Los genes que quedan en el curso de la evolución en las "estaciones de energía de la célula" ayudan a evitar problemas en el manejo: si algo se rompe en la mitocondria, puede arreglarlo él mismo, sin esperar el permiso del "centro".
Nuestras células recibirán energía mediante orgánulos especiales llamados mitocondrias, que a menudo se denominan estaciones de energía de la célula. Exteriormente parecen cisternas con doble pared, y la pared interior es muy irregular, con numerosas invaginaciones fuertes.
Célula con núcleo (de color azul) y mitocondrias (de color rojo). (Foto de NICHD / Flickr.com.)
Mitocondrias seccionales; las excrecencias de la membrana interna son visibles como franjas internas longitudinales. (Foto de Visuals Unlimited / Corbis.)
En las mitocondrias tiene lugar una gran cantidad de reacciones bioquímicas, durante las cuales las moléculas de "alimento" se oxidan y desintegran gradualmente, y la energía de sus enlaces químicos se almacena en una forma conveniente para la célula. Pero, además, estas "plantas de energía" tienen su propio ADN con genes, que son servidos por sus propias máquinas moleculares que proporcionan la síntesis de ARN con la posterior síntesis de proteínas.
Se cree que las mitocondrias en un pasado muy lejano eran bacterias independientes que fueron devoradas por otras criaturas unicelulares (muy probablemente, arqueas). Pero un día, los "depredadores" de repente dejaron de digerir las proto-mitocondrias ingeridas, manteniéndolas dentro de sí mismos. Comenzó un largo rechinar de simbiontes entre sí; Como resultado, aquellos que fueron tragados se volvieron mucho más simples en estructura y se convirtieron en orgánulos intracelulares, y sus "dueños" pudieron desarrollarse aún más, debido a una energía más eficiente, en formas de vida cada vez más complejas, hasta plantas y animales.
El hecho de que las mitocondrias alguna vez fueron independientes se evidencia en los restos de su aparato genético. Por supuesto, si vive adentro con todo listo, la necesidad de mantener sus propios genes desaparece: el ADN de las mitocondrias modernas en las células humanas contiene solo 37 genes, frente a 20-25 mil de los contenidos en el ADN nuclear. Muchos de los genes mitocondriales se han trasladado al núcleo celular durante millones de años de evolución: las proteínas que codifican se sintetizan en el citoplasma y luego se transportan a las mitocondrias. Sin embargo, surge de inmediato la pregunta: ¿por qué 37 genes aún permanecen donde estaban?
Las mitocondrias, repetimos, se encuentran en todos los organismos eucariotas, es decir, en animales, plantas, hongos y protozoos. Ian Johnston ( Iain Johnson) de la Universidad de Birmingham y Ben Williams ( Ben P. Williams) del Instituto Whitehead analizó más de 2.000 genomas mitocondriales tomados de varios eucariotas. Utilizando un modelo matemático especial, los investigadores pudieron comprender cuáles de los genes tenían más probabilidades de permanecer en las mitocondrias durante la evolución.
Los campos magnéticos son fuerzas físicas y externas que provocan múltiples reacciones en la biología celular que incluyen cambios en el intercambio de información en el ARN y el ADN, así como muchos factores genéticos. Cuando ocurren cambios en el campo magnético planetario, el nivel de electromagnetismo (CEM) cambia, alterando directamente los procesos celulares, la expresión genética y el plasma sanguíneo. Las funciones de las proteínas en el cuerpo humano, así como en el plasma sanguíneo, están asociadas con las propiedades y la influencia del campo EMF. Las proteínas realizan una variedad de funciones en los organismos vivos, que incluyen actuar como catalizadores de reacciones metabólicas, replicar el ADN, provocar respuestas a patógenos y mover moléculas de un lugar a otro. El plasma sanguíneo actúa como un almacén de proteínas en el cuerpo, lo protege contra infecciones y enfermedades, y juega un papel vital al proporcionar las proteínas necesarias para la síntesis de ADN. La calidad de nuestra sangre y plasma sanguíneo es lo que da órdenes a todo el conjunto de proteínas, expresadas a través de nuestro material genético en todas las células y tejidos. Esto significa que la sangre interactúa directamente con el cuerpo a través de proteínas que han sido codificadas en nuestro ADN. Este vínculo de síntesis de proteínas entre el ADN, el ARN y las mitocondrias celulares cambia como resultado de cambios en el campo magnético.
Además, nuestros glóbulos rojos contienen hemoglobina, que es una proteína basada en cuatro átomos de hierro asociados con el estado del núcleo de hierro y el magnetismo de la tierra. La hemoglobina en la sangre transporta oxígeno desde los pulmones al resto del cuerpo, donde se libera oxígeno para quemar nutrientes. Esto proporciona energía para el trabajo de nuestro cuerpo, en un proceso llamado metabolismo energético. Esto es importante porque los cambios en nuestra sangre están directamente relacionados con la energía en el proceso de metabolismo de nuestro cuerpo y mente. Esto se hará aún más obvio cuando comencemos a prestar atención a estos signos que cambian el consumo de energía y el uso de los recursos energéticos en el planeta. Devolverlos a su legítimo propietario también significa cambiar el metabolismo energético en el microcosmos de nuestro cuerpo, reflejando los cambios en el macrocosmos de la Tierra. Esta es una etapa importante al final del Modelado Consuntivo de los Controladores, con el fin de lograr un equilibrio de principios de conservación para encontrar un equilibrio interno y, por tanto, lograr un equilibrio energético dentro de estos sistemas. Una parte importante de estos cambios radica en el misterio de las funciones superiores de la mitocondria.
ADN mitocondrial de la madre
Cuando comparamos el principio de género inherente a nuestra creación y que nuestro principio Madre devuelve el equilibrio energético al núcleo de la Tierra a través de un campo magnético, el siguiente paso es la restauración del ADN mitocondrial. El ADN mitocondrial es ADN ubicado en las mitocondrias, estructuras dentro de las células que convierten la energía química de los alimentos en una forma que las células pueden usar, el trifosfato de adenosina (ATP). El ATP mide el coeficiente de luz conducido por las células y tejidos del cuerpo y está directamente relacionado con la encarnación de la conciencia espiritual, que es energía y es importante para el metabolismo energético.
El ADN mitocondrial es solo una pequeña porción del ADN en una célula; la mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo de la célula. La mayoría de las especies de la Tierra, incluidos los humanos, heredan el ADN mitocondrial exclusivamente de su madre. Las mitocondrias tienen su propio material genético y mecanismos para producir su propio ARN y nuevas proteínas. Este proceso se llama biosíntesis de proteínas. La biosíntesis de proteínas se refiere a los procesos mediante los cuales las células biológicas generan nuevos conjuntos de proteínas.
Sin un ADN mitocondrial que funcione correctamente, la humanidad no puede producir de manera eficiente nuevas proteínas para la síntesis de ADN, así como mantener el nivel de ATP necesario para la generación de luz en la célula a fin de incorporar nuestra conciencia espiritual. Por lo tanto, debido al daño al ADN mitocondrial, la humanidad es extremadamente adicta a consumir todo en el mundo exterior para llenar el vacío de energía dentro de nuestras células. (Consulte Instalaciones de programas alienígenas negativos para conocer las dependencias).
Sin saber nada más en nuestra historia reciente y borrando recuerdos, la humanidad no se da cuenta de que existimos con una mitocondria significativamente disfuncional.
Este es un resultado directo de la extracción del ADN de la Madre, los principios magnéticos, la estructura de protones de la Tierra y la presencia de una versión extraterrestre sintética de la "Madre Oscura" que se ha colocado en la arquitectura planetaria para imitar sus funciones. La humanidad ha existido en el planeta sin su verdadero Principio Madre, y esto obviamente se ha registrado en las células de nuestro ADN mitocondrial. Esto ha sido descrito muchas veces como la invasión del Programa Extraterrestre Negativo al Logoi Planetario a través de la manipulación de la magnetosfera y el campo magnético.
Christa
La membrana mitocondrial interna se distribuye en numerosas crestas, que aumentan la superficie de la membrana mitocondrial interna, aumentando su capacidad para producir ATP. Es esta región de la mitocondria, cuando funciona correctamente, la que aumenta la energía del ATP y genera luz en las células y tejidos del cuerpo. La función superior de las crestas en la mitocondria se activa en los grupos de Ascensión, comenzando en este ciclo. El nombre "crista" se le dio como resultado de un descubrimiento científico, ya que está directamente relacionado con la activación del gen cristalino.
Cambiar los receptores de estrógeno
El ADN mitocondrial materno y los cambios magnéticos tienen muchos factores que alteran y causan síntomas en los ciclos reproductivos de la mujer. Las hormonas de estrógeno activan los receptores de estrógeno, que son proteínas que ingresan a las células y se unen al ADN, alterando la expresión genética. Las células pueden comunicarse entre sí liberando moléculas que transmiten señales a otras células receptivas. El estrógeno es secretado por tejidos como los ovarios y la placenta, pasa a través de las membranas celulares de las células receptoras y se une a los receptores de estrógeno en las células. Los receptores de estrógeno controlan la transferencia de mensajes entre el ADN y el ARN. Por lo tanto, muchas mujeres hoy en día notan ciclos menstruales extraños e inusuales causados por el dominio de los estrógenos. Los cambios en los niveles de estrógeno ocurren tanto en hombres como en mujeres, así que escuche a su cuerpo, puede ser necesario ayudar a respaldar estos cambios. Cuidando el hígado y la desintoxicación, eliminando la ingesta de azúcar y los alimentos que estimulan y aumentan las hormonas, controle el equilibrio bacteriano en los intestinos y el cuerpo; esto es beneficioso para mantener el equilibrio de estrógenos.
La enfermedad mitocondrial drena energía
Las enfermedades mitocondriales son el resultado de mutaciones genéticas impresas en la secuencia de ADN. Arquitectura artificial colocada en el planeta, como maquinaria alienígena que busca crear modificaciones genéticas para usurpar el ADN de la Madre, que se manifiestan como mutaciones y daños al ADN de todo tipo. Las enfermedades mitocondriales se caracterizan por un bloqueo de energía en el cuerpo, debido al hecho de que la enfermedad se acumula, heredando la genética materna en líneas de sangre hereditarias.
La mitocondria es esencial para el funcionamiento diario de las células y el metabolismo energético, lo que también conduce al desarrollo espiritual del alma y la encarnación de la Superalma (mónada). La enfermedad mitocondrial reduce la generación eficiente de energía disponible para el cuerpo y la mente y detiene el crecimiento del desarrollo y el crecimiento espiritual de una persona. Por lo tanto, el cuerpo envejece más rápido y aumenta el riesgo de enfermedad; la energía personal se desactiva y, por tanto, se agota. Esto limita significativamente la cantidad de energía utilizable disponible para el desarrollo del cerebro y el funcionamiento de todos los sistemas neurológicos. El agotamiento de las reservas de energía para el desarrollo neurológico y cerebral contribuye al espectro del autismo, la neurodegeneración y otros déficits en la función cerebral. Los defectos en los genes mitocondriales están asociados con cientos de enfermedades "clínicas" de la sangre, el cerebro y trastornos neurológicos.
Las funciones de la sangre, el cerebro y las funciones neurológicas del cuerpo planetario se equiparan con la arquitectura de las líneas ley, los centros de los chakras y los sistemas Stargate que gobiernan el flujo de energía (sangre) para formar el cuerpo de conciencia, conocido como el Árbol. Cuadrícula del Templo Planetario 12. Las funciones de la sangre, el cerebro y las funciones neurológicas del cuerpo humano se equiparan a la misma Rejilla de árbol 12 del Templo Humano. Una vez que el templo y las instalaciones de ADN se dañan o se alteran, la sangre, el cerebro y el sistema nervioso se dañan. Si nuestra sangre, cerebro y sistema nervioso están bloqueados o dañados, no podemos traducir el idioma, mantenernos en contacto, construir cuerpos de luz multidimensionales para recibir la sabiduría más elevada (Sophia). Nuestros tipos de lenguaje en muchos niveles, incluido nuestro lenguaje de ADN, están confundidos y confundidos por aquellos que han tratado de esclavizar y endurecer la Tierra.
Como sabemos, la mayoría de las fuentes de energía cinética u otras energías externas están controladas activamente por la élite gobernante para reprimir el desarrollo humano y limitar las oportunidades de uso equitativo o intercambio justo de recursos para uso conjunto de la población de la Tierra. La estrategia para y es controlar toda la energía y las fuentes de energía (incluso el control sobre el ADN y el alma), creando así una clase dominante y una clase de esclavos o esclavos. Usando el método de dividir y conquistar de Orión, es mucho más fácil manejar una población que está traumatizada por el miedo, ignorante y en la pobreza.
Traducción: Oreanda Web
Ecología del consumo. Salud: Un haplogrupo es un grupo de haplotipos similares que tienen un ancestro común, en el que se produjo la misma mutación en ambos haplotipos ...
Cuando todavía estaba en mi niñez, le pregunté a mi abuela sobre las raíces, ella contó una leyenda que su lejano bisabuelo tomó a una niña “local” como su esposa. Me interesé en esto e investigué un poco. Los habitantes locales del Óblast de Vologda son los Vepsianos Finno-Úgricos. Para verificar con precisión esta leyenda familiar, recurrí a la genética. Y ella confirmó la leyenda familiar.
Un haplogrupo (en genética de poblaciones humanas, la ciencia que estudia la historia genética de la humanidad) es un grupo de haplotipos similares que tienen un ancestro común en el que tuvo lugar la misma mutación en ambos haplotipos. El término "haplogrupo" se utiliza ampliamente en la genealogía genética, donde se estudian los haplogrupos cromosómico Y (ADN-Y), mitocondrial (ADNmt) y haplogrupos MHC. Los marcadores genéticos del ADN-Y se transmiten con el cromosoma Y exclusivamente a través de la línea paterna (es decir, del padre a los hijos) y los marcadores del ADNmt, a través de la línea materna (de la madre a todos los hijos).
El ADN mitocondrial (en lo sucesivo ADNmt) se transmite de madre a hijo. Dado que solo las mujeres pueden transmitir el ADNmt a su descendencia, las pruebas de ADNmt proporcionan información sobre la madre, su madre, etc., a través de la línea materna directa. Tanto hombres como mujeres reciben mtDNA de la madre, por esta razón tanto hombres como mujeres pueden participar en la prueba de mtDNA. Aunque las mutaciones ocurren en el mtDNA, su frecuencia es relativamente baja. A lo largo de los milenios, estas mutaciones se han ido acumulando y, por esta razón, la línea femenina de una familia es genéticamente diferente de otra. Después de que la humanidad se asentó en el planeta, las mutaciones continuaron apareciendo al azar en las poblaciones separadas de la una vez única raza humana.
Migración de haplogrupos mitocondriales.
Norte de Rusia.
Estoy muy cerca de la historia, la naturaleza y la cultura del norte de Rusia. Esto también se debe a que de allí viene mi abuela, que vivió con nosotros y dedicó mucho tiempo a mi crianza. Pero creo que para los bielorrusos, la proximidad es aún mayor: después de todo, el norte de Rusia estaba habitado por Krivichi, que también formaba el núcleo de la futura Bielorrusia. Además, Pskov y Novgorod son antiguos centros eslavos, hasta cierto punto democráticos, con su propio veche (como Kiev y Polotsk).
Baste recordar la historia de la República de Pskov Veche y la República de Novgorod. Durante mucho tiempo estos territorios fluctuaron entre el Gran Ducado de Lituania y el principado de Moscú, pero este último tomó la iniciativa de "recolectar tierras". En otras circunstancias, la identidad de esta región podría convertirse en una nacionalidad independiente. Sin embargo, muchas personas se llaman a sí mismas con orgullo "rusos del norte". Además de algunos bielorrusos, distinguen el oeste de Bielorrusia (Lituania, lituanos) del este de Bielorrusia (rusos). Les pido que no busquen motivos políticos en mis palabras.
Si en Bielorrusia los eslavos se mezclaron con las tribus bálticas, entonces en Rusia, con el finno-ugrio. Esto proporcionó la etnia única de diferentes regiones. Parfenov, que viene de los pueblos vecinos, dijo con mucha precisión: “Siempre siento mi origen. El norte de Rusia es muy importante para mí. Esta es mi idea de Rusia, nuestro carácter, ética y estética. Al sur de Voronezh para mí, otros rusos ". Es curioso que los Parfenov también estén en mi familia. Aksinya Parfenova (1800-1904) es la abuela de Kirill Kirillovich Korichev (esposo de Alexandra Alekseevna Zemskova). Sin embargo, este apellido es común, por lo que pueden ser parientes o no.
Cherepovets, bisabuela a la izquierda, abuela a la derecha abajo, 1957?
Mi grupo mitocondrial es D5a3a.
Al secuenciar GVS1 - 16126s, 16136s, 16182s, 16183s, 16189s, 16223T, 16360T, 16362C. Esto significa que mi grupo mitocondrial es D5a3a. Este es un haplogrupo muy raro, incluso los genetistas se sorprendieron: esta es la primera vez que se identifica un haplogrupo de este tipo en Bielorrusia. En general, D es un grupo asiático. Los científicos escriben que se encuentra en los acervos genéticos de solo algunos grupos étnicos del norte de Eurasia.
Se encontraron líneas D5a3 únicas en tayikos, altai, coreanos y rusos en Veliky Novgorod. Todos ellos (a excepción del coreano) se caracterizan por el motivo 16126-16136-16360 GVS1, que también se encuentra en algunas poblaciones del noreste de Europa.
|
El pueblo de Annino, 1917, mi bisabuela.
El análisis de todo el genoma mostró que los ADNmt de Rusia y Mansi se combinan en un grupo D5a3a separado, mientras que el ADNmt de Corea está representado por una rama separada. La edad evolutiva de todo el haplogrupo D5a3 es de aproximadamente 20 mil años (20560 ± 5935), mientras que el grado de divergencia de las líneas D5a3a de mtDNA corresponde a aproximadamente 5 mil años (5140 ± 1150). D5 es un grupo claramente del este de Asia.
En Siberia, las variantes D4 prevalecen absolutamente. El D5 más abundante y variado se encuentra en Japón, Corea y el sur de China. Entre los pueblos siberianos, la diversidad de D5 y la presencia de variantes puramente étnicas únicas de la misma se notaron entre los grupos de habla mongol del este, incluidos los evenks mongolizados. D5a3 se observa en una variante arcaica en Corea. Un análisis más preciso muestra la edad de D5a3a hasta 3000 años, pero el D5a3 parental es muy antiguo, probablemente haya un Mesolítico.
Cherepovets, 1940
Según los datos disponibles, parece lógico suponer el origen de D5a3 en algún lugar del Lejano Oriente (entre Mongolia y Corea) y su migración hacia el oeste a través de Siberia del Sur. Es probable que mis antepasados femeninos directos llegaron a Europa hace unos tres mil años, habiendo echado raíces en Finlandia, Korelia, entre los pueblos finno-ugros locales: Sami, Karelianos y Vepsianos. Cuando se mezclaron con Krivichi, estos haplogrupos se transfirieron a los residentes modernos de Vologda y Novgorod.
Articulo principal: ADN mitocondrial
El ADN mitocondrial ubicado en la matriz es una molécula bicatenaria circular cerrada, en células humanas que tiene un tamaño de 16569 pares de nucleótidos, que es aproximadamente 105 veces más pequeño que el ADN localizado en el núcleo. En general, el ADN mitocondrial codifica 2 ARNr, 22 ARNt y 13 subunidades de enzimas de la cadena respiratoria, que no es más de la mitad de las proteínas que contiene. En particular, bajo el control del genoma mitocondrial, se codifican siete subunidades de ATP sintetasa, tres subunidades de citocromo oxidasa y una subunidad de ubiquinol-citocromo. con-reductasas. En este caso, todas las proteínas, excepto una, dos ribosomales y seis de transporte de ARN se transcriben a partir de la cadena de ADN más pesada (exterior), y otros 14 ARNt y una proteína se transcriben a partir de la cadena más ligera (interior).
En este contexto, el genoma de las mitocondrias de las plantas es mucho más grande y puede alcanzar los 370.000 pares de nucleótidos, que es aproximadamente 20 veces más grande que el genoma mitocondrial humano descrito anteriormente. El número de genes aquí también es aproximadamente 7 veces mayor, lo que se acompaña de la aparición en las mitocondrias de las plantas de vías de transporte de electrones adicionales que no están asociadas con la síntesis de ATP.
El ADN mitocondrial se replica en interfase, que está parcialmente sincronizado con la replicación del ADN en el núcleo. Durante el ciclo celular, las mitocondrias se dividen en dos por una constricción, cuya formación comienza con un surco anular en la membrana mitocondrial interna. Un estudio detallado de la secuencia de nucleótidos del genoma mitocondrial permitió establecer que en las mitocondrias de animales y hongos son frecuentes las desviaciones del código genético universal. Por lo tanto, en las mitocondrias humanas, el codón TAT en lugar de isoleucina en el código estándar codifica el aminoácido metionina, los codones TCT y TCC, que generalmente codifican arginina, son codones de terminación, y el codón AST, que es el codón de terminación en el código estándar. , codifica el aminoácido metionina. En cuanto a las mitocondrias de las plantas, parecen utilizar un código genético universal. Otra característica de las mitocondrias es el reconocimiento de codones de ARNt, que consiste en el hecho de que una de esas moléculas es capaz de reconocer no uno, sino tres o cuatro codones a la vez. Esta característica reduce la importancia del tercer nucleótido en el codón y conduce al hecho de que las mitocondrias requieren una variedad más pequeña de tipos de ARNt. En este caso, solo 22 ARNt diferentes son suficientes.
Al tener su propio aparato genético, la mitocondria también tiene su propio sistema de síntesis de proteínas, una característica de la cual en las células de animales y hongos hay ribosomas muy pequeños caracterizados por un coeficiente de sedimentación de 55S, que es incluso más bajo que el de los ribosomas 70S de el tipo procariota. En este caso, dos ARN ribosomales grandes también son más pequeños que en los procariotas, y el ARNr pequeño está ausente por completo. En las mitocondrias de las plantas, por el contrario, los ribosomas son más similares a los procariotas en tamaño y estructura.
Proteínas mitocondriales [editar | editar fuente]
El número de proteínas traducidas del ARNm mitocondrial y que forman las subunidades de grandes complejos enzimáticos es limitado. Una parte importante de las proteínas se codifica en el núcleo y se sintetiza en los ribosomas citoplasmáticos 80S. En particular, así es como se forman algunas proteínas: transportadores de electrones, translocaciones mitocondriales, componentes del transporte de proteínas a las mitocondrias, así como factores necesarios para la transcripción, traducción y replicación del ADN mitocondrial. Además, dichas proteínas tienen péptidos señal especiales en su extremo N-terminal, cuyo tamaño varía de 12 a 80 residuos de aminoácidos. Estas áreas forman rizos anfifílicos, proporcionan un contacto específico de proteínas con los dominios de unión de los receptores de reconocimiento mitocondrial localizados en la membrana externa. Estas proteínas se transportan a la membrana mitocondrial externa en un estado parcialmente desplegado en asociación con proteínas chaperonas (en particular, con hsp70). Después de transferirse a través de las membranas externa e interna en los lugares de sus contactos, las proteínas que ingresan a las mitocondrias nuevamente se unen a las chaperonas, pero de su propio origen mitocondrial, que recogen la proteína que atraviesa las membranas, promueven su retracción hacia las mitocondrias y También controlan el proceso de plegamiento correcto de la cadena polipeptídica. La mayoría de las chaperonas tienen actividad ATPasa, como resultado de lo cual tanto el transporte de proteínas a las mitocondrias como la formación de sus formas funcionalmente activas son procesos dependientes de la energía.
¿Qué es el ADN mitocondrial?
El ADN mitocondrial (ADNmt) es ADN ubicado en las mitocondrias, orgánulos celulares dentro de las células eucariotas que convierten la energía química de los alimentos en la forma en que las células pueden usarla: trifosfato de adenosina (ATP). El ADN mitocondrial es solo una pequeña fracción del ADN en una célula eucariota; la mayor parte del ADN se puede encontrar en el núcleo celular, en plantas y algas, y en plastidios como los cloroplastos.
En los seres humanos, 16 569 pares de bases de ADN mitocondrial codifican un total de 37 genes. El ADN mitocondrial humano fue la primera parte significativa del genoma humano en ser secuenciada. En la mayoría de las especies, incluidos los humanos, el mtDNA se hereda solo de la madre.
Debido a que el ADNmt animal se desarrolla más rápido que los marcadores genéticos nucleares, forma la base de la filogenética y la biología evolutiva. Este se ha convertido en un punto importante en antropología y biogeografía, ya que permite el estudio de la relación de poblaciones.
Hipótesis del origen de las mitocondrias
Se cree que el ADN nuclear y mitocondrial tiene diferentes orígenes evolutivos, con ADNmt derivado de los genomas circulares de bacterias que fueron engullidas por los primeros ancestros de las células eucariotas modernas. Esta teoría se llama teoría endosimbiótica. Se estima que cada mitocondria contiene 2-10 copias de mtDNA. En las células de los organismos existentes, la gran mayoría de las proteínas presentes en las mitocondrias (alrededor de 1.500 tipos diferentes en los mamíferos) están codificadas por ADN nuclear, pero los genes de algunas, si no la mayoría, se consideran originalmente bacterianos y desde entonces han sido transferido al núcleo eucariota durante la evolución.
Se discuten las razones por las que las mitocondrias retienen algunos genes. La existencia de orgánulos que no tienen un genoma en algunas especies de origen mitocondrial sugiere que es posible la pérdida completa de genes, y la transferencia de genes mitocondriales al núcleo tiene una serie de ventajas. La dificultad de apuntar a productos proteicos hidrofóbicos producidos de forma remota en las mitocondrias es una hipótesis de por qué algunos genes se conservan en el ADNmt. La co-localización para la regulación redox es otra teoría, que cita la conveniencia de un control localizado sobre los mecanismos mitocondriales. Un análisis reciente de una amplia gama de genomas mitocondriales sugiere que ambas funciones pueden dictar la retención de genes mitocondriales.
Examen genético de mtDNA
En la mayoría de los organismos multicelulares, el mtDNA se hereda de la madre (línea materna). Para ello, los mecanismos incluyen la reproducción simple (un óvulo contiene un promedio de 200.000 moléculas de ADNmt, mientras que el esperma humano sano contiene un promedio de 5 moléculas), la degradación de los espermatozoides de ADNmt en el tracto reproductivo masculino, en un óvulo fertilizado y, en al menos al menos varios organismos, la incapacidad de los espermatozoides de ADNmt para penetrar en el óvulo. Cualquiera que sea el mecanismo, es una herencia unipolar: la herencia del mtDNA que ocurre en la mayoría de los animales, plantas y hongos.
Herencia materna
Durante la reproducción sexual, las mitocondrias generalmente se heredan exclusivamente de la madre; Las mitocondrias en los espermatozoides de los mamíferos generalmente son destruidas por el óvulo después de la fertilización. Además, la mayoría de las mitocondrias están presentes en la base de la cola de los espermatozoides, que se utiliza para mover los espermatozoides; a veces, la cola se pierde durante la fertilización. En 1999, se informó que las mitocondrias de los espermatozoides paternos (que contienen ADNmt) se marcaron con ubiquitina para su destrucción dentro del embrión. Algunos métodos de fertilización in vitro, en particular la inyección de esperma en el ovocito, pueden interferir con esto.
El hecho de que el ADN mitocondrial se herede por vía materna permite a los investigadores genealógicos rastrear la línea materna en el tiempo. (El ADN cromosómico Y se hereda paternamente, y se usa de manera similar para determinar el historial patrilineal). Esto generalmente se hace en el ADN mitocondrial humano mediante la secuenciación de la región de control hipervariable (HVR1 o HVR2) y, a veces, la molécula de ADN mitocondrial completa como una prueba de ADN genealógico. . Por ejemplo, HVR1 tiene aproximadamente 440 pb. Luego, estos 440 pares se comparan con áreas de control de otros individuos (o individuos o sujetos específicos en la base de datos) para determinar el linaje materno. La comparación más común es con la secuencia de referencia de Cambridge revisada. Vilà y col. publicó una investigación sobre las similitudes matrilineales entre perros domésticos y lobos. El concepto de Eva mitocondrial se basa en el mismo tipo de análisis, tratando de descubrir el origen de la humanidad, rastreando el origen en el tiempo.
El ADNmt está muy conservado y sus tasas de mutación relativamente lentas (en comparación con otras regiones del ADN, como los microsatélites) lo hacen útil para estudiar las relaciones evolutivas: la filogenia de los organismos. Los biólogos pueden identificar y luego comparar secuencias de ADNmt en diferentes especies y usar comparaciones para construir un árbol evolutivo para las especies estudiadas. Sin embargo, debido a las lentas tasas de mutación que experimenta, a menudo es difícil distinguir especies estrechamente relacionadas en algún grado, por lo que se deben utilizar otros métodos de análisis.
Mutaciones del ADN mitocondrial
Se puede esperar que los individuos que se someten a herencia unidireccional y poca o ninguna recombinación se sometan al trinquete de Mueller, una acumulación de mutaciones deletéreas, hasta que se pierda la funcionalidad. Las poblaciones animales de mitocondrias evitan esta acumulación debido a un proceso de desarrollo conocido como cuello de botella del mtDNA. El cuello de botella utiliza procesos estocásticos en la célula para aumentar la variabilidad de célula a célula en una carga mutante a medida que se desarrolla el organismo, de modo que un huevo con cierta cantidad de ADNmt mutante crea un embrión en el que diferentes células tienen diferentes cargas mutantes. A continuación, se puede seleccionar el nivel celular para eliminar estas células con más ADNmt mutante, lo que da como resultado la estabilización o reducción de la carga mutante entre generaciones. El mecanismo subyacente al cuello de botella se analiza con metástasia matemática y experimental reciente y proporciona evidencia de la combinación de la división aleatoria del mtDNA en divisiones celulares y el recambio aleatorio de moléculas de mtDNA dentro de la célula.
Herencia paterna
En los moluscos bivalvos se observa una herencia unidireccional doble del mtDNA. En estas especies, las hembras tienen solo un tipo de mtDNA (F), mientras que los machos tienen mtDNA de tipo F en sus células somáticas, pero mtDNA de tipo M (que puede alcanzar un 30% de divergencia) en las células de la línea germinal. En las mitocondrias hereditarias de la madre, también se han informado algunos insectos, como moscas de la fruta, abejas y cigarras periódicas.
La herencia mitocondrial masculina se descubrió recientemente en pollos de Plymouth Rock. La evidencia apoya casos raros de herencia mitocondrial masculina en algunos mamíferos. En particular, existen casos documentados de ratones en los que posteriormente se rechazaron las mitocondrias hereditarias masculinas. Además, se ha encontrado en ovinos y bovinos clonados. Una vez se encontró en el cuerpo de un hombre.
Si bien muchos de estos casos involucran la clonación de embriones o el posterior rechazo de las mitocondrias paternas, otros documentan la herencia in vivo y la persistencia en un entorno de laboratorio.
Donación mitocondrial
El método de FIV, conocido como donación mitocondrial o terapia de reemplazo mitocondrial (MST), da como resultado descendencia que contiene ADNmt de donantes femeninas y ADN nuclear tanto de la madre como del padre. En un procedimiento de transferencia de huso, se inyecta un núcleo de óvulo en el citoplasma de un óvulo de una donante cuyo núcleo se ha extraído pero que aún contiene el ADNmt de la donante. Luego, el óvulo compuesto se fertiliza con el esperma del hombre. Este procedimiento se utiliza cuando una mujer con mitocondrias genéticamente deficientes quiere tener descendencia con mitocondrias sanas. El primer niño conocido que nació de la donación de mitocondrias fue un niño nacido de una pareja jordana en México el 6 de abril de 2016.
Estructura del ADN mitocondrial
En la mayoría de los organismos multicelulares, el mtDNA, o mitogenoma, está organizado como un DNA de doble hebra, redondo, circularmente cerrado. Pero en muchos organismos unicelulares (por ejemplo, tetraquimenos o el alga verde Chlamydomonas reinhardtii) y, en casos raros, en organismos multicelulares (por ejemplo, en algunas especies de cnidarios), el ADNmt se encuentra como ADN organizado linealmente. La mayoría de estos ADNmt lineales poseen telómeros independientes de la telomerasa (es decir, los extremos del ADN lineal) con diferentes modos de replicación, lo que los convirtió en sujetos de investigación interesantes, ya que muchos de estos organismos unicelulares con ADNmt lineal son patógenos conocidos.
Para el ADN mitocondrial humano (y probablemente para los metazoos), generalmente están presentes 100-10,000 copias separadas de ADNmt en la célula somática (los óvulos y los espermatozoides son las excepciones). En los mamíferos, cada una de las moléculas de ADNmt circular de doble hebra consta de 15.000-17.000 pares de bases. Las dos hebras de mtDNA difieren en su contenido de nucleótidos, la hebra rica en guanida se llama cadena pesada (o cadena H) y la hebra rica en cinosina se llama cadena ligera (o hebra L). La cadena pesada codifica 28 genes, mientras que la cadena ligera codifica 9 genes, para un total de 37 genes. De los 37 genes, 13 están destinados a proteínas (polipéptidos), 22 a la transferencia de ARN (ARNt) y dos a subunidades pequeñas y grandes de ARN ribosómico (ARNr). El mitogenoma humano contiene genes superpuestos (ATP8 y ATP6, así como ND4L y ND4: ver Mapa del genoma mitocondrial humano) que son raros en los genomas animales. El patrón de 37 genes también se encuentra entre la mayoría de los metazoos, aunque, en algunos casos, faltan uno o más de estos genes y el rango de tamaños de mtDNA es mayor. Existe una variación aún mayor en el contenido y tamaño de los genes del mtDNA entre hongos y plantas, aunque parece haber un subconjunto importante de genes que está presente en todos los eucariotas (con la excepción de unos pocos que no tienen mitocondrias). Algunas especies de plantas tienen grandes mtDNA (hasta 2.500.000 pares de bases por molécula de mtDNA), pero sorprendentemente, incluso estos enormes mtDNA contienen el mismo número y tipos de genes que las plantas relacionadas con mtDNA mucho más pequeño.
El genoma de la mitocondria del pepino (Cucumis sativus) consta de tres cromosomas en anillo (1556, 84 y 45 kb de longitud), que son total o ampliamente autónomos en términos de su replicación.
Se han encontrado seis tipos principales de genomas en los genomas mitocondriales. Estos tipos de genoma han sido clasificados por Kolesnikov y Gerasimov (2012) y se diferencian de varias formas, como el genoma circular versus lineal, el tamaño del genoma, la presencia de intrones o estructuras plasmídicas similares, y si el material genético es una molécula especial, una colección. de moléculas homogéneas o heterogéneas.
Decodificando el genoma de los animales
En las células animales, solo existe un tipo de genoma mitocondrial. Este genoma contiene una molécula circular de entre 11 y 28 kpb de material genético (tipo 1).
Decodificando el genoma de la planta
Hay tres tipos diferentes de genoma que se encuentran en plantas y hongos. El primer tipo es un genoma circular, que tiene intrones (tipo 2) con una longitud de 19 a 1000 kbp. El segundo tipo de genoma es un genoma circular (alrededor de 20-1000 kbp), que también tiene una estructura plasmídica (1kb) (tipo 3). El último tipo de genoma que se puede encontrar en plantas y hongos es un genoma lineal formado por moléculas de ADN homogéneas (tipo 5).
Decodificando el genoma de los protistas
Los protistas contienen una amplia variedad de genomas mitocondriales que incluyen cinco tipos diferentes. Los tipos 2, 3 y 5, mencionados en el genoma de plantas y hongos, también existen en algunos protozoos, así como en dos tipos de genomas únicos. El primero es una colección heterogénea de moléculas de ADN circulares (tipo 4), y el tipo de genoma final que se encuentra en los protistas es una colección heterogénea de moléculas lineales (tipo 6). Los tipos de genoma 4 y 6 varían de 1 a 200 kb.,
La transferencia de genes endosimbióticos, el proceso de genes codificados en el genoma mitocondrial, es transportada principalmente por el genoma celular, lo que probablemente explica por qué los organismos más complejos, como los humanos, tienen genomas mitocondriales más pequeños que los organismos más simples como los protozoos.
Replicación del ADN mitocondrial
El ADN mitocondrial se replica mediante el complejo de ADN polimerasa gamma, que consta de una ADN polimerasa catalítica de 140 kDa codificada por el gen POLG y dos subunidades accesorias de 55 kDa codificadas por el gen POLG2. El dispositivo de replicación está formado por ADN polimerasa, TWINKLE y proteínas SSB mitocondriales. TWINKLE es una helicasa que desenrolla longitudes cortas de dsDNA en la dirección de 5 "a 3".
Durante la embriogénesis, la replicación del mtDNA está estrechamente regulada desde el ovocito fertilizado hasta el embrión preimplantado. La reducción efectiva en el número de células en cada mtDNA celular juega un papel en el cuello de botella mitocondrial, explotando la variabilidad de célula a célula para mejorar la herencia de mutaciones dañinas. En la etapa de blastocitos, el inicio de la replicación del mtDNA es específico para las células troftocodificadoras. Por el contrario, las células de la masa celular interna restringen la replicación del ADNmt hasta que reciben señales para diferenciarse en tipos celulares específicos.
Transcripción de ADN mitocondrial
En las mitocondrias animales, cada hebra de ADN se transcribe continuamente y produce una molécula de ARN policistrónica. Los TRNA están presentes entre la mayoría (pero no todas) las regiones codificantes de proteínas (ver Mapa del genoma de las mitocondrias humanas). Durante la transcripción, el ARNt adquiere la forma L característica, que es reconocida y escindida por enzimas específicas. Cuando se procesa el ARN mitocondrial, se liberan fragmentos individuales de ARNm, ARNr y ARNt del transcrito primario. Por tanto, los ARNt plegados actúan como puntuación menor.
Enfermedades mitocondriales
La noción de que el mtDNA es particularmente susceptible a las especies reactivas de oxígeno generadas por la cadena respiratoria debido a su proximidad sigue siendo controvertida. El ADNmt no acumula más base oxidativa que el ADN nuclear. Se ha informado que al menos algunos tipos de daño oxidativo del ADN se reparan de manera más eficiente en las mitocondrias que en el núcleo. El mtDNA está repleto de proteínas que parecen ser tan protectoras como las proteínas de la cromatina nuclear. Además, las mitocondrias han desarrollado un mecanismo único que mantiene la integridad del mtDNA mediante la degradación de genomas excesivamente dañados, seguida de la replicación del mtDNA intacto / reparado. Este mecanismo está ausente en el núcleo y es activado por varias copias de mtDNA presentes en las mitocondrias. Las mutaciones en el mtDNA pueden provocar un cambio en las instrucciones de codificación de algunas proteínas, lo que puede afectar el metabolismo y / o la aptitud del organismo.
Las mutaciones del ADN mitocondrial pueden provocar una serie de enfermedades, incluida la intolerancia al ejercicio y el síndrome de Kearns-Sayre (KSS), que hace que una persona pierda la función completa de los movimientos del corazón, los ojos y los músculos. Alguna evidencia sugiere que pueden contribuir significativamente al proceso de envejecimiento y están asociados con patología relacionada con la edad. Particularmente en el contexto de una enfermedad, la proporción de moléculas de ADNmt mutante en una célula se llama heteroplasma. Las distribuciones del heteroplasma dentro de la célula y entre las células dictan el inicio y la gravedad de la enfermedad y están influenciadas por procesos estocásticos complejos dentro de la célula y durante el desarrollo.
Las mutaciones en los ARNt mitocondriales pueden ser responsables de enfermedades graves como los síndromes MELAS y MERRF.
Las mutaciones en genes nucleares que codifican proteínas que utilizan mitocondrias también pueden contribuir a la enfermedad mitocondrial. Estas enfermedades no se ajustan a los patrones de herencia mitocondrial, sino que siguen patrones de herencia mendeliana.
Más recientemente, se han utilizado mutaciones en el mtDNA para ayudar a diagnosticar el cáncer de próstata en pacientes con biopsia negativa.
Mecanismo de envejecimiento
Si bien la idea es controvertida, algunas pruebas sugieren un vínculo entre el envejecimiento y la disfunción del genoma mitocondrial. En esencia, las mutaciones en el mtDNA interrumpen el cuidadoso equilibrio de la producción de oxígeno reactivo (ROS) y la producción enzimática de ROS (por enzimas como la superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa y otras). Sin embargo, algunas mutaciones que aumentan la producción de ROS (por ejemplo, al reducir las defensas antioxidantes) en los gusanos aumentan en lugar de disminuir su longevidad. Además, las ratas topo desnudas, roedores del tamaño de un ratón, viven unas ocho veces más que los ratones, a pesar de una disminución en la protección antioxidante en comparación con los ratones y un mayor daño oxidativo a las biomoléculas.
En un momento, se creyó que se trataba de un ciclo de retroalimentación positiva en funcionamiento ("ciclo vicioso"); a medida que el ADN mitocondrial acumula daño genético causado por radicales libres, las mitocondrias pierden su función y liberan radicales libres en el citosol. La función mitocondrial disminuida disminuye la eficiencia metabólica general. Sin embargo, este concepto finalmente fue refutado cuando se demostró que los ratones modificados genéticamente para acumular mutaciones del mtDNA a un ritmo mayor envejecen prematuramente, pero sus tejidos no producen más ROS como lo predice la hipótesis del ciclo vicioso. Si bien se mantiene el vínculo entre la longevidad y el ADN mitocondrial, algunos estudios han encontrado correlaciones entre las propiedades bioquímicas del ADN mitocondrial y la longevidad de las especies. Se está llevando a cabo una amplia investigación para explorar más a fondo esta relación y las técnicas anti-envejecimiento. La terapia génica y la suplementación nutracéutica son áreas populares de investigación en curso. Bjelakovic y col. analizaron los resultados de 78 estudios entre 1977 y 2012, que involucraron un total de 296,707 participantes, concluyeron que la suplementación con antioxidantes no redujo la mortalidad por ninguna causa ni prolongó la vida, mientras que algunos de estos, como el betacaroteno, la vitamina E y dosis más altas de vitamina A, en realidad puede aumentar la mortalidad.
Los puntos de corte de eliminación a menudo se encuentran dentro o cerca de regiones que muestran conformaciones no canónicas (no B), a saber, horquillas, cruciformes y elementos similares a tréboles. Además, existe evidencia que respalda la participación de regiones curvas distorsionadas en espiral y tétradas G largas en la identificación de eventos de inestabilidad. Además, se observaron consistentemente puntos de mayor densidad en las regiones con sesgo de GC y en la vecindad inmediata del fragmento degenerado de la secuencia YMMYMNNMMHM.
¿En qué se diferencia el ADN mitocondrial del ADN nuclear?
A diferencia del ADN nuclear, que se hereda de ambos padres y en el que los genes se reorganizan durante la recombinación, generalmente no hay cambios en el ADNmt de los padres a la descendencia. Aunque el mtDNA también se recombina, lo hace con copias de sí mismo dentro de la misma mitocondria. Debido a esto, la tasa de mutación del ADNmt animal es más alta que la del ADN nuclear. El ADNmt es una herramienta poderosa para rastrear el linaje a través de las hembras (matrilinaje) y se ha utilizado en esta función para rastrear el linaje de muchas especies hace cientos de generaciones.
La rápida frecuencia de mutaciones (en animales) hace que el mtDNA sea útil para evaluar las relaciones genéticas de individuos o grupos dentro de una especie, y para identificar y cuantificar la filogenia (relaciones evolutivas) entre diferentes especies. Para hacer esto, los biólogos determinan y luego comparan la secuencia del mtDNA con diferentes individuos o especies. Los datos de comparación se utilizan para construir una red de relaciones de secuencia que proporcionen una evaluación de las relaciones entre individuos o especies de las que se derivó el mtDNA. El mtDNA se puede utilizar para evaluar la relación entre especies cercanas y distantes. Debido a la alta frecuencia de mutaciones del mtDNA en animales, las posiciones del tercer codón cambian con relativa rapidez y, por lo tanto, proporcionan información sobre las distancias genéticas entre individuos o especies estrechamente relacionados. Por otro lado, la tasa de sustitución de las proteínas mt es muy baja, por lo que los cambios de aminoácidos se acumulan lentamente (con los correspondientes cambios lentos en las posiciones del primer y segundo codón) y, por lo tanto, proporcionan información sobre las distancias genéticas de distantes. parientes. Por lo tanto, los modelos estadísticos que tienen en cuenta la frecuencia de sustitución entre las posiciones de los codones por separado pueden usarse para evaluar simultáneamente la filogenia que contiene especies cercanas y distantes.
Historia del descubrimiento del mtDNA
El ADN mitocondrial fue descubierto en la década de 1960 por Margit M.K. Nas y Sylvan Nas utilizando microscopía electrónica como hebras sensibles a la ADNasa dentro de las mitocondrias, y por Ellen Hasbrunner, Hans Tuppy y Gottfried Shatz a partir de análisis bioquímicos de fracciones mitocondriales altamente purificadas.
El ADN mitocondrial se reconoció por primera vez en 1996 durante el Tennessee State vs. Paul Ware. En la demanda de 1998 de la Commonwealth of Pennsylvania contra Patricia Lynn Roerrer, el ADN mitocondrial se admitió por primera vez como prueba en Pennsylvania. El caso apareció en el episodio 55 de la quinta temporada de la serie de juicios forenses dramáticos reales (temporada 5).
El ADN mitocondrial se reconoció por primera vez en California durante el enjuiciamiento exitoso de David Westerfield por el secuestro y asesinato en 2002 de Daniel van Dam, de 7 años, en San Diego: se usó para identificar tanto a humanos como a perros. Esta fue la primera prueba en los Estados Unidos para resolver el ADN canino.
Bases de datos MtDNA
Se han creado varias bases de datos especializadas para recopilar secuencias del genoma mitocondrial y otra información. Si bien la mayoría de ellos se enfocan en datos de secuencia, algunos incluyen información filogenética o funcional.
- MitoSatPlant: Base de datos de microsatélites viridiplant mitocondrial.
- MitoBreak: base de datos de puntos de control de ADN mitocondrial.
- MitoFish y MitoAnnotator: base de datos del genoma de peces mitocondriales. Véase también Cawthorn et al.
- MitoZoa 2.0: Base de datos para el análisis comparativo y evolutivo de genomas mitocondriales (ya no está disponible)
- InterMitoBase: Plataforma de análisis de interacción de proteínas y base de datos anotada para las mitocondrias humanas (última actualización en 2010 pero aún no disponible)
- Mitome: base de datos para la genómica mitocondrial comparativa en animales multicelulares (ya no está disponible)
- MitoRes: recurso de genes mitocondriales codificados en el núcleo y sus productos en metazoos (ya no se actualiza)
Existen varias bases de datos especializadas que informan sobre polimorfismos y mutaciones en el ADN mitocondrial humano, junto con una evaluación de su patogenicidad.
- MITOMAP: un compendio de polimorfismos y mutaciones en el ADN mitocondrial humano.
- MitImpact: colección de proyecciones de patogenicidad predichas para todos los cambios de nucleótidos que causan sustituciones no sinónimos en genes que codifican proteínas mitocondriales humanas.
