☵ Митохондрийн ДНХ. Митохондрийн ДНХ ба гэр бүлийн түүх Митохондрийн геномууд

Митохондри дахь ДНХ нь гистонтой холбоо үүсгэдэггүй цикл молекулуудаар төлөөлдөг бөгөөд энэ талаараа бактерийн хромосомтой төстэй байдаг.
Хүний хувьд митохондрийн ДНХ нь 16.5 мянган bp агуулдаг бөгөөд үүнийг бүрэн тайлсан байдаг. Төрөл бүрийн объектуудын митохондрийн ДНХ нь маш нэгэн төрлийн байдаг нь тогтоогдсон бөгөөд тэдгээрийн ялгаа нь зөвхөн интрон ба транскрипцгүй хэсгүүдийн хэмжээгээр л байдаг. Бүх митохондрийн ДНХ нь бүлгүүд эсвэл кластеруудаар цуглуулсан олон хуулбараар төлөөлдөг. Тиймээс нэг хархны элэгний митохондри нь 1-50 цикл ДНХ молекул агуулж болно. Нэг эс дэх митохондрийн ДНХ-ийн нийт хэмжээ нэг хувь орчим байдаг. Митохондрийн ДНХ-ийн синтез нь цөм дэх ДНХ-ийн синтезтэй холбоогүй. Бактерийн нэгэн адил митохондрийн ДНХ-ийг тусдаа бүсэд цуглуулдаг - нуклеоид, түүний хэмжээ нь ойролцоогоор 0.4 микрон диаметртэй байдаг. Урт митохондри нь 1-10 нуклеоидтой байж болно. Урт митохондри хуваагдах үед түүнээс нуклеоид агуулсан хэсэг тусгаарлагдана (бактерийн хоёртын хуваагдалтай төстэй). Митохондрийн нуклеоидын бие даасан ДНХ-ийн хэмжээ эсийн төрлөөс хамааран 10 дахин хэлбэлздэг. Митохондри нэгдэх үед тэдгээрийн дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сольж болно.
Митохондрийн рРНХ ба рибосомууд нь цитоплазмынхаас эрс ялгаатай. Хэрэв 80-аад оны рибосомууд цитоплазмд олдвол ургамлын эсийн митохондрийн рибосомууд нь 70-аад оны рибосомуудад (30-50-аад оны дэд хэсгүүдээс бүрддэг, прокариот эсийн онцлог шинж чанартай 16, 23-р РНХ агуулдаг) (5-аас бага рибосомууд) багтана. амьтны эсийн митохондри. Митоплазмд уургийн нийлэгжилт нь рибосом дээр явагддаг. Энэ нь бактерийн уургийн нийлэгжилтийг дарангуйлдаг антибиотик хлорамфениколын нөлөөн дор цитоплазмын рибосомын синтезээс ялгаатай нь зогсдог.
Шилжүүлэгч РНХ нь мөн митохондрийн геном дээр нийлэгждэг бөгөөд нийт 22 тРНХ нийлэгждэг. Митохондрийн нийлэг системийн гурвалсан код нь гиалоплазмд хэрэглэгддэгээс ялгаатай. Уургийн нийлэгжилтэд шаардлагатай бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд байгаа мэт боловч жижиг митохондрийн ДНХ молекулууд нь бүх митохондрийн уургийг кодлож чадахгүй, зөвхөн багахан хэсгийг л агуулдаг. Тэгэхээр ДНХ 15 мянган bp хэмжээтэй байна. ойролцоогоор 6х105 молекул жинтэй уураг кодлох чадвартай. Үүний зэрэгцээ митохондрийн амьсгалын замын бүрэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уургийн нийт молекулын жин ойролцоогоор 2х106-ийн утгад хүрдэг.

Цагаан будаа. Өөр өөр организм дахь митохондрийн харьцангуй хэмжээ.

Мөөгөнцрийн эс дэх митохондрийн хувь заяаг ажиглах нь сонирхолтой юм. Аэробик нөхцөлд мөөгөнцрийн эсүүд нь тодорхой тодорхойлогдсон царцдас бүхий ердийн митохондритай байдаг. Эсийг агааргүй нөхцөлд шилжүүлэхэд (жишээлбэл, тэдгээрийг дэд өсгөвөрлөх эсвэл азотын агаар мандалд шилжүүлэх үед) ердийн митохондриа цитоплазмд нь илрүүлдэггүй бөгөөд оронд нь жижиг мембраны цэврүүнүүд харагдана. Агааргүй нөхцөлд мөөгөнцрийн эсүүд нь амьсгалын замын бүрэн гинжийг агуулдаггүй (цитохром б ба а байхгүй). Өсгөвөрийг агааржуулах үед амьсгалын замын ферментийн биосинтез хурдацтай явагдаж, хүчилтөрөгчийн хэрэглээ огцом нэмэгдэж, цитоплазмд хэвийн митохондри үүсдэг.
Дэлхий дээрх хүмүүсийн суурьшил

05.05.2015 13.10.2015

Хүний биеийн бүтэц, өвчин эмгэгт өртөмтгий байдлын талаархи бүх мэдээллийг ДНХ-ийн молекул хэлбэрээр шифрлэсэн байдаг. Гол мэдээлэл нь эсийн цөмд байрладаг. Гэсэн хэдий ч ДНХ-ийн 5% нь митохондрид байрладаг.

Митохондри гэж юу вэ?

Митохондри нь шим тэжээлд агуулагдах энергийг эсэд шингээх нэгдэл болгон хувиргахад шаардлагатай эукариотуудын эсийн органелл юм. Тиймээс тэдгээрийг ихэвчлэн "эрчим хүчний станц" гэж нэрлэдэг, учир нь тэдэнгүйгээр бие махбодь оршин тогтнох боломжгүй юм.
Эдгээр органеллууд нь өмнө нь бактери байсан тул өөрсдийн генетикийн мэдээллийг олж авсан. Тэд эзэн организмын эсэд орсны дараа геномоо хадгалах боломжгүй байсан бол өөрсдийн геномын нэг хэсгийг эзэн организмын эсийн цөмд шилжүүлсэн. Тиймээс одоо тэдний ДНХ (mtDNA) нь анхны хэмжээнээс зөвхөн нэг хэсгийг буюу 37 генийг агуулдаг. Үндсэндээ тэдгээр нь глюкозыг нэгдэл болгон хувиргах механизмыг шифрлэдэг - нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус энерги үйлдвэрлэх (ATP ба NADP), үүнгүйгээр эзэн организм оршин тогтнох боломжгүй юм.

mtDNA юугаараа онцлог вэ?

Митохондрийн ДНХ-ийн үндсэн шинж чанар нь зөвхөн эхийн удамшлаар дамждаг. Энэ тохиолдолд бүх хүүхэд (эрэгтэй, эмэгтэй) өндөгнөөс митохондри хүлээн авах боломжтой. Энэ нь эмэгтэй өндөг нь эр бэлгийн эсээс илүү олон тооны эрхтэн (1000 дахин) агуулдагтай холбоотой юм. Үүний үр дүнд охины организм тэдгээрийг зөвхөн эхээс нь хүлээн авдаг. Тиймээс эцгийн эсээс тэдний өв залгамжлал бүрэн боломжгүй юм.
Митохондрийн генүүд нь алс холын эрт дээр үеэс бидэнд дамжсан нь бидний эх талын эх талын бүх хүмүүсийн нийтлэг өвөг болох "митохондрийн Ева" -аас дамжсан нь мэдэгдэж байна. Тиймээс эдгээр молекулууд нь эхийн ураг төрлийн холбоо тогтоох генетикийн шинжилгээнд хамгийн тохиромжтой объект гэж тооцогддог.

Хамаатан садан хэрхэн тодорхойлогддог вэ?

Митохондрийн генүүд олон цэгийн мутацитай байдаг тул тэдгээрийг маш их хувьсах чадвартай болгодог. Энэ нь бидэнд ураг төрлийн холбоо тогтоох боломжийг олгодог. Генетикийн үзлэг хийх явцад тусгай генетик анализатор - дараалал үүсгэгч ашиглан генотип дэх нуклеотидын цэгийн өөрчлөлт, тэдгээрийн ижил төстэй байдал эсвэл ялгааг тодорхойлно. Ээжийнхээ талаас хамааралгүй хүмүүст митохондрийн геномууд ихээхэн ялгаатай байдаг.
Митохондрийн генотипийн гайхалтай шинж чанаруудын ачаар ураг төрлийн холбоог тодорхойлох боломжтой.
тэдгээр нь рекомбинацияд өртдөггүй тул молекулууд нь зөвхөн мутацийн процессоор л өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь мянган жилийн туршид тохиолдож болно;
аливаа биологийн материалаас тусгаарлах боломж;
хэрэв биоматериал дутагдалтай эсвэл цөмийн геномын доройтол байгаа бол mtDNA нь асар олон тооны хуулбартай тул шинжилгээний цорын ганц эх сурвалж болж чадна;
Эсийн цөмийн гентэй харьцуулахад олон тооны мутаци байдаг тул генетикийн материалыг шинжлэхэд өндөр нарийвчлалтай байдаг.

Генетикийн шинжилгээгээр юуг тодорхойлж болох вэ?

mtDNA-ийн генетикийн шинжилгээ нь дараах тохиолдлуудыг оношлоход тусална.
1. Эхийн талын хүмүүсийн хооронд ураг төрлийн холбоо тогтоох: өвөө (эсвэл эмээ) болон ач хүү, ах, эгч, авга ах (эсвэл авга эгч), зээ хоёрын хооронд.
2. Бага хэмжээний биоматериалыг шинжлэх үед. Эцсийн эцэст, эс бүр mtDNA-г их хэмжээгээр (100 - 10,000) агуулдаг бол цөмийн ДНХ нь 23 хромосом бүрт ердөө 2 хуулбарыг агуулдаг.
3. Эртний биоматериалыг тодорхойлохдоо – хадгалах хугацаа нь мянгаас дээш жил байна. Энэ өмчийн ачаар эрдэмтэд Романовын гэр бүлийн гишүүдийн үлдэгдэлээс генетикийн материалыг олж тогтоож чадсан юм.
4. Өөр материал байхгүй тохиолдолд нэг үс ч гэсэн ихээхэн хэмжээний mtDNA агуулдаг.
5. Хүн төрөлхтний удамшлын салбаруудад (Африк, Америк, Ойрхи Дорнод, Европын гаплогрупп болон бусад) генийн хамаарлыг тодорхойлохдоо түүний ачаар хүний ​​гарал үүслийг тодорхойлох боломжтой.

Митохондрийн өвчин ба тэдгээрийн оношлогоо

Митохондрийн өвчлөл нь эдгээр органеллуудын мутацид ихээхэн мэдрэмтгий байдагтай холбоотой эсийн mtDNA-ийн согогийн улмаас голчлон илэрдэг. Өнөөдөр тэдний согогтой холбоотой 400 орчим өвчин аль хэдийн байдаг.
Ер нь эс бүр нь хэвийн митохондри болон тодорхой эмгэгтэй хүмүүсийг багтааж болно. Ихэнхдээ өвчний шинж тэмдэг огт илэрдэггүй. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний синтезийн үйл явц сулрах үед ийм өвчний илрэл нь тэдгээрт ажиглагддаг. Эдгээр өвчин нь үндсэндээ булчин, мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгүүдтэй холбоотой байдаг. Дүрмээр бол ийм өвчний үед эмнэлзүйн илрэл хожуу илэрдэг. Эдгээр өвчний тохиолдол 1:200 хүн байна. Митохондрийн мутаци байгаа нь жирэмсэн үед нефротик хамшинж, тэр ч байтугай нярайн гэнэтийн үхэлд хүргэдэг гэдгийг мэддэг. Тиймээс судлаачид энэ төрлийн удамшлын өвчний эмчилгээ, эхээс хүүхдэд дамжихтай холбоотой эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд идэвхтэй оролдлого хийж байна.

Хөгшрөлт нь митохондритай ямар холбоотой вэ?

Биеийн хөгшрөлтийн механизмд дүн шинжилгээ хийх явцад эдгээр органеллуудын геномыг өөрчлөн зохион байгуулах нь мөн илэрсэн. Хопкинсийн их сургуулийн судлаачид 16,000 өндөр настан америк хүний ​​цусан дахь түвшинг хянах үр дүнг нийтэлсэн нь mtDNA-ийн хэмжээ буурсан нь өвчтөнүүдийн наснаас шууд хамааралтай болохыг харуулсан.

Өнөөдөр авч үзсэн ихэнх асуудлууд нь 20-р зуунд тусдаа чиглэл болгон үүссэн "митохондрийн анагаах ухаан" хэмээх шинэ шинжлэх ухааны үндэс суурь болсон. Митохондрийн геномын эмгэгтэй холбоотой өвчнийг урьдчилан таамаглах, эмчлэх, генетикийн оношлогоо нь түүний үндсэн ажил юм.

Мэдээжийн хэрэг, миний блогын уншигчдын нэлээд хэсэг нь митохондрийн ДНХ-ийн удамшлын мөн чанар, мөн чанарын талаар тодорхой ойлголттой байдаг. Арилжааны туршилтын боломжийн ачаар миний олон уншигчид митохондрийн (CR, HVS1, HVS2) бие даасан бүс нутгуудад митохондрийн гаплотипийг тодорхойлсон бөгөөд зарим нь митохондрийн бүрэн дараалалтай байдаг (бүгд 16571 байрлал). Ийнхүү олонхи нь одоо байгаа бүх эмэгтэй генетикийн шугамын нэгдлийн нийтлэг цэг рүү буцаж очоод "гүн удмын бичгээ" гэрэлтүүлж чадсан. Романтик попгенетикчид энэ цэгийг "митохондрийн Ева" гэж нэрлэсэн боловч энэ цэг нь математикийн хийсвэрлэл хэвээр байгаа бөгөөд үүнээс болж ямар ч нэр цэвэр уламжлалт байдаг.

Эхлэгчдэд зориулсан богино аялал.
Митохондрийн ДНХ (цаашид mtDNA) эхээс хүүхдэд дамждаг. Зөвхөн эмэгтэйчүүд mtDNA-г үр удамд нь дамжуулж чаддаг тул mtDNA шинжилгээ нь эхийн шууд шугамаар эх, түүний ээж гэх мэт мэдээллийг өгдөг. Эрэгтэй, эмэгтэй аль аль нь эхээсээ mtDNA хүлээн авдаг тул эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүс mtDNA шинжилгээнд хамрагдах боломжтой. Хэдийгээр mtDNA-д мутаци тохиолддог боловч тэдгээрийн давтамж харьцангуй бага байдаг. Хэдэн мянган жилийн туршид эдгээр мутаци хуримтлагдсан бөгөөд энэ шалтгааны улмаас нэг гэр бүлийн эмэгтэйн удам угсаатны хувьд нөгөөгөөсөө ялгаатай байдаг. Хүн төрөлхтөн дэлхий даяар тархсаны дараа нэгэн цагт нэгдсэн хүн төрөлхтнөөс хол зайд тусгаарлагдсан популяцид санамсаргүй байдлаар мутаци гарч ирэв. Ийм учраас mtDNA-г тухайн гэр бүлийн бүлгийн газарзүйн гарал үүслийг тодорхойлоход ашиглаж болно. МтДНХ-ийн шинжилгээний үр дүнг Кембрижийн 1981 онд байгуулагдсан анхны mtDNA дараалал болох "Кэмбрижийн стандарт дараалал" (CRS) -тай харьцуулсан болно (* тэмдэглэл - CRS-ийг жишиг митозын дараалал болгон ашиглах нь одоогоор хянагдаж байна). Үүний үр дүнд эрдэмтэд судалж буй хүний ​​гаплотипийг тогтоодог. Гаплотип бол таны хувийн генетик шинж чанар юм. Үүнийг харахад mtDNA нь "Кэмбрижийн стандарт дараалал"-аас гарсан хазайлтын багц юм. Таны дарааллыг мэдээллийн баазын дараалалтай харьцуулсны дараа таны гаплогрупп тодорхойлогдоно. Гаплогрупп гэдэг нь "митохондрийн Ева" -аас илүү сүүлийн үед нэг нийтлэг "элэн эмээ" байсан хүмүүсийн тодорхой нийгэмлэгийн генетикийн шинж чанар юм. Тэдний эртний өвөг дээдэс нүүдлийн үеэр ихэвчлэн нэг бүлэгт шилждэг байв. Гаплогрупп нь таныг хүн төрөлхтний аль удамшлын салбарыг харуулдаг. Тэдгээрийг А-аас Я хүртэлх цагаан толгойн үсгүүд болон олон тооны дэд бүлгүүдээр тэмдэглэдэг. Жишээлбэл, Европын гаплогруппууд - H, J, K, T, U, V, X. Ойрхи Дорнод - N ба M. Ази - A, B, C, D, F, G, M, Y, Z. Африк - L1 , L2 , L3 болон M1. Полинезийн - B. Америкийн индианчууд - A, B, C, D, ховор X. Сүүлийн үед N1, U4, U5, W нь Европын гаплогруппуудад нэмэгдсэн.

Европын митогаплогруппуудад анхаарлаа хандуулцгаая - H, J, K, T, U, V, X, N1, U4, U5 болон W. Тэдний ихэнх нь эргээд охин дэд бүлгүүдэд хуваагддаг (охин салбарууд, жишээлбэл, U5 гаплогруппын охин дэд бүлэг - U5b1 дэд бүлэг ("Урсула"), тархалтын оргил нь Балтийн орнууд болон Финляндад тохиолддог. Матриархууд гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Эмэгтэй удмыг ихэвчлэн эмэгтэй нэрээр дууддаг.Энэ уламжлалын үндэс суурийг "Евагийн долоон охин" номын зохиолч Брайан Сайкс тавьсан бөгөөд тэрээр Европын хүн амын ихэнх хүмүүсийн өвөг дээдсийн нэрсийг санаачилсан юм. Урсула (гаплогрупп U), Ксения (X), Елена (H), Велда (V), Тара (Т), Кэтрин (К), Жасмин (J).Та тэдний болон бусад элэнц эмэг эхчүүдийн цаг хугацаа, орон зайд тэнүүчилж байсан гол замуудыг мөшгиж, зураглаж, салаа бүрийн тооцоолсон цагийг тооцоолж болно - шинэ мутацийн харагдах байдал, эхний "Евагийн охид" ” хамгийн сүүлийнх нь - I ба V хаплогруппууд "ердөө" 15,000 жилийн настай.

Би байнга асуулт асуудаг: цөмийн ДНХ нь mtDNA-аас юугаараа ялгаатай вэ? Орчин үеийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлалын дагуу олон тэрбум жилийн өмнө митохондри нь анхдагч эукариот (шугаман хромосом бүхий эсийн цөмтэй) организмын эсүүдэд суурьшиж, эзэн эсэд дулаан, эрчим хүч үйлдвэрлэх үүргийг "ээлсэн" бие даасан бактери юм. Хамтдаа амьдрах хугацаандаа бүх зүйл бэлэн амьдарч байгаад зарим генүүдээ хэрэгцээгүй гэж алдаж, зарим нь цөмийн хромосом руу шилжсэн бөгөөд одоо хүний ​​mtDNA-ийн давхар цагираг нь ердөө 16569 хос нуклеотидын суурийн хосоос бүрддэг. Митохондрийн геномын ихэнх хэсгийг 37 ген эзэлдэг. Хүчилтөрөгчийн чөлөөт радикалуудын өндөр концентраци (глюкозын исэлдэлтийн дайвар бүтээгдэхүүн) ба ДНХ-ийн хуулбарлах явцад гарсан алдааг засах механизмын сул байдлаас шалтгаалан mtDNA-ийн мутаци нь цөмийн хромосомтой харьцуулахад илүү олон удаа тохиолддог. Энд нэг нуклеотидыг солих, алдах эсвэл нэмэх нь ойролцоогоор 100 үе тутамд нэг удаа тохиолддог - ойролцоогоор 2500 жил. Митохондрийн генийн мутаци - эсийн энергийн ургамлын үйл ажиллагааны тасалдал нь ихэвчлэн удамшлын өвчин үүсгэдэг. Митохондрийн цорын ганц үүрэг бол глюкозыг нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болгон исэлдэж, энэ процессын явцад ялгардаг эсийн түлшний энергийг ашиглан синтез хийх явдал юм - ATP ба бүх нийтийн бууруулагч бодис (протон тээвэрлэгч) NADH. (NADH бол никотинамид аденины динуклеотид - үүнийг эргэлзэлгүйгээр хэлэхийг хичээ.) Энэ энгийн ажилд ч гэсэн олон арван фермент шаардлагатай байдаг ч митохондриа ажиллуулах, хадгалахад шаардлагатай уургийн генүүдийн ихэнх нь "эзэн" -ийн хромосом руу удаан шилжсэн байдаг. эсүүд. mtDNA-д уураг нийлэгжүүлдэг рибосомыг амин хүчлээр хангадаг дамжуулагч РНХ генүүд л үлддэг (харгалзах амин хүчлүүдийн нэг үсэгтэй латин тэмдэгтээр тэмдэглэгдсэн), хоёр рибосомын РНХ ген - 12s РНХ ба 16s РНХ (митохондрийн рибосомын уургийн генүүд). эсийн цөмд байрладаг) ба зарим (бүгд биш) генүүд нь митохондрийн гол ферментүүд болох NADH дегидрогеназын цогцолбор (ND1-ND6, ND4L), цитохром с оксидаза (COI-III), цитохром б (CYTb) ба хоёр уургийн дэд нэгж юм. ATP синтетаза ферментийн (ATPase8 ба 6). Молекул эсвэл ДНХ-ийн удмын бичгийн хэрэгцээнд кодлогдоогүй бүсийг ашигладаг. HVR1 (GVS1) ба HVR2 (GVS2) - бага ба өндөр нарийвчлалтай хоёр хэт хувьсах бүсээс бүрдэх D-гогцоо.

Эмнэлгийн генетикийн үүднээс mtDNA-г судлахын ач холбогдлын талаар хэдэн үг хэлэх нь зүйтэй болов уу.
Мэдээжийн хэрэг, зарим өвчин нь эмэгтэй хүний ​​​​удамшилтай холбоотой судалгааг аль хэдийн хийсэн. Жишээлбэл, нэг судалгаагаар J (асмин) гаплогруппийг тодорхойлдог SNP-тэй холбоотой митохлорионы исэлдэлтийн фосфоржилтын задрал нь энэ гаплогруппын тээвэрлэгчдийн фенотипийн биеийн температурыг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулж байна. Энэ нь хойд Европт, ялангуяа Норвегид энэхүү гаплогрупп ихэссэнтэй холбоотой юм. Түүнчлэн, митохондрийн гаплогрупп J-тэй хүмүүс бусад судалгаагаар ДОХ-ын халдвар илүү хурдан хөгжиж, бусад ХДХВ-ийн халдвартай хүмүүстэй харьцуулахад илүү хурдан үхдэг. Судалгаанаас үзэхэд филогенетикийн ач холбогдолтой митохондрийн мутаци нь фенотип дэх генийн илэрхийлэлийн хэв маягийг агуулна.

Цаашилбал, J-ийн эгч митохондрийн гаплогрупп T нь эрэгтэй хүний ​​эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнийг бууруулдагтай холбоотой байдаг. Сарагосагийн их сургуулийн биохими, молекул эсийн биологийн тэнхимийн нийтлэлд дурдсанаар T haplogroup нь астенозоосперми өвчний удамшлын сул дорой байдлыг илэрхийлдэг. Зарим судалгаагаар T haplogroup байгаа нь титэм судасны өвчнөөр өвчлөх эрсдэлтэй холбоотой байдаг. Өөр нэг судалгаанаас үзэхэд T тээвэрчид чихрийн шижин өвчнөөр өвчлөх магадлал бага байдаг. Хэд хэдэн туршилтын анагаах ухааны судалгаагаар haplogroup T байх нь Паркинсон болон Альцгеймерийн өвчний эрсдэлийг бууруулдаг болохыг харуулсан.

Гэсэн хэдий ч дараагийн жишээнээс харахад эмэгтэй хүний ​​удамшлын шугам, өвчний хоорондын уялдаа холбоог шинжлэх үр дүн нь ихэвчлэн хоорондоо зөрчилддөг. Жишээлбэл, Европын хамгийн эртний митохаплогрупп болох Их Британий тээгчид дархлалын олдмол хомсдолд бага өртөмтгий байдаг. Үүний зэрэгцээ нэг дэд бүлэг болох U5a нь дархлалын олдмол хомсдолд өртөмтгий гэж тооцогддог.

Өмнөх судалгаагаар U haplogroup-ийн гишүүнчлэл болон түрүү булчирхай, бүдүүн гэдэсний хорт хавдар үүсэх эрсдэл хоёрын хооронд эерэг хамааралтай болохыг харуулсан. Хаплогрупп К (Кэтрин) нь Их Британиас U8 дэд бүлгээр дамждаг, түүнчлэн түүний эцэг эхийн шугамаар цус харвах, архаг явцтай офтальмоплеги үүсэх эрсдэл нэмэгддэг.

Европт давамгайлсан эмэгтэйн H удамд хамаарах эрчүүд (Хелен - Хелена, Н хосолсон бүлгийн салбар) астенозоосперми (эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн багасдаг өвчин) хамгийн бага эрсдэлтэй байдаг.Энэ гаплогрупп нь биеийн өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. болон ДОХ-ын дэвшилтэд тэсвэртэй.Үүний зэрэгцээ, , H нь Альцгеймерийн өвчин тусах өндөр эрсдэлтэй байдаг.Харьцуулбал, эмэгтэй генетикийн шугамын H (Хелен)-д Паркинсоны өвчин тусах эрсдэл нь хамаагүй өндөр байна. шугамын төлөөлөгчдийн ижил төстэй эрсдэл (JT) Үүнээс гадна Lynn H-ийн төлөөлөгчид сепсис хамгийн их эсэргүүцэлтэй байдаг.

Митохондрийн I, J1c, J2, K1a, U4, U5a1, T шугамын төлөөлөгчид Паркинсоны өвчнөөр өвчлөх эрсдэл багатай (дунджтай харьцуулахад). Тара) бүх зуун настнуудын ихэнхийг төрүүлсэн тул попгенетикчид эдгээр митогаплогруппуудыг зуун настны гаплогрупп гэж хошигнодог. Гэхдээ бүх зүйл тийм ч сайн байдаггүй. J ба T хаплогруппын дэд бүлгийн зарим гишүүд (ялангуяа J2) эхээс удамшсан харалган байдлыг хариуцдаг генийн илэрхийлэлтэй холбоотой генетикийн хувьд ховор тохиолддог өвчин (Леберийн удамшлын оптик мэдрэлийн эмгэг) -ээр өвчилдөг.

N mitohalogroup-д хамаарах нь хөхний хорт хавдар үүсэх хүчин зүйл юм. Гэсэн хэдий ч К-ээс бусад Европын бусад митохаплогруппуудад (H, T, U, V, W, X) мөн адил хамаарна. Эцэст нь, эмэгтэй митохондрийн шугамын X ("Ксения") тээгчид митохондрийн мутацитай байдаг. II хэлбэрийн чихрийн шижин, кардиомиопати, эндометрийн хорт хавдар үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг. IWX хосолсон макромитохалог бүлгийн төлөөлөгчид ДОХ-ын хөгжилд хамгийн өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг.

Митохондри нь харьцангуй саяхан гарч ирсэн спортын генетикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Ихэнхдээ спортын эм, хүнсний нэмэлтүүдийн тайлбарыг уншиж байхдаа би эмийн нэг эсвэл өөр идэвхтэй элемент нь метаболизмыг хурдасгах эсвэл тодорхой нэгдлүүдийг митохондри руу зөөвөрлөж байгааг дурддаг. Энэ нь юуны түрүүнд L-карнитин, креатин, BCAA-д хамаатай. Митохондри нь эсийн энергийн үүсгүүрийн үүргийг гүйцэтгэдэг тул эдгээр ажиглалтууд надад логик, үнэмшилтэй санагдаж байна.

Тиймээс энэ асуудлыг илүү нарийвчлан авч үзье.

Зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар эрчим хүчний дутагдал нь бие махбодийн эрт хөгшрөлтөд хүргэдэг. Эсэд бага энерги байх тусам хорт бодисыг нөхөн сэргээх, зайлуулахад бага хүчин чармайлт гаргах болно. "Надад өөх тос хамаагүй, би амьд байгаасай" гэж хэлдэг. Гэхдээ гарах гарц үргэлж байдаг:Эрүүл хооллолт, биохимийн жижиг өөрчлөлтүүд нь үүрэн цахилгаан станцуудыг дахин ажиллуулж чадна. Тэд танд хамгийн түрүүнд карнитин гэдгийг санахыг зөвлөж байна.

Насанд хүрсэн үеэс эхлэн митохондри, эсийн цахилгаан станцууд удааширч эхэлдэг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл буурахад хүргэдэг. Эс нь хэмнэлтийн горим руу шилжиж байгаа бөгөөд энэ үед "шатаагч" горимыг мөрөөдөж ч болохгүй. Эрчим хүчний дутагдал нь бусад эсийн органеллуудын үйл ажиллагааг алдагдуулж, митохондрид дахин нөлөөлдөг. Харгис балмад тойрог. Энэ бол хөгшрөлт, илүү нарийвчлалтай, түүний дотоод илрэл юм.

Хоол тэжээлийн мэргэжилтэн Роберт Кричон "Та зөвхөн митохондри шигээ залуу байна" гэж хэлэх дуртай. Тэрээр эсийн биохимийн судалгаанд олон жил зарцуулсаны эцэст митохондрийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлд, өөрөөр хэлбэл хөгшрөлтөд нөлөөлөх нэг аргыг олсон. Энэ арга нь карнитин ба түүний идэвхтэй хэлбэр L-карнитин юм.

Карнитин нь амин бүлэг (NH2) агуулаагүй тул амин хүчил биш юм. Энэ нь коэнзим эсвэл хэрэв хүсвэл усанд уусдаг витаминтай төстэй нэгдэл юм. Карнитин яагаад хоол тэжээлийн мэргэжилтнүүдийн анхаарлыг татдаг вэ?

Та бүхний мэдэж байгаагаар өөхний хүчил нь булчин, ялангуяа миокардийн гол түлш юм. Эрчим хүчний 70 орчим хувь нь өөх тосыг шатаах замаар булчинд үүсдэг. Карнитин нь урт гинжин өөхний хүчлийг митохондрийн мембранаар дамжуулдаг. Бага хэмжээний карнитин (ойролцоогоор 25%) нь амин хүчлийн лизинээс бие махбодид нийлэгждэг. Бид үлдсэн 75 хувийг хоол хүнснээс авах ёстой.

Гэтэл өнөөдөр бид хэт бага карнитин авч байна. Бидний өвөг дээдэс өдөрт дор хаяж 500 мг карнитин хэрэглэдэг байсан гэдэг. Орчин үеийн нийгмийн дундаж хүн өдөрт ердөө 30-50 мг-ыг хоол хүнснээс...

Карнитины дутагдал нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл буурч, доройтолд хүргэдэг. Эрчим хүч бага байна гэдэг нь физиологийн нөөц муу байна гэсэн үг. Сонгодог дүр зураг бол бие нь "эрчим хүчний хямрал"-д орсон өндөр настнуудын зураг юм. Хэрэв бие нь хангалттай энергитэй байсан бол эсийн мембраныг амжилттай барьж, шинэчилж, эсийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалж, генетикийн мэдээллийг хамгаалж чадна. Бидний дархлааны тогтолцоо нь хангалттай эрчим хүчний үйлдвэрлэлээс хамаардаг.

Бие махбодь буурч эхлэхэд бидэнд илүү их карнитин хэрэгтэй гэж Роберт Кричон үзэж байна. Энэ нь эсийг залуужуулах, эрч хүч өгөх алхам бөгөөд ингэснээр тэд илүү сайн ажиллаж, чөлөөт радикалууд болон эмгэг төрүүлэгч бичил биетүүдээс өөрсдийгөө хамгаалах болно. [ Дашрамд хэлэхэд, би жил хагасын өмнө биологийн насыг тодорхойлох туршилтын үзлэгийг физиологичтой хийсэн. Физиологичдын хүснэгтээс харахад хэмжилтийн үр дүн нь 28 настай биологийн настай хамгийн зөв тохирч байв. Хэрэв ноён Роберт Кричон зөв бол миний митохондри паспортын наснаас 7 насаар дүү байна)). Гэхдээ миний үе тэнгийнхэн аль хэдийн байгалиасаа өртэй амьдарч байна (дахин хэлэхэд митохондриа зардлаар)].

Мах, загас, сүү, өндөг, бяслаг болон бусад амьтны гаралтай бүтээгдэхүүн нь ерөнхийдөө хангалттай хэмжээний карнитин агуулдаг. Хонь, хурганы мах нь ялангуяа хүчтэй эх үүсвэр юм. Авокадо ба темпе бол хамгийн их дуртай ургамлын эх үүсвэр юм.

Мэдээж мал бэлчээрт бэлчээж, өвс иддэг байсан. Энэ тохиолдолд амьтны гаралтай бүтээгдэхүүн нь бие биенээ нөхдөг карнитин, эрүүл омега-3 тосны хүчлүүдийг их хэмжээгээр агуулдаг тул энэ нь маш сайн байсан. Энэ нь бидний өвөг дээдсийн биеийг өөх тосыг үр дүнтэй шатааж, хүчирхэг биетэй болох боломжийг олгосон. Өдгөө үхрийг үр тариагаар тэжээж, үрэвслийг намдаах үйлчилгээтэй омега-6 тосны хүчлүүд давамгайлж, карнитины хэмжээ багассан. Тийм ч учраас улаан махыг өдөр бүр идэх нь эрүүл мэндэд тустай байхаа больсон. Гэхдээ энд зогсооё.

Бас нэг зүйлийг дурдах нь зүйтэй. Карнитин нь хүнийг хөгшрөлтөөс нэг удаа аварч чадна гэж хэлэх нь гэнэн хэрэг болно. Үгүй ээ, энэ нь хүн төрөлхтний хувьд хэтэрхий амархан байх байсан ч олон хүн үүнд итгэхийг хүсч магадгүй юм.

Карнитин нь бодисын солилцоог идэвхжүүлдэг бусад ашигтай бодисуудын нэгэн адил олон туслахуудын нэг юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь үүрэн цагийг үндсээр нь зогсоож чадахгүй, гэхдээ үүнийг удаашруулж магадгүй юм.

Ойролцоогоор креатин фосфорын хүчлийн эсийн нөөц шавхагдах үед ишемийн миокардийн ажил зогсдог болохыг тогтоожээ. 90% аденозин трифосфат. Энэ нь аденозин трифосфат эсэд жигд бус тархсан болохыг харуулсан. Булчингийн эсэд агуулагдах аденозин трифосфатыг бүгдийг нь хэрэглэдэггүй, харин түүний зөвхөн тодорхой хэсэг нь миофибриллүүдэд төвлөрдөг. Цаашдын туршилтын үр дүн нь аденозин трифосфатын эсийн нөөц хоорондын холболтыг креатин фосфорын хүчил ба креатин киназын изоферментүүдээр гүйцэтгэдэг болохыг харуулсан. Хэвийн нөхцөлд митохондрид нийлэгжсэн аденозин трифосфатын молекул нь энергийг креатин руу шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь креатин киназын изоферментийн нөлөөн дор креатин фосфорын хүчил болж хувирдаг. Креатин фосфорын хүчил нь креатин киназын урвалын нутагшуулалт руу шилждэг бөгөөд бусад креатин киназын изоферментүүд нь креатин фосфорын хүчил ба аденозин дифосфатаас аденозин трифосфатын нөхөн төлжилтийг хангадаг. Энэ тохиолдолд ялгарсан креатин нь митохондри руу шилжиж, аденозин трифосфат нь энерги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. булчингийн хурцадмал байдлын хувьд. Креатин фосфорын замын дагуух эс дэх энергийн эргэлтийн эрчим нь аденозин трифосфатын цитоплазм руу нэвтрэх хурдаас хамаагүй их байдаг. Энэ нь эсийн доторх креатин фосфорын хүчлийн концентраци буурах шалтгаан бөгөөд аденозин трифосфатын эсийн үндсэн нийлүүлэлт нөлөөгүй байсан ч булчингийн хурцадмал байдлыг бууруулдаг.

Харамсалтай нь спортын генетикийн чиглэлээр ажилладаг хүмүүс митохондрид маш бага анхаарал хандуулдаг. Би бодибилдингчдийн митохондрийн бүлэгт хамаарах (тэдний бусад "үзүүлэлтүүд" нь ижил байна гэж үзвэл) хяналтын бүлэгт хуваагдсан үр дүнгийн судалгааг хараахан хараагүй байна. Жишээлбэл, туршилтын загвар нь иймэрхүү харагдаж болно: бид ижил насны, жин, өндөр, булчингийн бүтэц, туршлагатай биеийн тамирчдыг сонгодог. Бид тэднийг ижил хүч чадлын дасгалуудыг гүйцэтгэхийг урьж байна (жишээлбэл, 95-100 кг жинтэй вандан хэвлэлийн хамгийн олон багц.) Бид үр дүнг харьцуулж, тамирчдын митогруппийн талаархи априори мэдээлэлд үндэслэн дүн шинжилгээ хийдэг. . Дараа нь бид тамирчдад креатин, левокарнитин, глутамин, амин хүчлүүдийн хослолыг өгдөг. Хэсэг хугацааны дараа бид туршилтыг давтаж, үр дүнг харьцуулж, mtDNA-ийн төрөлтэй хамаарал байгаа эсэх талаар дүгнэлт гаргадаг.

Миний сонирхогчийн митохондрийн судалгаа эцсийн дүндээ хүн төрөлхтнийг гэгээрүүлж чадна гэж би боддог. Би митохондрийг зөвхөн удам судлал, анагаах ухааны асуудалд төдийгүй психогенетикийн асуудлууд, ялангуяа янз бүрийн митохапогруппын хүмүүсийн харилцан үйлчлэлийн асуудлыг сонирхож байгаа нь үнэн. Би энэ судалгааны чиглэлийг психосоционик гэж нэрлэх эрх чөлөөг авсан. Наад зах нь 5 англи хэл дээрх форум, 2 орос хэл дээрх форум дээр янз бүрийн митогаплогруппын хүмүүсийн харилцан үйлчлэлийг ажиглах (4 жилийн турш) ховор боломжийг ашигласнаар би сонирхолтой хандлагыг анзаарсан. Харамсалтай нь би энэ хэв маягийг попгенетикийн шинжлэх ухааны хэллэгийн хэллэгээр тодорхой илэрхийлэх цаг байсангүй, бүх зүйл урьдчилсан тайлбарын түвшинд хэвээр байна. Гэхдээ хэрэв би өөрийн ажиглалтыг томъёолж чадвал популяцийн генетикийн түүхэнд ийм байдлаар бичигдэх болно. Веренич-Запорожченкогийн хууль.

Миний ажиглалтууд нь Европын гурван гол хураангуй митохалог бүлгийн (JT, HV, UK) хоорондын харилцан үйлчлэлийн судалгаанд үндэслэсэн болно. Харамсалтай нь Европын I, W, X митохаплогруппууд (түүнчлэн чамин ба жижиг митогруппууд) дээжийг төлөөлөх чадваргүйн улмаас миний судалгааны талбарт ороогүй болно. Товчхондоо, эдгээр ажиглалтууд нь дараах цэгүүдэд хүрч байна.

1) хамгийн нягт, бүтээмжтэй харилцан үйлчлэл нь нэг хосолсон гаплогруппын төлөөлөгчдийн хооронд ажиглагддаг (жишээлбэл, J ба T өөр өөр дэд бүлгийн төлөөлөгчдийн хооронд). Магадгүй энэ баримтыг удамшлын түвшинд (митоДНХ нь эхийн удамшлаар дамждаг гэдгийг сануулъя) хүүхдийг бага насандаа эхтэйгээ холбож өгдөг хувьслын механизмаар тайлбарлаж болох юм.Кларк-Стюарт Олон гэр бүлийн гурван талт харилцааг судалж үзэхэд эхийн хүүхдэд үзүүлэх нөлөө нь шууд зан чанартай байдаг бол аав нь нялх хүүхдэд шууд бусаар - эхээр дамжуулан нөлөөлдөг болохыг олж мэдсэн (Кларк-Стюарт К.А., 1978). Энэ нөлөөллийг дараа нь ижил төстэй митохаплогруппуудын төлөөлөгчидтэй харьцахдаа интерполяци хийдэг (энэ нөлөөллийн психогенетик үндэс нь шинжлэх ухааны үндэслэлтэй хараахан тогтоогдоогүй байна) Тиймээс хаплогруппуудын дунд хүмүүс хамгийн найдвартай ижил төстэй хүмүүсийг олж авдаг нь гайхах зүйл биш юм.

2) JT ба HV-ийн төлөөлөгчид бие биентэйгээ харьцах антиподууд байдаг - тэдгээрийн хооронд хамгийн антагонист харилцан үйлчлэл ажиглагдаж, ихэвчлэн зөрчилдөөнд хүргэдэг. Антагонизмын шалтгааныг судлах шаардлагатай хэвээр байна

3) Их Британийн митогруппын төлөөлөгчид дүрмээр бол JT ба HV-ийн аль алинд нь төвийг сахисан хандлагаар тодорхойлогддог. Хоёр бүлэгтэй харилцах харилцаа нь цэвэр ажил хэрэгч, төвийг сахисан нөхөрсөг байдаг.

Би ийм тодорхой хуваагдлын шалтгааныг сонирхож байсан тул би mtDNA-ийн дэлхийн тэргүүлэгч мэргэжилтэн Валерий Запорожченкод хандсан (тэр бол хамгийн үр дүнтэй филогенетик MURKA хөтөлбөрийн зохиогч бөгөөд дэлхийн хамгийн том хувийн митохаплотип цуглуулгатай. ба бүрэн геномын дараалал, мөн митоДНХ-ийн талаархи хэд хэдэн томоохон нийтлэлийн хамтран зохиогч юм).Валерий ер бусын хариулт өгсөн боловч хэрэв та энэ талаар бодож байвал логик хариулт өгсөн.Түүний хариултын гол агуулга нь JT болон HV хоёрын эсрэг тэсрэг байдлыг "удамшлын ой санамж"-аар тайлбарлаж болох юм. Хаплогрупп HV нь мезолит ба неолитын зааг дээр хойд замаар Европ руу хаа нэгтээ нэвтэрсэн явдал юм.Энэхүү гаплогрупптэй зэрэгцэн эмэгтэй төрөл JT Европт нэвтэрсэн боловч нүүдлийн зам нь өмнө зүг рүү чиглэсэн байв. JT ба HV хоёулаа ижил байр суурь эзэлдэг (Неоолитын үеийн фермерүүд) тул хоёр бүлгийн (JT ба HV) хооронд зарим нэг өрсөлдөөн байсан байх. TOДашрамд хэлэхэд, ижил түүхэн дотоод судалгаа нь HV ба JT-тэй холбоотой Их Британийн митогруппын төвийг сахисан байдлыг тайлбарладаг. Одоо нийтээр хүлээн зөвшөөрч байгаачлан Их Британи (Европын хамгийн эртний митогрупп) шинэ чулуун зэвсгийн хувьсгалын эхэн үед болон дээр дурдсан неолитийн үеийн дүр төрх.Эдгээр бүлгүүдийг голчлон Европын мезолитийн анчин цуглуулагчдын дунд төлөөлдөг байв. Тэд огт өөр байр суурийг эзэлдэг тул Их Британийн төлөөлөгчид HV болон JT-тэй хуваалцах зүйлгүй байв.

Митосөргөлдөөний хамгийн сайн жишээ бол сонирхогчийн генетик ба антропологийн хоёр гайхалтай оюун ухаан болох Диенек Понтикос (митогрупп нь T2) болон Дэвид "Полако" Веселовский (митогрупп нь H7) хоёрын хооронд 5 жилийн турш үргэлжилсэн зөрчил юм. Энэ нь JT ба HV митогруппуудын харилцан үйлчлэлийн зөрчилдөөнтэй байдлын баталгаа биш юм. Энэ нь урьд өмнө нь зуурмагт нунтагласан 1 г төмрийн нунтаг эсвэл нунтаг, 2 г хуурай калийн нитраттай хийсэн алдартай туршилттай адил юм. Тэднийг бие биенийхээ хажууд байрлуулсан даруйд оч, хүрэн утаа ялгарах, хүчтэй халах зэргээр хүчирхийллийн урвал эхэлдэг. Энэ тохиолдолд хольцын дүр төрх нь улаан халуун лаавтай төстэй юм. Калийн нитрат нь төмөртэй урвалд ороход калийн феррат ба хийн азотын дутуу исэл үүсдэг бөгөөд энэ нь агаарт исэлдэх үед бор хий - азотын давхар ислийг үүсгэдэг. Хэрэв урвал дууссаны дараа хатуу үлдэгдлийг нэг аяга хүйтэн буцалсан усанд хийвэл хэдхэн минутын дотор задардаг калийн ферратын улаан ягаан уусмал авах болно.))

Эдгээр ажиглалтын практик үр дагавар юу вэ? Одоогийн байдлаар бүлэгт байгаа хүмүүсийн нийцтэй байдлыг үнэлэхтэй холбоотой зөрчил судлалын салбаруудын нэг нь хурдацтай хөгжиж байна. Мэдээжийн хэрэг, энэ салбар нь практик асуудлыг шийдвэрлэхэд (жишээлбэл, цутгах эсвэл боловсон хүчин сонгох) хамгийн бодит илэрхийлэлийг хүлээн авдаг. Мэдээж ажилд авсан боловсон хүчнийг мэргэжлийн мэдлэг, ур чадвар, чадвар, ажлын туршлагаар нь голчлон үнэлдэг. Гэхдээ нэг чухал хүчин зүйл бол ажилд авах хүмүүсийн аль хэдийн байгуулагдсан баг, удирдлагатай нийцэж байгаа эсэхийг үнэлэх явдал юм. Энэ хүчин зүйлийг урьдчилсан байдлаар үнэлэх нь хэцүү бөгөөд одоо энэ үнэлгээг голчлон сэтгэлзүйн тестийн тусламжтайгаар хийдэг бөгөөд ямар томоохон корпораци, байгууллагууд (жишээлбэл, НАСА сансрын нисгэгчдийн багийг сонгохдоо) үүнийг хөгжүүлэх, туршихад ихээхэн хэмжээний мөнгө зарцуулдаг. мөнгөний. Гэсэн хэдий ч одоо, психогенетикийн хөгжлийн босгон дээр эдгээр туршилтуудыг генетикийн хувьд тодорхойлсон нийцтэй байдлын шинжилгээгээр сольж болно.

Жишээлбэл, манайд ажилд орох албан ёсны шаардлагыг хангасан, зохих ур чадвар бүхий тодорхой бүлэг мэргэжилтнүүд ажилд авсан гэж бодъё. JT, HV гэсэн гурван макро бүлэг бүгд оролцдог баг байдагболон Их Британи. Хэрэв би менежер байсан бол шинээр ажилд авсан хүмүүсийг өгөгдсөн даалгаврын дагуу тодорхой бүлэг хүмүүст хуваарилах байсан.

1) Хэрэв тодорхой даалгаврыг хэрэгжүүлэхэд ижил төстэй сэтгэлгээтэй хүмүүсийн ойр дотны бүлэг байх шаардлагатай бол хамгийн сайн сонголт бол ижил макрохаплог бүлэгт хамаарах хүмүүсийн бүлгийг бий болгох явдал юм.
2) Хэрэв бүлэг шинэ шийдлүүдийг хайж, ажилдаа "тархины шуурга" гэх мэт аргуудыг ашиглаж байгаа бол эдгээр элсэгчдийг антагонистуудын орчинд байрлуулах шаардлагатай (JT-ээс HV хүртэл, эсвэл эсрэгээр).

3) Хэрэв бүлгийн ажлын зарчмууд нь зөвхөн бизнесийн/албан ёсны харилцаанд тулгуурладаг бол удирдлага нь бүлэгт зөрчилтэй JT болон HV-ийн хооронд буфер болох хангалттай тооны Их Британийн төлөөлөгчтэй байх ёстой.

Хэрэв хүсвэл ижил зарчмуудыг "шинжлэх ухааны үндэслэлтэй" гэрлэлтийн хамтрагчаа сонгох үндэс болгон ашиглаж болно. Наад зах нь хамтрагчийн нийцтэй байдлыг үнэлэх (эсвэл тохирох байдлын мөн чанарыг үнэлэх) нь анхдагч сэтгэлзүйн тест, зурхайн судалгаанд үндэслэсэн орчин үеийн болзооны үйлчилгээний нийцтэй байдлыг үнэлэхээс хамаагүй илүү үнэмшилтэй байх болно. Дашрамд хэлэхэд цорын ганц арилжааны ДНХ-ийн болзооны үйлчилгээ нь гисто нийцтэй байдлын цогцолборын гаплотипуудыг хатуу ашигладаг. Эрдэмтдийн нотолсон логик нь хүмүүс ихэвчлэн хамгийн эсрэг HLA гаплотиптэй түншүүдийг сонгодог.

Норвегийн популяцид mtDNA & Y хромосомын полиморфизмын шинжилгээгээр илэрсэн янз бүрийн генетикийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ДНХ-ийн митохондрийн ДНХ-ийн гаплогруппууд ДОХ-ын хөгжилд нөлөөлдөг.

Байгалийн шалгарал нь хүний ​​​​бүс нутгийн mtDNA өөрчлөлтийг дүрсэлсэн Ruiz-Pesini E, Lapeña AC, Díez-Sánchez C, нар. (2000 оны 9-р сар). "Хүний mtDNA гаплогруппууд нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн ихтэй эсвэл багасдаг." Ам. Ж.Хум. Генет. 67(3):682–96. DOI: 10.1086/303040. PMID 10936107.

Митохондри: 30 митохондрийн гаплогрупп Т нь титэм судасны өвчинтэй холбоотой Митохондрийн ДНХ-ийн 'T' гаплотип тээгчид чихрийн шижин өвчнөөр өвчлөх магадлал бага байдаг « Матильдагийн антропологийн блог

Хаплогруппын гишүүнчлэл нь Александр Беловцхаймерын өвчин (Chagnon et al. 1999; Herrnstadt et al. 2002), мөн Паркинсоны өвчин (Pyle et al. 2005) зэрэг өвчнөөс хамгаалах боломжтой гэж өөр газар мэдээлсэн боловч Перейрагийн сэрэмжлүүлэг үгс. гэх мэт. Баттай дүгнэлт гаргахаас өмнө нэмэлт судалгаа хийх шаардлагатай байж магадгүй гэж үзэж байна."

Митохондрийн ДНХ-ийн гаплогруппууд ДОХ-ын хөгжилд нөлөөлдөг.

Байгалийн сонголт нь хүний ​​​​мтДНХ-ийн бүс нутгийн өөрчлөлтийг бий болгосон
Ruiz-Pesini E, Lapeña AC, Díez-Sánchez C, et al. (2000 оны 9-р сар). "Хүний mtDNA гаплогруппууд нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөн ихтэй эсвэл багасдаг." Ам. Ж.Хум. Генет. 67(3):682–96. DOI: 10.1086/303040. PMID 10936107.
Митохондри: 30 митохондрийн гаплогрупп T нь титэм артерийн өвчинтэй холбоотой байдаг.
Митохондрийн ДНХ-ийн гаплотип 'T' зөөвөрлөгчид чихрийн шижин өвчинд бага өртөмтгий байдаг « Матильдагийн антропологийн блог
"Хаплогрупп Т-д гишүүнээр элсэх нь зарим нэг хамгаалалт болж магадгүй гэж өөр газар мэдээлсэн

Митохондрийн ДНХ гэж юу вэ?

Митохондрийн ДНХ (mtDNA) нь эукариот эсийн доторх эсийн органелл болох митохондрид байрладаг ДНХ бөгөөд хоол хүнснээс химийн энергийг эсүүд хэрэглэх хэлбэр болох аденозин трифосфат (ATP) болгон хувиргадаг. Митохондрийн ДНХ нь эукариот эсийн ДНХ-ийн зөвхөн багахан хэсгийг төлөөлдөг; Ихэнх ДНХ нь эсийн цөм, ургамал, замаг, хлоропласт гэх мэт пластидуудаас олддог.

Хүний хувьд митохондрийн ДНХ-ийн 16569 суурь хос ердөө 37 генийг кодлодог. Хүний митохондрийн ДНХ нь хүний ​​геномын дараалалд орсон анхны чухал хэсэг байв. Ихэнх зүйл, түүний дотор хүн төрөлхтөнд mtDNA зөвхөн эхээс удамшдаг.

Амьтны mtDNA нь цөмийн генетикийн маркеруудаас илүү хурдан хувьсдаг тул филогенетик ба хувьслын биологийн үндэс суурь болдог. Энэ нь хүн амын харилцан хамаарлыг судлах боломжийг олгодог тул антропологи, биогеографийн чухал цэг болсон.

Митохондрийн гарал үүслийн талаархи таамаглал

Цөмийн болон митохондрийн ДНХ нь өөр өөр хувьслын гарал үүсэлтэй гэж үздэг бөгөөд mtDNA нь орчин үеийн эукариот эсийн эртний өвөг дээдэст шингэсэн бактерийн дугуй геномоос гаралтай. Энэ онолыг эндосимбиотик онол гэж нэрлэдэг. Митохондри бүр 2-10 мтДНХ-ийн хуулбарыг агуулдаг гэж үздэг. Амьд организмын эсэд митохондрид агуулагдах уургийн дийлэнх нь (хөхтөн амьтдын хувьд 1500 орчим төрөл байдаг) цөмийн ДНХ-ээр кодлогдсон байдаг боловч тэдгээрийн ихэнх нь биш юмаа гэхэд заримынх нь генүүд нь анх нянгийн гаралтай байдаг гэж үздэг. түүнээс хойш эукариот цөмд шилжсэн. хувьслын явцад.

Митохондри нь тодорхой генийг хадгалж байдаг шалтгааныг авч үздэг. Митохондрийн гаралтай зарим зүйлд геномгүй органелл байгаа нь генийг бүрэн алдах боломжтойг харуулж байгаа бөгөөд митохондрийн генийг цөмд шилжүүлэх нь олон давуу талтай юм. Митохондри дахь алсаас үйлдвэрлэсэн гидрофобик уургийн бүтээгдэхүүнийг чиглүүлэхэд хүндрэлтэй байгаа нь яагаад зарим генүүд mtDNA-д хадгалагдаж байгаагийн нэг таамаглал юм. Редокс зохицуулалтыг хамтран нутагшуулах нь митохондрийн механизмыг нутагшуулах нь зүйтэй гэсэн өөр нэг онол юм. Митохондрийн геномын өргөн хүрээний сүүлийн үеийн дүн шинжилгээ нь эдгээр хоёр функц нь митохондрийн генийн хадгалалтад нөлөөлж болохыг харуулж байна.

mtDNA-ийн генетикийн шинжилгээ

Ихэнх олон эст организмд mtDNA нь эхээс (эхийн удам) удамшдаг. Үүний механизмд энгийн шингэрүүлэлт (өндөг нь дунджаар 200,000 мтДНХ молекул агуулдаг бол эрүүл хүний ​​эр бэлгийн эс дунджаар 5 молекул агуулдаг), эр бэлгийн эсийн mtDNA-ийн задрал, эр бэлгийн эс, бордсон өндөг, дор хаяж цөөн тооны организм, бүтэлгүйтэл Эр бэлгийн эсийн mtDNA нь өндөг рүү нэвтэрдэг. Механизм нь ямар ч байсан, энэ нь нэг туйлт өв залгамжлал юм - ихэнх амьтан, ургамал, мөөгөнцөрт тохиолддог mtDNA-ийн удамшил.

Эхийн өв залгамжлал

Бэлгийн нөхөн үржихүйд митохондри нь ихэвчлэн эхээс л удамшдаг; Хөхтөн амьтдын эр бэлгийн эс дэх митохондри нь бордооны дараа ихэвчлэн өндөгөөр устдаг. Нэмж дурдахад ихэнх митохондри нь эр бэлгийн эсийн хөдөлгөөнд ашиглагддаг эр бэлгийн эсийн сүүлний ёроолд байдаг; заримдаа бордооны үед сүүл нь алдагддаг. 1999 онд эцгийн эр бэлгийн эсийн митохондри (mtDNA агуулсан) нь үр хөврөлийг дараа нь устгах зорилгоор ubiquitin-ээр тэмдэглэгдсэн байдаг гэж мэдээлсэн. In vitro бордооны зарим аргууд, ялангуяа эр бэлгийн эсийг өндөг рүү тарих нь үүнд саад учруулж болзошгүй юм.

Митохондрийн ДНХ эхийн удамшлаар дамждаг нь удамшлын судлаачдад эхийн удмыг эрт дээр үеэс судлах боломжийг олгодог. (Y-хромосомын ДНХ нь эцгээсээ удамшдаг бөгөөд үүнтэй ижил аргаар эцэг эхийн түүхийг тодорхойлоход ашигладаг.) ​​Энэ нь ихэвчлэн хүний ​​митохондрийн ДНХ дээр хэт хувьсагч хяналтын бүс (HVR1 эсвэл HVR2), заримдаа митохондрийн ДНХ-ийн молекулыг бүхэлд нь дарааллаар хийдэг. ДНХ удамшлын шинжилгээ. Жишээлбэл, HVR1 нь ойролцоогоор 440 үндсэн хосоос бүрдэнэ. Дараа нь эдгээр 440 хосыг эхийн удам угсааг тодорхойлохын тулд бусад хүмүүсийн (эсвэл мэдээллийн санд байгаа тодорхой хувь хүмүүс эсвэл субъектуудын) хяналтын бүстэй харьцуулна. Хамгийн түгээмэл харьцуулалт бол Кембрижийн шинэчилсэн лавлагааны дараалал юм. Вила нар. гэрийн тэжээвэр нохой, чонын ижил төстэй байдлын талаархи судалгааг нийтэлсэн. Митохондрийн Ева хэмээх үзэл баримтлал нь ижил төрлийн дүн шинжилгээ, хүн төрөлхтний гарал үүслийг илрүүлэх оролдлого, цаг хугацааны гарал үүслийг судлахад суурилдаг.

mtDNA нь маш сайн хадгалагддаг бөгөөд мутацийн харьцангуй удаан хурдтай байдаг (микро хиймэл дагуул гэх мэт ДНХ-ийн бусад хэсгүүдтэй харьцуулахад) нь хувьслын холбоо буюу организмын филогенезийг судлахад тустай. Биологичид төрөл зүйлийн ДНХ-ийн дарааллыг тодорхойлж, дараа нь харьцуулж, харьцуулалтыг ашиглан судалж буй зүйлийн хувьслын модыг бүтээх боломжтой. Гэсэн хэдий ч мутацын хурд удаан байдаг тул ойр дотно төрөл зүйлийг ялгахад хэцүү байдаг тул шинжилгээний бусад аргыг ашиглах шаардлагатай байдаг.

Митохондрийн ДНХ-ийн мутаци

Нэг чиглэлтэй удамшилд хамрагдаж, рекомбинаци бага эсвэл огт байхгүй байгаа хүмүүс үйл ажиллагаа алдагдах хүртэл Мюллерийн ратчет буюу хортой мутацийн хуримтлалд өртөх болно. Амьтны митохондрийн популяци mtDNA-ийн гацаа гэгддэг хөгжлийн үйл явцын улмаас ийм хуримтлалаас зайлсхийдэг. Бөглөрөл нь организм хөгжихийн хэрээр мутант ачааллын эсээс эс хоорондын хувьсах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд эс дэх стохастик процессыг ашигладаг бөгөөд ингэснээр тодорхой хэмжээний мутант mtDNA агуулсан нэг өндөгний эс нь өөр өөр эсүүд өөр өөр мутант ачаалалтай үр хөврөлийг үүсгэдэг. Дараа нь эсийн түвшинг илүү мутант mtDNA-тай эдгээр эсүүдийг арилгахад чиглүүлж, улмаар үе хоорондын мутант ачааллыг тогтворжуулах эсвэл бууруулахад хүргэдэг. Саад захын механизмыг сүүлийн үеийн математик болон туршилтын үсэрхийллийн талаар авч үзсэн бөгөөд mtDNA-г эсийн хуваагдал болгон санамсаргүй хуваах, эс доторх mtDNA молекулуудын санамсаргүй эргэлтийг хослуулсан нотлох баримтуудыг өгдөг.

Эцгийн өв залгамжлал

Хоёр хавхлагт mtDNA-ийн давхар нэг чиглэлтэй удамшил ажиглагдаж байна. Эдгээр зүйлийн эмэгчинүүдэд зөвхөн нэг төрлийн mtDNA (F) байдаг бол эрчүүдэд F төрлийн mtDNA нь соматик эсүүдэд байдаг, харин үр хөврөлийн эсүүдэд M төрлийн mtDNA (30% хүртэл ялгаатай байж болно). Жимсний ялаа, зөгий, үе үе царцаа зэрэг зарим шавьжид эхээс удамшсан митохондри илэрсэн байна.

Саяхан Плимут рок тахианаас эр хүний ​​митохондрийн удамшлыг илрүүлжээ. Зарим хөхтөн амьтдын эр хүний ​​митохондрийн удамшлын ховор тохиолдлыг нотолж байна. Ялангуяа, эр хүний ​​гаралтай митохондриа дараа нь татгалзсан хулганад баримтжуулсан тохиолдлууд байдаг. Нэмж дурдахад энэ нь хонь, мөн клон үхэрт олддог. Нэг удаа эрэгтэй хүний ​​биеэс олдсон.

Эдгээр тохиолдлын ихэнх нь үр хөврөлийн клонжуулалт эсвэл эцгийн митохондриас татгалзсантай холбоотой боловч бусад нь in vivo in vitro удамшлын болон тогтвортой байдлыг баримтжуулдаг.

Митохондрийн хандив

Митохондрийн донор буюу митохондрийн орлуулах эмчилгээ (MRT) гэж нэрлэгддэг IVF нь эмэгтэй донорын mtDNA, эх, эцгийн цөмийн ДНХ агуулсан үр удамд бий болдог. Бөмбөгийг шилжүүлэн суулгах процедурт өндөгний цөмийг эмэгтэй донорын өндөгний цитоплазмд оруулдаг бөгөөд цөмийг нь авсан боловч эмэгтэй донорын mtDNA-г агуулсан хэвээр байна. Дараа нь нийлмэл өндөг нь эрэгтэй хүний ​​эр бэлгийн эсээр үр тогтдог. Энэ аргыг генийн гажигтай митохондри бүхий эмэгтэй эрүүл митохондритай үр удмаа төрүүлэхийг хүссэн тохиолдолд ашигладаг. Митохондрийн донорын үр дүнд мэндэлсэн анхны хүүхэд бол 2016 оны 4-р сарын 6-нд Мексикт Йорданы хосын гэр бүлд төрсөн хүү байв.

Митохондрийн ДНХ-ийн бүтэц

Ихэнх олон эст организмд mtDNA буюу митогеном нь дугуй, дугуй хаалттай, хоёр судалтай ДНХ хэлбэрээр зохион байгуулагддаг. Гэхдээ олон эст организмд (жишээлбэл, тетрахимена эсвэл ногоон замаг Chlamydomonas reinhardtii), ховор тохиолдолд олон эст организмд (жишээлбэл, зарим төрлийн книдар) mtDNA нь шугаман зохион байгуулалттай ДНХ хэлбэрээр илэрдэг. Эдгээр шугаман mtDNA-уудын ихэнх нь репликацийн өөр өөр горимтой теломераза-аас хамааралгүй теломеруудтай (шугаман ДНХ-ийн төгсгөлүүд) байдаг нь тэдгээрийг судлах сонирхолтой сэдэв болгосон, учир нь шугаман mtDNA-тай эдгээр нэг эст организмын ихэнх нь мэдэгдэж байгаа эмгэг төрүүлэгчид юм.

Хүний митохондрийн ДНХ (мөн метазоануудын хувьд) ихэвчлэн соматик эсэд mtDNA-ийн 100-10,000 хувь байдаг (өндөг, эр бэлгийн эс нь үл хамаарах зүйл). Хөхтөн амьтдын хувьд хоёр судалтай дугуй mtDNA молекул бүр 15,000-17,000 суурь хосоос бүрдэнэ. mtDNA-ийн хоёр хэлхээ нь нуклеотидын агууламжаараа ялгаатай бөгөөд гуанидаар баялаг хэлхээг хүнд гинж (эсвэл H хэлхээ), цинозинаар баялаг хэлхээг хөнгөн гинж (эсвэл L хэлхээ) гэж нэрлэдэг. Хүнд гинжин хэлхээ нь 28 генийг, хөнгөн гинж нь 9 генийг, нийт 37 генийг кодлодог. 37 генийн 13 нь уураг (полипептид), 22 нь РНХ (tRNA) шилжүүлэх, хоёр нь рибосомын РНХ-ийн (rRNA) жижиг, том дэд нэгжүүдэд зориулагдсан. Хүний митогеном нь давхардсан генүүдийг агуулдаг (ATP8 ба ATP6, мөн ND4L ба ND4: Митохондрийн хүний ​​геномын зургийг үзнэ үү) нь амьтны геномд ховор тохиолддог. 37 генийн загвар нь ихэнх метазоануудын дунд байдаг боловч зарим тохиолдолд эдгээр генүүдийн нэг буюу хэд хэдэн ген байхгүй, mtDNA-ийн хэмжээ илүү их байдаг. Бүх эукариотуудад (митохондригүй цөөхөн хэдэн генийг эс тооцвол) байдаг ч mtDNA генийн агуулга, хэмжээ нь мөөгөнцөр, ургамлын дунд илүү их ялгаатай байдаг. Зарим ургамлын төрөл зүйл нь асар том mtDNA-тай (нэг mtDNA молекул тутамд 2,500,000 суурь хос) байдаг боловч гайхалтай нь эдгээр асар том mtDNA-д ч хамаагүй бага mtDNA-тай холбогдох ургамлуудын адил тоо, төрлийн ген агуулагддаг.

Өргөст хэмх (Cucumis Sativus) митохондрийн геном нь гурван дугуй хромосомоос (урт нь 1556, 84, 45 кб) бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь репликацын хувьд бүрэн эсвэл ихээхэн бие даасан байдаг.

Митохондрийн геномд зургаан үндсэн геном байдаг. Эдгээр төрлийн геномуудыг "Колесников ба Герасимов (2012)"-оор ангилсан бөгөөд дугуй хэлбэртэй ба шугаман геном, геномын хэмжээ, интрон эсвэл плазмид төст бүтэц байгаа эсэх, удамшлын материал нь тодорхой молекул мөн эсэх гэх мэт янз бүрийн арга замаар ялгаатай. нэгэн төрлийн эсвэл гетероген молекулуудын цуглуулга.

Амьтны геномын кодыг тайлах

Амьтны эсэд зөвхөн нэг төрлийн митохондрийн геном байдаг. Энэ геном нь 11-28 кб/п генийн материал (төрөл 1) хооронд нэг дугуй молекул агуулдаг.

Ургамлын геномын кодыг тайлах

Ургамал, мөөгөнцөрт гурван төрлийн геном байдаг. Эхний төрөл нь 19-1000 кбит/с урттай интронтой (төрөл 2) дугуй хэлбэртэй геном юм. Хоёр дахь төрлийн геном нь дугуй хэлбэртэй геном (ойролцоогоор 20-1000 кбит) бөгөөд энэ нь мөн плазмидын бүтэцтэй (1кб) (3-р төрөл). Ургамал, мөөгөнцөрт олддог геномын эцсийн төрөл бол нэгэн төрлийн ДНХ молекулуудаас бүрдэх шугаман геном юм (5-р төрөл).

Протист геномын кодыг тайлах

Протистууд нь олон төрлийн митохондрийн геномуудыг агуулдаг бөгөөд эдгээр нь таван өөр төрлийг агуулдаг. Ургамал, мөөгөнцрийн геномд дурдагдсан 2, 3, 5 төрлийн төрөл нь зарим эгэл биет, мөн хоёр өвөрмөц геномын төрөлд байдаг. Эдгээрийн эхнийх нь дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулуудын гетероген цуглуулга (төрөл 4) бөгөөд протистуудаас олдсон геномын эцсийн төрөл нь шугаман молекулуудын нэг төрлийн бус цуглуулга (6-р төрөл) юм. Геномын төрөл 4 ба 6 нь 1-ээс 200 кб хооронд хэлбэлздэг.

Эндосимбиотик генийн шилжүүлэг буюу митохондрийн геномд кодлогдсон генүүдийн үйл явц нь гол төлөв эсийн геномоор дамждаг нь хүн гэх мэт илүү нарийн төвөгтэй организмууд эгэл биетэн гэх мэт энгийн организмуудаас жижиг митохондрийн геномтой байдгийг тайлбарлаж болох юм.

Митохондрийн ДНХ-ийн хуулбар

Митохондрийн ДНХ нь POLG генээр кодлогдсон 140 кДа каталитик ДНХ полимераза ба POLG2 генээр кодлогдсон 55 кДа дагалдах хоёр дэд нэгжээс бүрдэх ДНХ полимеразын гамма цогцолбороор хуулбарлагддаг. Хуулбарлах аппарат нь ДНХ полимераз, TWINKLE болон митохондрийн SSB уургуудаар үүсгэгддэг. TWINKLE бол dsDNA-ийн богино хэсгийг 5"-аас 3" чиглэлд тайлдаг спираль юм.

Үр хөврөлийн үед mtDNA-ийн репликацийг үр тогтсон өндөгнөөс суулгацын өмнөх үр хөврөлөөр дамжуулан хатуу зохицуулдаг. Эс тус бүрийн эсийн тоог үр дүнтэй бууруулж, mtDNA нь митохондрийн бөглөрөлд үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь эсээс эс хоорондын хувьсах чадварыг ашигладаг бөгөөд гэмтлийн мутацийн удамшлыг сайжруулдаг. Бластоцитийн үе шатанд mtDNA репликацийн эхлэл нь трофтокодер эсүүдэд онцгой шинж чанартай байдаг. Үүний эсрэгээр, дотоод эсийн массын эсүүд нь тодорхой төрлийн эсүүдэд ялгах дохиог хүлээн авах хүртэл mtDNA репликацийг хязгаарладаг.

Митохондрийн ДНХ-ийн транскрипц

Амьтны митохондрид ДНХ-ийн хэлхээ бүрийг тасралтгүй хуулбарлаж, полицистрон РНХ молекулыг үүсгэдэг. Ихэнх (гэхдээ бүгд биш) уураг кодлох бүсүүдийн хооронд тРНХ байдаг (Хүний митохондрийн геномын газрын зургийг үзнэ үү). Транскрипцийн явцад тРНХ нь L-хэлбэрийг олж авдаг бөгөөд энэ нь тодорхой ферментүүдээр танигдаж, хуваагддаг. Митохондрийн РНХ-ийг боловсруулах үед мРНХ, рРНХ, тРНХ-ийн бие даасан хэсгүүд нь анхдагч транскриптээс ялгардаг. Тиймээс атираат тРНХ нь жижиг цэг таслалуудын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Митохондрийн өвчин

mtDNA нь амьсгалын замын гинжин хэлхээнээс үүссэн хүчилтөрөгчийн урвалд өртөмтгий байдаг гэсэн үзэл баримтлал нь маргаантай хэвээр байна. mtDNA нь цөмийн ДНХ-ээс илүү исэлдэлтийн суурь хуримтлуулдаггүй. Наад зах нь зарим төрлийн исэлдэлтийн ДНХ-ийн гэмтэл нь цөмөөс илүү митохондрид илүү үр дүнтэй засагддаг гэж мэдээлсэн. mtDNA нь цөмийн хроматин уураг шиг хамгаалалтын шинж чанартай уургаар савласан байдаг. Түүнчлэн, митохондри нь хэт их гэмтсэн геномыг задалж, улмаар бүрэн бүтэн/зассан mtDNA-г хуулбарлах замаар mtDNA-ийн бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг өвөрмөц механизмыг бий болгосон. Энэ механизм нь цөмд байхгүй бөгөөд митохондрид байдаг mtDNA-ийн хэд хэдэн хуулбараар идэвхждэг. mtDNA-ийн мутацийн үр дүн нь тодорхой уургийн кодчилолд өөрчлөлт орсон байж болох бөгөөд энэ нь бодисын солилцоо болон/эсвэл организмын фитнесст нөлөөлж болно.

Митохондрийн ДНХ-ийн мутаци нь дасгал хөдөлгөөнийг үл тэвчих, зүрх, нүд, булчингийн хөдөлгөөнийг бүрэн алддаг Кирнс-Сайре синдром (KSS) зэрэг олон өвчнийг үүсгэдэг. Зарим нотлох баримтууд нь хөгшрөлтийн үйл явц болон насжилттай холбоотой эмгэгүүдэд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг болохыг харуулж байна. Тодруулбал, өвчний нөхцөлд эс дэх мутант mtDNA молекулуудын эзлэх хувийг гетероплазм гэж нэрлэдэг. Гетероплазмын эсийн доторх болон тэдгээрийн хоорондох тархалт нь өвчний эхлэл, хүндийн зэргийг тодорхойлдог бөгөөд эсийн доторх болон хөгжлийн явцад үүсдэг нарийн төвөгтэй стохастик процессууд нөлөөлдөг.

Митохондрийн тРНХ-ийн мутаци нь MELAS болон MERRF хам шинж зэрэг хүнд өвчнийг үүсгэдэг.

Митохондри ашигладаг уургийг кодлодог цөмийн генийн мутаци нь митохондрийн өвчинд хувь нэмэр оруулдаг. Эдгээр өвчин нь митохондрийн удамшлын хэв маягийг дагаж мөрддөггүй, харин оронд нь Менделийн удамшлын хэв маягийг дагадаг.

Саяхан mtDNA-ийн мутацийг биопси сөрөг өвчтөнд түрүү булчирхайн хорт хавдрыг оношлоход ашиглаж байна.

Хөгшрөлтийн механизм

Хэдийгээр энэ санаа нь маргаантай байгаа ч зарим нотолгоо нь хөгшрөлт ба геном дахь митохондрийн үйл ажиллагааны алдагдал хоёрын хоорондын холбоог харуулж байна. Үндсэндээ mtDNA-ийн мутаци нь реактив хүчилтөрөгчийн үйлдвэрлэл (ROS) болон ферментийн ROS үйлдвэрлэлийн (супероксид дисмутаза, каталаза, глутатион пероксидаза болон бусад ферментүүд) тэнцвэртэй байдлыг алдагдуулдаг. Гэсэн хэдий ч өтний ROS-ийн үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлдэг зарим мутаци (жишээлбэл, антиоксидант хамгаалалтыг бууруулснаар) тэдний урт наслалтыг бууруулахын оронд нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад, нүцгэн эрвээхэй хархнууд, хулгана шиг хэмжээтэй мэрэгч амьтад нь хулганаас найм дахин урт насалдаг хэдий ч антиоксидант хамгаалалт буурч, биомолекулуудад исэлдэлтийн гэмтэл ихэссэн байна.

Нэгэн цагт ажил дээрээ сайн сайхан санал хүсэлтийн гогцоо байдаг гэж үздэг байсан (“Vicious Cycle”); митохондрийн ДНХ нь чөлөөт радикалуудаас үүдэлтэй удамшлын гэмтэлийг хуримтлуулдаг тул митохондри нь үйл ажиллагаагаа алдаж, цитозол дахь чөлөөт радикалуудыг ялгаруулдаг. Митохондрийн үйл ажиллагаа буурах нь бодисын солилцооны ерөнхий үр ашгийг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч хулганууд mtDNA мутацыг хугацаанаас нь өмнө хуримтлуулахын тулд генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн боловч "Харгис мөчлөг" таамаглалаар урьдчилан таамаглаж байсанчлан эд эс нь илүү их хэмжээний ROS үүсгэдэггүй болохыг нотолсоноор энэ үзэл баримтлалыг няцаасан юм. Урт наслалт ба митохондрийн ДНХ-ийн хоорондын уялдаа холбоог дэмжиж, зарим судалгаагаар митохондрийн ДНХ-ийн биохимийн шинж чанар болон зүйлийн урт наслалтын хоорондын хамаарлыг олж тогтоосон. Энэ холболт болон хөгшрөлтийн эсрэг эмчилгээг цаашид судлахын тулд өргөн хүрээтэй судалгаа хийж байна. Одоогийн байдлаар генийн эмчилгээ, тэжээлийн нэмэлтүүд нь үргэлжилсэн судалгааны түгээмэл чиглэлүүд юм. Бжелакович нар. 1977-2012 оны хооронд нийт 296,707 оролцогчийг хамруулсан 78 судалгааны үр дүнд дүн шинжилгээ хийж, антиоксидант нэмэлтүүд нь ямар нэг шалтгааны улмаас нас баралтыг бууруулж, дундаж наслалтыг уртасгадаггүй гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн бол эдгээрийн зарим нь бета-каротин, витамин Е ба түүнээс дээш А аминдэмийн тун нь нас баралтыг ихэсгэдэг.

Устгах таслах цэгүүд нь үсний хавчаар, загалмай, хошоонгор төст элементүүд гэх мэт каноник бус (B бус) конформацийг харуулсан бүс нутагт эсвэл тэдгээрийн ойролцоо тохиолддог. Нэмж дурдахад, мушгиа гажилтын муруйн мужууд болон урт G-тетрадууд нь тогтворгүй байдлын үйл явдлыг илрүүлэхэд оролцдог гэсэн нотолгоо байдаг. Нэмж дурдахад өндөр нягтралтай цэгүүд нь GC хазайлт бүхий бүс нутгуудад болон YMMYMNNMMHM доройтсон дарааллын фрагменттай ойрхон ажиглагдаж байв.

Митохондрийн ДНХ нь цөмийн ДНХ-ээс юугаараа ялгаатай вэ?

Эцэг эхийн аль алинаас нь удамшдаг, рекомбинацын явцад генүүд нь өөрчлөгддөг цөмийн ДНХ-ээс ялгаатай нь эцэг эхээс үр удамд mtDNA-д ихэвчлэн өөрчлөлт ордоггүй. Хэдийгээр mtDNA нь мөн дахин нэгддэг боловч энэ нь ижил митохондри дахь өөрийн хуулбаруудаар үүнийг хийдэг. Үүнээс болж амьтны mtDNA-ийн мутацийн түвшин цөмийн ДНХ-ээс өндөр байдаг. mtDNA нь эх удмыг илрүүлэх хүчирхэг хэрэгсэл бөгөөд хэдэн зуун үеийн өмнө олон зүйлийн удам угсааг судлахад энэ үүрэгт ашиглагдаж ирсэн.

Мутацийн хурдацтай хурд (амьтанд) нь mtDNA-г тухайн зүйлийн доторх хувь хүн эсвэл бүлгүүдийн генетикийн харилцааг үнэлэх, янз бүрийн зүйлийн хоорондын филогенийг (хувьслын харилцаа) тодорхойлох, тодорхойлоход тустай болгодог. Үүнийг хийхийн тулд биологичид янз бүрийн хувь хүн эсвэл зүйлийн mtDNA дарааллыг тодорхойлж, харьцуулдаг. Харьцуулсны өгөгдлүүд нь mtDNA-г авсан хувь хүмүүс эсвэл зүйлүүдийн хоорондын харилцааны тооцоог өгдөг дарааллын хоорондын харилцааны сүлжээг бий болгоход ашиглагддаг. mtDNA-г ойрын болон алслагдсан зүйлийн хоорондын харилцааг үнэлэхэд ашиглаж болно. Амьтанд mtDNA мутацийн өндөр давтамжтай байдаг тул 3-р байрлалын кодонууд харьцангуй хурдан өөрчлөгддөг тул ойр дотны хүмүүс эсвэл зүйлийн хоорондын генетикийн зайны талаарх мэдээллийг өгдөг. Нөгөөтэйгүүр, mt уургийн орлуулах хурд маш бага байдаг тул амин хүчлийн өөрчлөлтүүд аажмаар хуримтлагддаг (харгалзах 1 ба 2-р кодоны байрлал дахь удаан өөрчлөлтүүд) бөгөөд ингэснээр тэд алс холын хамаатан садны генетикийн зайны талаархи мэдээллийг өгдөг. Тиймээс кодоны байрлал дахь орлуулалтын түвшинг тусад нь авч үздэг статистикийн загваруудыг ойрын болон алслагдсан зүйлүүдийг агуулсан филогенийг нэгэн зэрэг тооцоолоход ашиглаж болно.

mtDNA-ийн нээлтийн түүх

Митохондрийн ДНХ-ийг 1960-аад онд Маргит М.К. Нас, Силван Нас нар электрон микроскоп ашиглан митохондри дахь DNase-д мэдрэмтгий хэлхээ болгон, мөн Эллен Хасбруннер, Ханс Таппи, Готфрид Шац нар өндөр цэвэршүүлсэн митохонд хийсэн биохимийн шинжилгээгээр нээжээ.

Митохондрийн ДНХ анх 1996 онд Теннесси Пол Варгийн эсрэг тэмцлийн үеэр танигдсан. 1998 онд Пенсильванийн Хамтын Нөхөрлөлийн эсрэг Патрисия Линн Роррерийн эсрэг шүүх хэрэгт Пенсильвани мужид анх удаа митохондрийн ДНХ нотлох баримт болгон хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Энэ хэргийг үнэн драм Шүүх эмнэлгийн шүүхийн хэргийн цувралын 5-р улирлын 55-р ангид (5-р улирал) харуулсан.

Митохондрийн ДНХ нь Калифорнид анх 2002 онд Сан Диего хотод 7 настай Даниел ван Дамыг хулгайлж, хөнөөсөн хэргээр Дэвид Вестерфилд амжилттай яллагдагчаар татагдах үеэр хүлээн зөвшөөрөгдсөн бөгөөд хүн, нохой хоёрын аль алиныг нь танихад ашиглаж байжээ. Энэ нь нохойны ДНХ-г илрүүлэх АНУ-д хийсэн анхны туршилт байв.

mtDNA мэдээллийн сан

Митохондрийн геномын дараалал болон бусад мэдээллийг цуглуулах хэд хэдэн тусгай мэдээллийн санг бий болгосон. Хэдийгээр тэдгээрийн ихэнх нь дарааллын өгөгдөлд анхаарлаа төвлөрүүлдэг боловч зарим нь филогенетик эсвэл функциональ мэдээллийг агуулдаг.

• MitoSatPlant: митохондрийн виридиплантуудын бичил хиймэл дагуулын мэдээллийн сан.

• MitoBreak: Митохондрийн ДНХ-ийн таслах цэгийн мэдээллийн сан.

• MitoFish ба MitoAnnotator: загасны митохондрийн геномын мэдээллийн сан. Мөн Cawthorn et al.

• MitoZoa 2.0: митохондрийн геномын харьцуулсан болон хувьслын шинжилгээний мэдээллийн сан (боломжгүй болсон)

• InterMitoBase: хүний ​​митохондрид зориулсан тайлбар бүхий мэдээллийн сан, уураг-уургийн харилцан үйлчлэлийн шинжилгээний платформ (хамгийн сүүлд 2010 онд шинэчлэгдсэн боловч одоог хүртэл байхгүй байна)

• Митом: метазоануудын харьцуулсан митохондрийн геномикийн мэдээллийн сан (боломжгүй болсон)

• MitoRes: метазоан дахь цөмийн кодлогдсон митохондрийн генүүд болон тэдгээрийн бүтээгдэхүүний нөөц (шинэчлэгдээгүй)

Хүний митохондрийн ДНХ-ийн полиморфизм, мутацийг тэдгээрийн эмгэг төрүүлэгч байдлын үнэлгээний хамт мэдээлдэг хэд хэдэн тусгай мэдээллийн сан байдаг.

• MITOMAP: Хүний митохондрийн ДНХ-ийн полиморфизм ба мутацийн эмхэтгэл.

• MitImpact: Хүний митохондрийн уураг кодлогч генүүдэд ижил утгатай бус орлуулалт үүсгэдэг бүх нуклеотидын өөрчлөлтүүдийн эмгэг төрүүлэгч байдлын урьдчилан таамагласан цуглуулга.

Нуклейн хүчлүүдийн бүтэц.

N.k. - эдгээр нь эсийн бүх нийтийн мэдээллийн макромолекул бөгөөд гол үүрэг нь: 1) удамшлын мэдээллийг генетикийн код хэлбэрээр хадгалах. 2) Өөрийгөө хуулбарлах эсвэл ДНХ-ийн хуулбарлах замаар удамшлын мэдээллийг хуулбарлах. 3) Уургийн биосинтезийн үйл явцад удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэх. Н.-г анх идээт эсийн цөмөөс гаргаж авсан. Химийн шинжилгээгээр ДНХ хоёр төрөл байдгийг харуулсан: 1) ДНХ, 2) РНХ. ДНХ нь цөм, митохондри, центриолд байдаг. РНХ нь цөм, цөм, рибосом, митохондрид байдаг. Химийн хувьд nc нь полинуклеотидын гинж, мономер n.c-ээс бүрдэх полимерууд юм. Би бол нуклеотид. ДНХ-д 4 төрөл байдаг: A, T, G, C. РНХ-д тимины оронд уракил байдаг. Бүтцийн дагуу Аденин ба Гуанин нь пурины суурь юм

ДНХ-ийн шинж чанар, үүрэг.

Химийн шинжилгээгээр ДНХ хоёр төрөл байдгийг харуулсан: 1) ДНХ, 2) РНХ. ДНХ нь цөм, митохондри, центриолд байдаг. РНХ нь цөм, цөм, рибосом, митохондрид байдаг. Химийн хувьд nc нь полинуклеотидын гинж, мономер n.c-ээс бүрдэх полимерууд юм. Би бол нуклеотид. ДНХ-д 4 төрөл байдаг: A, T, G, C. РНХ-д тимины оронд уракил байдаг. Бүтцийн дагуу Аденин ба Гуанин нь пурины суурь юм

1 бензолын цагираг) T,C,U (пиримидины суурь - 2 бензолын цагираг). ДНХ нь хоёр полинуклеотидын гинжээс тогтсон спираль юм. Полинуклеотидын гинж нь нэмэлт хос үүсгэдэг устөрөгчийн холбоогоор дамжуулан бие биетэйгээ холбогдсон нуклеотидуудаас бүрддэг. ДНХ-д A=T, G=C (Чаргаффын дүрэм 1951). ДНХ-ийн хэлхээ тус бүрийн нуклеотидууд хоорондоо холбогдсон тул өмнөх нуклеотидын 5 дахь сахарын нүүрстөрөгч нь дараагийнх нь 3 дахь сахарын нүүрстөрөгчтэй холбогддог. Эдгээр холболтын ачаар ДНХ молекул хоёр төгсгөлтэй байдаг. LNC мушгиа диаметр нь 2 нм байна. Спираль нэг эргэлт нь 3.4 нм байна. Нуклеотидын хоорондох зай 0.34 нм байна. Спираль нэг эргэлт нь 10 хос нуклеотид агуулдаг. ДНХ-ийн зохион байгуулалтын хэд хэдэн түвшин байдаг: 1) Анхдагч бүтэц нь нэмэлт гинжин хэлхээнд нуклеотидын байрлалын дараалал юм. 2) Хоёрдогч бүтэц - ДНХ-ийн давхар мушгиа. 3) Гуравдагч - хромосом дахь ДНХ.

Митохондрийн ДНХ-ийн бүтцийн онцлог.

Митохондрийн ДНХ (mtDNA) - ДНХ нь эукариот эсийн органелл болох митохондрид (цөмийн ДНХ-ээс ялгаатай) нутагшсан.

Ихэнх судлагдсан организмд митохондри нь зөвхөн дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулуудыг агуулдаг; зарим ургамалд дугуй ба шугаман молекулууд нэгэн зэрэг байдаг ба олон тооны протистуудад (жишээлбэл, цилиатууд) зөвхөн шугаман молекулууд байдаг. Хөхтөн амьтдын митохондри нь ихэвчлэн дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулуудын хоёроос арван ижил хуулбарыг агуулдаг. Ургамлын митохондри бүр нь дахин нэгтгэх чадвартай, өөр өөр хэмжээтэй хэд хэдэн ДНХ молекулуудыг агуулдаг.Кинетопласидын дарааллаар (жишээлбэл, трипаносом) протистуудад митохондрионы тусгай хэсэг (кинетопласт) нь хоёр төрлийн ДНХ молекулыг агуулдаг - ижил макси. -цагираг (20-50 ширхэг) ойролцоогоор 21 кб урт. ба мини цагираг (20,000 - 55,000 ширхэг, 300 орчим сорт, дундаж урт нь 1000 орчим bp). Бүх цагиргууд нь нэг сүлжээнд (катенанууд) холбогдсон байдаг бөгөөд энэ нь хуулбарлах мөчлөг бүрт устгагдаж, сэргээгддэг. Макси цагиргууд нь бусад организмын митохондрийн ДНХ-тэй ижил төстэй байдаг. Мини цагираг бүр нь дөрвөн ижил төстэй хадгалагдсан бүс, дөрвөн өвөрмөц гипер хувьсах бүс нутгийг агуулдаг. Жижиг тойрог нь дээд тойргийн генээс хуулбарласан РНХ-ийг засварлах богино хөтөч РНХ молекулуудыг (хөтөчРНХ) кодлодог. Митохондрийн ДНХ (mtDNA) нь эсийн органеллуудын геном - митохондри юм. Эдгээр органеллуудын эндосимбиотик гарал үүсэл нь митохондрийн генетикийн тогтолцооны хагас бие даасан оршин тогтнолыг тодорхойлдог. Тиймээс митохондри дахь ДНХ-ийн нийлэгжилт нь цөмийн ДНХ-ийн нийлэгжилтээс үл хамааран явагддаг бөгөөд энэхүү цитоплазмын генетикийн бүтэц болох митохондрийн хромосомын өв залгамжлал нь ихэвчлэн эхийн шугамаар дамждаг. Энэ нь зохиогчдод митохондрийн генийн багц ба аливаа хуулбарлах mtDNA фрагментийг популяцийн тусдаа генетик нөөц болох митохондрийн генийн санд нөхцөлт байдлаар тодорхойлох үндэслэлийг өгч байна. Митохондри дахь ДНХ агуулсан бүтцийг 60-аад онд илрүүлсэн. Сүүлийн дөрөвний нэг зуун жилийн хугацаанд хүн ба олон төрлийн амьтдын митохондрийн геномын бүтэц, үйл ажиллагааны зохион байгуулалтыг нарийвчлан судалсан. Митохондрийн хромосом нь тойрог хэлбэрийн хоёр судалтай ДНХ молекулаар илэрхийлэгддэг бөгөөд энэ нь митохондрийн дотоод мембрантай холбоотой ковалент битүү супер ороомог хэлбэрээр органеллд байдаг. Органелл бүр нь 1-8 ДНХ молекул агуулдаг бөгөөд энэ нь эс бүрт 1000-8000 хувь байдаг. Дүрмээр бол нэг организм mtDNA-ийн нэг хэлбэртэй байдаг, i.e. нэг гаплотип нь эхийн шугамаар дамждаг.

Эсийн РНХ-ийн төрлүүд.

Эсэд гурван төрлийн РНХ байдаг: 1) I-РНХ (элч эсвэл элч РНХ).

2) R-РНХ (рибосомын РНХ).

3) Т-РНХ (дамжуулах РНХ)

Мессенжер РНХ нь нийлэгжиж, ДНХ-д хөрвүүлэгдэн, уургийн нийлэгжилтийн мэдээллийг авч явдаг. R-РНХ ба Т-РНХ нь цөмийн цөмд нийлэгждэг. Бөөм нь хиймэл дагуултай хромосомын хэсэг юм. Цөмийн ДНХ нь R-РНХ ба Т-РНХ нийлэгждэг генүүдийг агуулдаг. R-РНХ нь рибосом (жижиг, том дэд нэгж) -д байдаг. Зорилго: жижиг дэд нэгжээр дамжуулан АК нь ATP-ээр дамжуулан Т-РНХ-тэй холбогддог. ДНХ ба РНХ-ийн ялгаа: 1) РНХ нь нэг гинжээс тогтдог. 2) РНХ нь элсэн чихэр-рибоз агуулдаг. 3) РНХ нь ДНХ-ээс богино байдаг. 4) Т-РНХ нь гуравдагч бүтэцтэй байдаг. Элч (мэдээлэл) РНХ - ДНХ-д кодлогдсон мэдээллийг рибосом, амьд организм дахь уураг нийлэгжүүлдэг молекулын машинд дамжуулах зуучлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг РНХ. мРНХ-ийн кодлох дараалал нь уургийн полипептидийн гинжин хэлхээний амин хүчлийн дарааллыг тодорхойлдог.

Тээвэрлэлт (tRNA) нь консерватив гуравдагч бүтэцтэй, ойролцоогоор 80 нуклеотидээс бүрдэх жижиг молекулууд юм. Тэд тодорхой амин хүчлийг рибосом дахь пептидийн бондын синтезийн талбайд шилжүүлдэг. tRNA бүр нь амин хүчлийг хавсаргах газар ба мРНХ кодонуудыг таних, холбох антикодоныг агуулдаг. Рибосомын РНХ (rRNA) нь рибосомын каталитик бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эукариот рибосомууд нь 18S, 5.8S, 28S, 5S гэсэн дөрвөн төрлийн рРНХ молекулыг агуулдаг. Дөрвөн төрлийн рРНХ-ийн гурав нь цөмд нийлэгждэг. Цитоплазмд рибосомын РНХ нь рибосомын уурагтай нийлж рибосом гэж нэрлэгддэг нуклеопротейн үүсгэдэг. Рибосом нь мРНХ-тэй холбогдож уураг нийлэгжүүлдэг. рРНХ нь эукариот эсийн цитоплазмд байдаг РНХ-ийн 80% -ийг бүрдүүлдэг.