Razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA

Mitohondrijka DNA in jedrna DNK pripevata k genetki etavi celice. Mitohondrijka DNA (mtDNA) je dvojna, krožna DNK, najdena v mitohondrijih. Kodira proteine ​​in funkcionalne RNA, ki jih zahtevajo mit

Razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA

Vsebina:

Glavna razlika - Mitohondrijska DNA proti jedrski DNA

Mitohondrijska DNA in jedrna DNK prispevata k genetski sestavi celice. Mitohondrijska DNA (mtDNA) je dvojna, krožna DNK, najdena v mitohondrijih. Kodira proteine ​​in funkcionalne RNA, ki jih zahtevajo mitohondriji. Toda nekateri proteini, ki jih kodira jedrna DNK, so uvoženi iz citosola. Jedrna DNA (nDNA) je sestavljena iz več linearnih kromosomov, ki kodirajo skoraj vse proteine, ki jih zahteva celica. Mitohondrijska DNA je kratka v primerjavi z jedrsko DNA. The glavna razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA je to mitohondrijska DNA je kodirana za genetske informacije, ki jih zahteva mitohondriji ker jedrna DNK je kodirana za genetske informacije, ki jih zahteva celotna celica.

Ta članek pojasnjuje,

1. Kaj je Mitohondrijska DNA
      - Definicija, struktura in sestava, funkcija
2. Kaj je jedrna DNA
     – Definicija, struktura in sestava, funkcija
3. Kakšna je razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA


Kaj je Mitohondrijska DNA

Mitohondrije sodelujejo pri proizvodnji celične energije z oksidativno fosforilacijo. Znotraj mitohondrije najdemo svoj genom; to se imenuje mitohondrijska DNA (mtDNA). MtDNA je sestavljena iz dvojne, krožne molekule DNA, ki je razporejena v en sam kromosom. En sam mitohondr je sestavljen iz več deset kopij mtDNA. Mitohondrije so sestavljene iz več molekul mtDNA. Posamezna celica lahko vsebuje več kot 100 mitohondrijev. Zato lahko na celico najdemo več kot 1.000 kopij mtDNA. Število kopij mtDNA na celico je odvisno od števila kopij mtDNA na mitohondrije, pa tudi od velikosti in števila mitohondrijev na celico. Sestavljen je iz približno 0,25% genetske sestave celice. DNA v mitohondriji je prikazana v slika 1.


Slika 1: DNA v mitohondriji

Najdenih je 37 genov, ki so kodirani v mtDNA. Ti geni so kodirani za proteine, ki jih zahtevajo funkcije v mitohondrijih, kot tudi zahtevane tRNA in rRNA, ki jih mitohondriji, še posebej za sintezo beljakovin. Mitohondrijsko DNA in RNA polimeraze najdemo lokalizirane v mitohondrijih. Polipeptidi, ki so sintetizirani v mitohondrijih, so podenote, ki tvorijo multimerne komplekse, ki se uporabljajo bodisi v sintezi ATP ali pri prenosu elektronov. MtDNA se replicira neodvisno od jedrne DNA, odvisno od potrebe celice po energiji.

V kvasu je dedovanje mitohondrije biparentno. MtDNA je sestavljena iz materinskega rodu dedovanja pri ljudeh. Malo ali brez citoplazme prispeva k zigoti sperme pri sesalcih. Zato so v zarodku skoraj vse mitohondrije izpeljane iz jajčne celice. Pri rastlinah je dedovanje mtDNA enako kot pri sesalcih. Zato bolezni, povezane z mtDNA, pridobimo z dedovanjem mater. MtDNA je bolj dovzetna za mutacije v primerjavi z jedrsko DNA. Motnje mutne v mtDNA povzročajo Leberjevo dedno opticno nevropatijo. Velike delecije v mtDNA povzročajo Kearns-Sayrejev sindrom in kronično progresivno zunanjo oftalmoplegijo. Krožna mtDNA je prikazana v slika 2.


Slika 2: Mitohondrijska DNA

Kaj je jedrska DNA

DNA, ki sestavlja celični genom, je znana kot jedrna DNA (nDNA). NDNA se nahaja v jedru evkariontske celice. Sestavljen je iz 99,75% celotne genetske sestave celice. NDNA ali genom evkariontske celice je organiziran v več linearnih kromosomov, ki se nahajajo tesno pakirani znotraj jedra. Človeška telesa so sestavljena iz 46 posameznih kromosomov. Včasih obstaja nDNA v več kopijah. Število kopij nDNA v genomu je opisano z izrazom ploidija. Človeške somatske celice so diploidne, ki vsebujejo dve kopiji nDNA, ki se imenujejo homologni kromosomi. Pri ljudeh so gamete najdene haploidne.

Velikost človeškega genoma je 3,3 milijarde baznih parov. Človeška nDNA je sestavljena iz 20.000 do 25.000 genov, vključno z geni, ki jih najdemo v mtDNA. Ti geni so kodirani za skoraj vse znake, ki jih kaže organizem. Nosijo informacije za rast, razvoj in reprodukcijo. Geni so izraženi v beljakovinah po univerzalni genetski kodi s transkripcijo in prevajanjem. NDNA se samo replicira med S fazo celičnega cikla. Organizacija nDNA je prikazana v slika 3.


Slika 3: Organizacija jedrske DNA

Dednost nDNA je biparental. Vsaka od dveh kopij človeškega genoma je podedovana od enega od staršev, bodisi od matere ali očeta. NDNA vsebuje ogromne variacije lastnosti, ki jih kažejo zaradi prisotnosti različnih alelov na določen gen. Zato se nDNA uporablja pri testiranju očetovstva, da bi ugotovili, kateri hčerinski organizem pripada kateremu od staršev pri ljudeh. Po drugi strani pa je dedovanje bolezni značilno tudi za starše. NDNA je manj nagnjena k mutacijam. Primeri genetskih motenj v človeškem genomu so cistična fibroza, anemija srpastih celic, hemokromatoza in Huntingtonova bolezen. Podedovanje obeh nDNA in mtDNA je prikazano v slika 4.


Slika 4: Dedovanje nDNA in mtDNA

Razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA

Vsebina

Mitohondrijska DNA: MtDNA je sestavljena iz mitohondrijskega genoma.

Jedrska DNA: nDNA sestoji iz genoma celice, vključno z mitohondrijsko DNA.

Struktura DNA

Mitohondrijska DNA: mtDNA je dvojno in krožna.

Jedrska DNA: NDNA je dvoverižna in linearna.

Število kromosomov

Mitohondrijska DNA: mtDNA je razporejena v en sam kromosom.

Jedrska DNA: nDNA je razporejena v več kromosomov. Na primer, človeška nDNA je razporejena v 46 kromosomov.

Sestava

Mitohondrijska DNA: MtDNA je sestavljena iz 0,25% celične genske sestave živalskih celic.

Jedrska DNA: nDNA je sestavljena iz 99,75% celične genske sestave v živalskih celicah.

Priloga

Mitohondrijska DNA: mtDNA ni obkrožena z jedrsko ovojnico.

Jedrska DNA: nDNA je obkrožena z jedrom.

Lokacija

Mitohondrijska DNA: mtDNA prosto plava v mitohondrijskem matriksu.

Jedrska DNA: nDNA najdemo v jedrskem matriksu, pritrjenem na jedrsko ovojnico.

Velikost genoma

Mitohondrijska DNA: Velikost mtDNA je 16.569 baznih parov.

Jedrska DNA: Velikost nDNA je 3,3 milijard baznih parov.

Histonski proteini

Mitohondrijska DNA: mtDNA ni zapakirana s histonskimi beljakovinami.

Jedrska DNA: nDNA je tesno pakirana s histonskimi proteini.

Število kopij

Mitohondrijska DNA: Na celico je mogoče najti več kot 1.000 kopij mtDNA.

Jedrska DNA: Število kopij nDNA na somatsko celico se lahko razlikuje glede na vrsto. Človeške somatske celice vsebujejo dve kopiji nDNA.

Število genov

Mitohondrijska DNA: MtDNA je sestavljena iz 37 genov, ki kodirajo 13 proteinov, 22 tRNA in 2 rRNA.

Jedrska DNA: nDNA sestoji iz 20.000 do 25.000 genov, vključno s tremi mt geni.

RNA in rRNA

Mitohondrijska DNA: mtDNA kodira vsako trnko in rRNA, ki jo zahtevajo mitohondriji.

Jedrska DNA: nDNA kodira vsako trnko in rRNA, ki jo zahtevajo procesi v citoplazmi.

Avtonomija

Mitohondrijska DNA: MtDNA kodira za večino beljakovin, ki jih zahtevajo mitohondriji. Vendar pa so nekateri proteini, ki jih zahtevajo mitohondriji, kodirani z nDNA. Zato so mitohondriji polavtonomni organeli.

Jedrska DNA: nDNA kodira za vsak protein, ki ga zahteva celica.

Nekodirane regije

Mitohondrijska DNA: MtDNA nima nekodirajočih regij DNA, kot so introni.

Jedrska DNA: nDNA vsebuje nekodirajoče regije DNA, kot so intron in netranslatirane regije.

Genetski zakonik

Mitohondrijska DNA: Večina kodonov v mtDNA ne sledi univerzalnemu genetskemu kodu.

Jedrska DNA: Kodoni v nDNA sledijo univerzalnemu genetskemu kodu.

Replikacija

Mitohondrijska DNA: mtDNA se replicira neodvisno od nDNA.

Jedrska DNA: nDNA se replicira samo med S-fazo celičnega cikla.

Transkripcija

Mitohondrijska DNA: Geni, ki jih kodira mtDNA, so policistronski.

Jedrska DNA: Geni, ki jih kodira nDNA, so monocistronski.

Dedovanje

Mitohondrijska DNA: mtDNA se deduje mater.

Jedrska DNA: nDNA je podedovana od obeh staršev.

Rekombinacija

Mitohondrijska DNA: mtDNA se deduje od matere do njenega potomstva brez spreminjanja.

Jedrska DNA: NDNA je razporejena skozi rekombinacijo med prenosom na potomce.

Prispevek k sposobnosti posameznika

Mitohondrijska DNA: MtDNA manj prispeva k sposobnosti posameznika med populacijo.

Jedrska DNA: nDNA ima velik prispevek k sposobnosti posameznika med populacijo.

Stopnja mutacij

Mitohondrijska DNA: Hitrost mutacij v mtDNA je sorazmerno visoka.

Jedrska DNA: Hitrost mutacij v nDNA je nizka.

Identifikacija posameznikov

Mitohondrijska DNA: MtDNA lahko uporabimo tudi pri identifikaciji posameznikov.

Jedrska DNA: NDNA se uporablja za testiranje očetovstva.

Genetske motnje

Mitohondrijska DNA: Leberjeva dedna optična nevropatija, Kearns-Sayrejev sindrom in kronična progresivna zunanja oftalmoplegija so primeri genetskih bolezni, ki jih povzročajo mutacije mtDNA.

Jedrska DNA: Cistična fibroza, srpastocelična anemija, hemokromatoza in Huntingtonova bolezen so primeri genetskih bolezni, ki jih povzročajo mutacije v nDNA.

Zaključek

Jedrska DNK skupaj z mitohondrijsko DNA prispeva k genetski sestavi živalskih celic. Rastlinske celice vsebujejo tudi kloroplastno DNA v njihovih celicah. NDNA sestoji iz genoma celice in mtDNA je sestavljena iz mitohondrijskega genoma. NDNA vsebuje gene, ki kodirajo za vse lastnosti, ki jih kaže organizem. MtDNA je vključena tudi v nDNA. NDNA je sestavljena iz več kot 20.000 genov. Proteini, ki jih kodirajo ti geni, so odgovorni za fenotipske lastnosti organizma. MtDNA je kodirana za 37 genov skupaj s tRNA in rRNA, ki jih zahtevajo funkcije mitohondrijev. Zato je glavna razlika med mitohondrijsko DNA in jedrsko DNA njihova vsebina.

Sklic:
1. Lodish, Harvey. “Organele DNK.” Molekularna celična biologija. 4. izdaja. U. S. National Library of Medicine, 1. januar 1970. Splet. 28. marec 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "Mitohondriji." Celica: molekularni pristop. 2. izdaja. U. S. National Library of Medicine, 1. januar 1970. Splet. 28. marec 2017.
3. Brown, Terence A. “Človeški genom”. Genomi. 2. izdaja. U. S. National Library of Medicine, 1. januar 1970. Splet. 28. marec 2017.
4. Alberts, Bruce. »Struktura in funkcija DNK.« Molekularna biologija celice. 4. izdaja. U. S. National Library of Medicine, 1. januar 1970. Splet. 28. marec 2017.
5. Stöppler, MD Melissa Conrad. »Seznam genetskih bolezni: definicije, vrste in primeri.« MedicineNet. N.p., n.d. Splet. 28. marec 2017.

Vljudnost slike:
1. „Mitohondrijska dna lg“ Nacionalnega inštituta za raziskave človeškega genoma - Nacionalni inštituti za zdravje. Nacionalni inštitut za človeški genom.