DNA murdepunktide andmebaas.

MitoFish ja MitoAnnotator: kalade mitokondriaalse genoomi andmebaas. Vaata ka Cawthorn et al.

MitoZoa 2.0: andmebaas mitokondriaalsete genoomide võrdleva ja evolutsioonilise analüüsi jaoks (pole enam saadaval)

InterMitoBase: märkustega andmebaas ja valgu-valgu interaktsiooni analüüsiplatvorm inimese mitokondrite jaoks (viimati värskendatud 2010. aastal, kuid pole ikka veel saadaval)

Mitoom: metaloomade võrdleva mitokondriaalse genoomika andmebaas (pole enam saadaval)

MitoRes: ressurss tuumaga kodeeritud mitokondriaalsete geenide ja nende toodete jaoks metaloomades (enam ei uuendata)

On mitmeid spetsiaalseid andmebaase, mis annavad teada inimese mitokondriaalse DNA polümorfismidest ja mutatsioonidest koos hinnangutega nende patogeensuse kohta.

MITOMAP: inimese mitokondriaalse DNA polümorfismide ja mutatsioonide kogumik.

MitImpact: prognoositud patogeensuse prognooside kogumine kõigi nukleotiidide muutuste kohta, mis põhjustavad inimese mitokondriaalseid valke kodeerivates geenides mittesünonüümseid asendusi.

Magnetväljad on füüsikalised ja välised jõud, mis põhjustavad rakubioloogias mitmeid reaktsioone, mis hõlmavad muutusi RNA ja DNA teabevahetuses, aga ka paljusid geneetilisi tegureid. Kui planeedi magnetväljas toimuvad muutused, muutub elektromagnetismi (EMF) tase, muutes otseselt rakuprotsesse, geneetilist ekspressiooni ja vereplasmat. Valkude funktsioonid nii inimkehas kui ka vereplasmas on seotud EMF-välja omaduste ja mõjuga. Valgud täidavad elusorganismides mitmesuguseid funktsioone, sealhulgas toimivad metaboolsete reaktsioonide katalüsaatoritena, replitseerivad DNA-d, käivitavad vastuseid patogeenidele ja liigutavad molekule ühest kohast teise. Vereplasma toimib kehas valkude laona, kaitstes nakkuste ja haiguste eest ning mängib olulist rolli DNA sünteesiks vajalike valkude tagamisel. Meie vere ja vereplasma kvaliteet on see, mis annab käsklusi kogu valkude kehale, mis väljendub meie geneetilise materjali kaudu kõigis rakkudes ja kudedes. See tähendab, et veri suhtleb kehaga otse valkude kaudu, mis on kodeeritud meie DNA-sse. See valgusünteesi ühendus DNA, RNA ja rakkude mitokondrite vahel muutub magnetvälja muutuste tulemusena.

Lisaks sisaldavad meie punased verelibled hemoglobiini, mis on neljal rauaaatomil põhinev valk, mis on seotud rauasüdamiku seisundi ja Maa magnetismiga. Veres sisalduv hemoglobiin kannab hapnikku kopsudest ülejäänud kehasse, kus hapnik vabaneb toitainete põletamiseks. See annab meie kehale energiat protsessis, mida nimetatakse energia metabolismiks. See on oluline, sest muutused meie veres on otseselt seotud meie kehas ja vaimus toimuva ainevahetusprotsessi energiaga. See muutub veelgi ilmsemaks, kui hakkame tähelepanu pöörama nendele märkidele, mis muudavad energiatarbimist ja energiaressursside kasutamist planeedil. Nende tagastamine õigele omanikule tähendab ka energiavahetuse muutmist meie keha mikrokosmoses, peegeldades muutusi Maa makrokosmoses. See on oluline etapp kontrollerite tarbiva modelleerimise lõpetamisel, et saavutada säilituspõhimõtete tasakaal, et leida sisemine tasakaal ja seeläbi saavutada nendes süsteemides energeetiline tasakaal. Nende muutuste oluline osa peitub mitokondrite kõrgemate funktsioonide saladuses.

Ema mitokondriaalne DNA

Kui võrrelda meie loomingule omast sooprintsiipi ja seda, et meie Ema põhimõte tagastab magnetvälja kaudu energeetilise tasakaalu maa tuuma, siis järgmiseks sammuks on mitokondriaalse DNA taastamine. Mitokondriaalne DNA on DNA, mis asub mitokondrites, rakkude sees olevad struktuurid, mis muudavad toidust saadava keemilise energia rakkude poolt kasutatavaks vormiks, adenosiintrifosfaadiks (ATP). ATP mõõdab keha rakkude ja kudede poolt juhitavat valguskoefitsienti ning on otseselt seotud vaimse teadvuse kehastusega, mis on energia ja on oluline energia ainevahetuse jaoks.

Mitokondriaalne DNA on vaid väike osa rakus olevast DNA-st; Suurem osa DNA-st sisaldub raku tuumas. Enamikul Maa liikidel, sealhulgas inimestel, pärineb mitokondriaalne DNA eranditult emalt. Mitokondritel on oma geneetiline materjal ja mehhanism oma RNA ja uute valkude loomiseks. Seda protsessi nimetatakse valkude biosünteesiks. Valkude biosüntees viitab protsessidele, mille käigus bioloogilised rakud genereerivad uusi valkude komplekte.

Ilma korralikult töötava mitokondriaalse DNAta ei saa inimkond tõhusalt toota DNA sünteesiks uusi valke ega säilitada rakus valguse tekitamiseks vajalikku ATP taset meie vaimse teadvuse kehastamiseks. Seega on inimkond mitokondriaalse DNA kahjustuse tõttu muutunud äärmiselt sõltuvaks kõige tarbimisest välismaailmas, et täita meie rakkudes leiduv energeetiline tühimik. (Sõltuvuste kohta vaadake Alien NAA installatsioone).

Teadmata meie lähiajaloost midagi erinevat ja kustutamata mälestusi, ei tea inimkond, et eksisteerisime oluliselt düsfunktsionaalse mitokondriga.

See on otsene tulemus ema DNA ekstraheerimisest, magnetilistest põhimõtetest, prootonite struktuurist Maalt ja sünteetilisest tulnukaversioonist "Tumedast emast", mis paigutati planeediarhitektuuri, et jäljendada tema funktsioone. Inimkond eksisteeris planeedil ilma oma tõelise emapõhimõtteta ja see oli ilmselt kirjutatud meie mitokondriaalse DNA rakkudesse. Seda on korduvalt kirjeldatud kui NAA-d, mis tungivad magnetosfääri ja magnetvälja manipuleerimise kaudu Planeedi Logosse.

Krista

Sisemine mitokondriaalne membraan on jaotunud arvukates kristallides, mis suurendavad sisemise mitokondriaalse membraani pindala, suurendades selle võimet toota ATP-d. Just see mitokondrite piirkond, kui see õigesti toimib, suurendab ATP energiat ja tekitab keha rakkudes ja kudedes valgust. Cristae kõrgem funktsioon mitokondrites aktiveerub sellest tsüklist algavates Ülestõusmisrühmades. Nimetus "crista" sai teadusliku avastuse tulemusena, kuna see on otseselt seotud kristallgeeni aktiveerumisega.

Östrogeeni retseptorite muutused

Ema mitokondriaalsel DNA-l ja magnetilistel nihetel on palju tegureid, mis muudavad naiste paljunemistsüklit ja põhjustavad sümptomeid. Östrogeenihormoonid aktiveerivad östrogeeni retseptoreid, mis on DNA-ga seonduvates rakkudes leiduvad valgud, põhjustades muutusi geneetilises ekspressioonis. Rakud saavad üksteisega suhelda, vabastades molekulid, mis edastavad signaale teistele vastuvõtlikele rakkudele. Östrogeeni vabastavad sellised kuded nagu munasarjad ja platsenta, läbides vastuvõtvate rakkude rakumembraane ja seondudes rakkude östrogeeniretseptoritega. Östrogeeni retseptorid kontrollivad sõnumite edastamist DNA ja RNA vahel. Seega märkavad tänapäeval paljud naised östrogeeni domineerimisest tingitud ebatavalisi kummalisi menstruatsioonitsükleid. Östrogeenitaseme muutused esinevad nii meestel kui naistel, seega kuulake oma keha, et aidata neid muutusi toetada. Hoolitse oma maksa ja võõrutusravi eest, välista suhkru tarbimine ning hormoone ergutavad ja suurendavad toidud, jälgi bakterite tasakaalu soolestikus ja organismis – see on kasulik östrogeeni tasakaalu hoidmiseks.

Mitokondriaalne haigus tühjendab energiat

Mitokondriaalsed haigused tulenevad DNA järjestusse jäädvustatud geneetilistest mutatsioonidest. Planeedile paigutatud kunstlik arhitektuur, näiteks tulnukate mehhanismid, mis püüavad luua geneetilisi modifikatsioone ema DNA anastamiseks, mis avalduvad igasuguste mutatsioonide ja DNA kahjustustena. Mitokondriaalseid haigusi iseloomustab energia blokeerimine organismis, mis on tingitud haiguse kuhjumisest, pärides ema geneetika pärilikes vereliinides.

Mitokondrid on olulised rakkude igapäevaseks toimimiseks ja energiavahetuseks, mis viib ka hinge vaimse arenguni ja Ülehinge (monaadi) kehastumiseni. Mitokondriaalne haigus vähendab kehale ja vaimule kättesaadava energia efektiivset tootmist, pärssides inimese arengut ja vaimset kasvu. Seega organism vananeb kiiremini ja haigestumisrisk suureneb; isiklik energia on deaktiveeritud ja seega ammendatud. See piirab oluliselt aju arenguks ja kõigi neuroloogiliste süsteemide toimimiseks saadaoleva kasutatava energia hulka. Aju ja neuroloogilise arengu jaoks vajalike energiavarude ammendumine aitab kaasa autismi, neurodegeneratsiooni ja muude ajupuudulikkuse spektrile. Mitokondriaalsete geenide defekte seostatakse sadade "kliiniliste" vere-, aju- ja neuroloogiliste häiretega.

Planeedi keha vere-, aju- ja neuroloogilised funktsioonid on võrdsustatud ley-joonte, tšakrakeskuste ja Tähevärava süsteemide arhitektuuriga, mis kontrollivad energiavoogu (verd), moodustades teadvuse keha, mida tuntakse 12 planeedi puuvõrgustikuna. Tempel. Inimkeha veri, aju ja neuroloogilised funktsioonid on võrdsustatud sama inimtempli puuvõrgustikuga 12. Kui tempel ja DNA rajatised on kahjustatud või muudetud, saavad kahjustatud veri, aju ja närvisüsteem. Kui meie veri, aju ja närvisüsteem on blokeeritud või kahjustatud, ei saa me keelt tõlkida, nendega suhelda, ehitada mitmemõõtmelisi valguskehi kõrgema tarkuse vastuvõtmiseks (Sophia). Meie keeled mitmel tasandil, sealhulgas meie DNA keel, on segaduses ja segatud nende poolt, kes püüdsid Maad orjastada ja jõhkralt teha.

Nagu me teame, kontrollib enamik kineetilise või muu välisenergia allikaid aktiivselt võimueliit, et suruda alla inimarengut ja piirata ressursside õiglase kasutamise või õiglase vahetamise võimalusi Maa elanikkonna ühiseks kasutamiseks. Strateegia on kontrollida kõiki energiaid ja energiaallikaid (isegi DNA ja hinge kontrolli), luues nii valitseva klassi ja orjade või orjade klassi. Kasutades Orioni grupi "jaga ja valluta" meetodit, on hirmust traumeeritud, teadmatuses ja vaesuses elanikkonda palju lihtsam kontrollida.

Tõlge: Oreanda veeb