Gibt es einen Grund für die Variation der mitochondrialen DNA-Größe?

Wie mein Lehrbuch An Introduction to Genetic Analysis zeigt, enthält die mitochondriale Hefe-DNA etwa 78 kb genetische Daten, während die menschliche mitochondriale DNA 17 kb enthält. Gibt es einen evolutionären Grund für diese drastische Größenänderung? Gibt es auch Besonderheiten in Bezug auf die mitochondriale Funktion, die durch diese Größenreduzierung beeinträchtigt wurden?

Verweise

  • Griffiths, Anthony JF Eine Einführung in die genetische Analyse. New York: W. H. Freeman, 2000.
Ich weiß, dass Hefe sehr wenig nicht-kodierende DNA haben soll, aber könnte es möglich sein, dass Mitochondrien in Hefe mehr Intron-Regionen haben?
Es gibt ein Diagramm, das die Abnahme der Intronregionen für Menschen zeigt. Könnte der einzige evolutionäre Grund für den Rückgang dennoch sein, dass es einfach effizienter bei der Replikation ist, oder die Effizienz der Verwendung von Nukleinsäuren?
Ich denke, um den evolutionären Aspekt dieser Frage fair zu betrachten, muss man neben der menschlichen Hefe und der Bierhefe viele andere Organismen berücksichtigen. Ein Abgleich der Genome oder vielleicht eine einfache Liste der codierten Gene wird die Frage der Funktionsbeeinträchtigung bei Änderungen der Genomgröße beantworten.

Antworten (3)

Einer der Faktoren, die zur Größe des mitochondrialen Hefegenoms beitragen, sind „egoistische“ mobile genetische Elemente, die als Homing-Endonuklease-Gene (HEGs) bezeichnet werden. Diese Gene werden typischerweise in Introns gefunden, die ortsspezifische DNA-Endonukleasen codieren. Diese Endonukleasen spalten die HEG – -Allele während der Hefepaarung, was zu einer DNA-Rekombination unter Verwendung des HEG + -Allels als Matrize führt. Ich vermute, dass im Laufe der Zeit, als Organismen komplexer wurden und HEGs nicht mehr mobilisiert werden konnten, sie im Genom des Organismus fixiert würden. Nach der Fixierung gibt es keinen Selektionsdruck, um den offenen Leserahmen des HEG oder des darin codierten Introns aufrechtzuerhalten ( Ref). Dies führt schließlich zum Verlust des HEG und des Introns, da sie dem Genom des Organismus keinen wirklichen Nutzen bringen.

Ich weiß nicht, wie viel des mitochondrialen Hefegenoms von diesen Introns aufgenommen wird. Ich glaube, dass es 4 davon in Hefe gibt, einige der Introns benötigen auch reverse Transkriptase zum Spleißen und zur Mobilität. Andere Pilzarten können viel mehr Introns und manchmal seltsame Dinge haben, wie Introns, die in Introns eingebettet sind.

Kürzere DNA würde eine einfachere Synthese ermöglichen, aber mehr Introns könnten mehr unterschiedliche Transkriptionsfaktoren ermöglichen, um die Genexpression zu beeinflussen.

Menschliche Mitochondrien müssen wahrscheinlich nicht so anpassungsfähig sein wie Mitochondrien in Hefe, da die Umgebung einer menschlichen Zelle tendenziell stabiler ist. Dies könnte einen tragfähigen Grund dafür liefern, warum menschliche Mitochondrien nicht so viele Introns benötigen, aber so stelle ich mir die Dinge nur vor. Ich habe keine Beweise oder Erfahrung, um irgendetwas davon zu validieren - es ist nur eine Möglichkeit.

Vielzellige haben mt-DNA, die 14 - 20 kb enthält, aber Pflanzen haben mt-DNA, die 200 - 2500 kb enthalten. Hefe-mt-DNA liegt dazwischen. Es scheint, dass die Rolle der Mitochondrien eher ihre Größe als ihre Entwicklung bestimmt.lífið

Hallo und willkommen bei biology.sx. Es wäre großartig, wenn Sie einige Referenzen hinzufügen könnten, damit interessierte Leser dies nachverfolgen können.
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