> MITOHONDRIJA UZBŪVE

CILVĒKA mtDNS ORGANIZĀCIJA >

> mtDNS ĢENĒTISKĀS ĪPATNĪBAS

> mtDNS TIPĒŠANA

> mtDNS DAUDZVEIDĪBA EIROPĀ

> Palīgmateriāli

> uz sākumu

Cilvēka mitohondriālā DNS molekula ir noslēgta, cirkulāra 16 569 bāžu pāru (bp) gara dubultķēde ar molekulāro svaru 10 7 Da (skatīt 1.1.attēlu). Cilvēka mitohondriālo genomu pilnībā nosekvenēja 1981. gadā Andersons ar līdzstrādniekiem . Mitohondriālā DNS kodē 22tRNS, 2rRNS un mitohondriju iekšējās elektrontransporta sistēmas 13 polipeptīdus, bet pārējos > 100 polipeptīdus kodē kodola DNS ( Tyler 1992).

Cilvēka mitohondriālā genoma uzbūve. Kompleksa I (N1-N6) septiņas subvienības, kompleksa III citohroms b (cytb), COX I-III subvienības (citohroma oksidāze vai komplekss IV), F o F 1 ATP sintetāzes 6 un 8 subvienības. mtDNS arī kodē 12S, 16S rRNS gēnus un 22 tRNS gēnus. Aminoskābju apzīmējums norāda uz atbilstošiem aminoskābju tRNS gēniem. O H un O L ir vieglās un smagās ķēdes replikācijas sākuma vietas, bet P H un P L – transkripcijas iniciācijas saiti.

Visi mtDNS kodētie polipeptīdi piedalās mitohondriālās enerģijas ražošanā OXPHOS laikā.

mtDNS uzbūve. Mitohondriālā DNS sastāv no divām ķēdēm – smagās un vieglās. mtDNS smagā ķēde ( H ) ir bagāta ar guanīnu, bet vieglā ķēde ( L ) – ar citozīnu. Mitohondriālās DNS replikācijas sākuma vieta smagajai ķēdei ( O H ) atrodas kontroles reģionā no 16110 līdz 16441 pozīcijai, bet vieglās ķēdes replikācijas sākuma vieta ( O L ) atrodas 2/3 attālumā no smagās ķēdes replikācijas sākuma vietas (O H ). O L novietojusies pozīcijās no 5721 – 5798. Transkripciju nodrošina divi promoteri atbilstoši smagajai ķēdei ( P H ), kas atrodas pozīcijās no16545 – 16645, un vieglajai ķēdei ( P L ) no pozīcijas 16392 – 16445, P H un P L atrodas nekodējošajā kontroles rajonā, blakus smagās ķēdes replikācijas vietai).

Mitohondriālājā DNS mutācijas notiek apmēram 5-10 reizes ātrāk nekā kodola DNS. Ir vairāki faktori, kas to veicina: mtDNS nav histonu proteīnu, lai aizsargātu mtDNS, un ir ļoti neefektīvs labošanas mehānisms. Mazāk nekā 10% mtDNS ir nekodējoša, un šī nekodējošā daļa atrodas kontroles reģionā, veidojot D-cilpu jeb pārvietoto cilpu, kas ir visvariablākais reģions cilvēka mtDNS). D-cilpa ir trīs pavedienu (papildus 7S DNS) 1121 bp garš rajons, kuru veido divi hipervariablie rajoni : HVS I (16024-16383 nt) un HVS II (00057-00372 nt). mtDNS kontroles reģions nesatur gēnus, bet tam piemīt augsta variabilitāte starp dažādiem indivīdiem, salīdzinot ar kodējošo rajonu. Gandrīz visi gēni cilvēka mitohondriālajā genomā tiek kodēti pulksteņrādītāja virzienā. No 15 rRNS gēniem 14 ir transkribēti pulksteņrādītāja virzienā , izņemot NADH dehidrogenāzes sesto subvienību (N6). No 22 tRNS gēniem 14 tiek nolasīti pulksteņrādītāja virzienā, bet 8 pretējā virzienā. Cilvēka mtDNS nav intronu un kodējošās sekvences pārklājas .

mtDNS replikācija notiek neatkarīgi no kodola DNS replikācijas. Replikācija sākas īpašā vietā mtDNS genomā, sintezējot apmēram 680 smagās ķēdes nukleotīdus, kuri veido nobīdes cilpu jeb D-cilpu. Smagās ķēdes sintēze sākas replikācijas vietā O H un turpinās vieglās ķēdes replikācijas sākuma vietas (O L ) virzienā.

mtDNS transkripcija tiek inicēta D-cilpā, bet to kontrolē kodols. Mitohondrijos tika atrastas divas RNS polimerāzes, viena no tām veic mtDNS transkripciju, bet otra ir specifiska superspiralizētam D-cilpas reģionam. mtDNS tiek transkribēta lielas policistroniskas molekulas formā, kas pēc tam tiek pakļauta enzimātiskai hidrolīzei