Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/downur/public_html/product.php on line 117

ساختارهای درون سلولی شبه میتوكندری - دانلود



ساختارهای درون سلولی شبه میتوكندری در 21 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc

ساختارهای درون سلولی شبه میتوكندری در 21 صفحه word  قابل ویرایش با فرمت doc

فهرست مطالب:

مقدمه: 
ساختار میتوكندری :
ژنوم میتوكندری انسان:

میتوكندریها نیمه خودمختار هستند: 

میتوكندریها وراثت مادری دارند:
هنزوپلاسمی و تفكیك رپلیكاتیو:
نوتركیبی mtDNA : 
كامل شدن (complementation) mtDNA :
میزان بالای موتاسیون در mtDNA : 
تنوع پلی مورفیك mtDNA در جمعیت‌های انسانی: 
ژنتیک میتوکندریایی

همانند سازی mtDNA:
ترجمهmtDNA:

فرایندهای میتوكندریابی:


مقدمه:

اولین گزارشات در ارتباط با ساختارهای درون سلولی شبه میتوكندری به 150 سال پیش برمی‌گردد. واژه میتوكندری كه از دو كلمه یونانی mitos بمعنی نخ یا رشته و chondros به معنی
گرانول منشا گرفته است؛ برای اولین بار صد سال پیش مورد استفاده قرار گرفت. عملكرد اصلی این ارگانل كروی یا میله‌ای شكل كه صدها عدد از آن در یك سلول وجود دارد،
فسفریلاسیون اكسیداتیو است؛ بعبارت دیگر اكسیداسیون سوبستراها به Co2 و آب و فراهم كردن تركیب پرانرژی ATP برای سلولها؛ و به همین دلیل است كه میتوكندری را نیروگاه یا
موتورخانه سلول نیز می‌نامند. بیماریهای دژنراتیو بسیار زیادی تا به امروز با نارسایی‌ها و اختلالات میتوكندری مرتبط شده‌اند. این بیماریها می‌توانند در اثر موتاسیون در DNA میتوكندری و
یا DNA هسته ایجاد شوند. اولین بیماریهای میتوكندریایی كه در سطح ملكولی درك شدند؛ در یك بیمار CPEO (فلج مزمن پیشرونده عضلات چشمی خارجی) و KSS
(سندرمkearns-sayre) گزارش شدند. در همان زمان wallace موتاسیونی نقطه‌ای را در ژن ND6 گزارش كرد كه با LHON (نوروپاتی چشمی ارثی لبر) مرتبط است. در سال 1990، دوموتاسیون جدید، یكی
در ژن لایزیل- tRNA در سندرم MERRF و دیگری در ژن لوسیل - tRNA در سندرم MELAS گزارش شدند. طیف فتوتیپی بیماریهای میتوكندریایی از میوپاتی‌های نادر تا بیماریهای متعدد را
شامل می‌شود. برخی موتاسیونهای mtDNA، علائم و نشانه‌های منحصر و ویژه‌ای دارند؛ مثل جهش‌های اشتباهی كه موجب نوروپاتی چشمی ارثی لبر می‌شوند در حالیكه بقیه
تظاهرات مولتی سیستم متنوعی را شامل می‌شوند مثل جهش‌های حذفی كه موجب CPEO می‌شوند. بیماریهای میتوكندریایی بواسطه وراثت مادری، وراثت منرلی و نیز نوتركیبی‌های
دوتایی نو، قادر به انتقال می‌باشند. این پیچیدگی ژنتیكی از این حقیقت ناشی می‌شود كه میتوكندری از حدود 1000 ژن كه در بین ژنوم میتوكندری  و هسته پخش شده‌اند، تشكیل
شده است. علاوه بر این بیماریهای میتوكندریایی غالباً شروع تاخیری و یك دوره پیش رونده دارند كه احتمالاً از تجمع جهش‌های سوماتیك mtDNA در بافت‌های post-mitotic حاصل
شده‌اند. این موتاسیونهای سوماتیك mtDNA همچنین در سرطان و پیری نیز نقش دارند. اگرچه بیماریهای میتوكندریایی هر ارگانی را ممكن است درگیر كنند اما این بیماریها غالباً CNS،
عضلات اسكلتی، قلب، كلیه و سیستم‌های اندوكرین را تحت تاثیر قرار می‌دهند. علت این پیچیدگی‌های فتوتیپی، نقش مهم میتوكندری در انواع پروسه‌های سلولی شامل تولید انرژی
سلولی بوسیله فسفریلاسیون اكیداتیو، تولید گونه‌های سمی فعال اكسیژن (ROS) بعنوان یك محصول جانبی در فسفریلاسیون اكسیداتیو و تنظیم شروع آپوپتوزاز طریق فعال شدن
نفوذپذیری پورهای انتقالی میتوكندری (mtPTP) است. (19، 20 و 24)

ساختار میتوكندری :

میتوكندری  واجد یك غشای بیرونی و یك غشای داخلی است كه دو فضای داخلی را ایجاد می‌كنند: ماتریكس داخلی و فضای بین دو غشا كه بسیار باریك است. غشای داخلی
چین‌خورده و تعداد زیادی كریستا ایجاد می‌كند كه كل سطح آنرا بمقدار زیادی افزایش می‌دهد. سطح وسیع غشای داخلی، آنزیم‌های دستگاه مولد انرژی میتوكندریایی (زنجیره تنفسی)
را در خود جای داده است. ماتریكس میتوكندری  واجد نسخه‌های یكسان متعددی از ژنوم میتوكندری، ریبوزوم‌های ویژه میتوكندری (میتوریبوزوم)، tRNAها و آنزیم‌های متنوعی است كه
برای بیان ژنهای میتوكندری مورد نیازند. (20)

ژنوم میتوكندری انسان:

 حضور DNA در میتوكندری  در سال 1963 و با استفاده از میكروسكوپ الكترونی مشخص شده است. DNA میتوكندریایی انسان یك ملكول مدور بسته دو رشته‌ای با 16569 جفت
نوكلئوتید است. دو رشته mtDNA كه به رشته‌های H (سنگین) و L (سبك) معروفند، یك عدم تقارن غیر معمول در تركیب بازهایشان دارند. زنجیره H غنی از پورین است در حالیكه زنجیره L
غنی از پیریمیدین می‌باشد. سبك و سنگین به تحرك متفاوت رشته‌ها در گرادیانهای سزیم كلراید قلیایی اطلاق می‌شود. mtDNA انسان یكی از متراكم‌ترین و فشرده‌ترین بخش‌های
اطلاعات ژنتیكی است. در mtDNA، اینترون وجود ندارد و حتی بعضی از ژنهای آن هم‌پوشانی دارند. DNA میتوكندریایی انسان واجد ژنهایی برای سیزده پروتئین (كه همگی زیر واحدهای
كمپلكس‌های آنزیمی زنجیره تنفسی هستند)، 22 tRNA و دو rRNA است. پلی‌پپتیدهایی كه توسط mtDNA كد می‌شوند عبارتند از: هفت زیر واحد از 42 زیر واحد تشكیل‌دهنده كمپلكس

كه عبارتند از: ND5, ND4 , ND3, ND­2, ND1  وND6 یك زیرواحد از یازده زیر واحد تشكیل دهنده كمپلكس III كه همان cyt b است؛ سه زیر واحد از 13 زیر واحد كمپلكس IV كه عبارتند از:
COI (سیتوكروم c اكسیداز)، و COII ؛ دو زیر واحد از 16 زیرواحد كمپلكس V كه عبارتند از: ATPase6 و ATPase8. سایر زیرواحدهای پروتئینی كمپلكس‌های زنجیره تنفسی و نیز دیگر
پروتئین‌های میتوكندری، توسط ژنوم هسته كد شده و سپس به میتوكندری منتقل می‌شوند (حدود 1000 پلی‌پپتید). هر میتوكندری واجد 10-2 كپی از DNA میتوكندری است.
میتوكندریها از این نظر كه تحت كنترل دو سیستم ژنتیكی DNA هسته و DNA میتوكندری هستند، در بین ارگانل‌های سلولی منحصر بفردند. توالی نوكلئوتیدی mtDNA ، 6 تا 17 برابر
سریعتر از توالی‌های ژنی DNA هسته‌ای باز می‌شوند؛ دلایل متعددی در این مورد ارائه شده است: میتوكندریها فاقد سیستم‌های ترمیمی DNA موجود در هسته هستند كه این امر
موجب كارآیی كم میتوكندریها در ترمیم آسیب DNA می‌شود؛ هیستونها در میتوكندری وجود ندارند؛ میتوكندریها بیش از 90% اكسیژنی را كه به سلول وارد می‌شود، مصرف می‌كنند و
بنابراین رادیكالهای آزاد اكسیژن ترجیحاً موجب آسیب DNA میتوكندری می‌شوند. میزان بالای جهش در mtDNA، موجب ایجاد RFLPهای متعدد، واریانت‌های نوكلئوتیدی ناحیه كد كننده و
ناحیه كنترل كننده، واریانت‌های كنفورماسیونی و واریانت‌های طولی می‌شود. واریانت‌های پلی‌مورفیك با ریشه قومیتی و جغرافیایی نمونه‌ها مرتبطند. این مساله احتمالاً به این دلیل
است كه جهش‌های mtDNA در جریان پراكنده شدن اجداد مادری، هنگامی كه زنان به بیرون از آفریقا و به اقلیم‌ها و قاره‌های مختلف مهاجرت كردند، انباشته شده‌اند. (16، 20 و 34)

میتوكندریها نیمه خودمختار هستند:

از آنجائیكه میتوكندریها قادر به همانندسازی ژنوم خود بوده و سیستم‌های همانندسازی، رونویسی و ترجمه مربوط به خود را دارا هستند؛ لذا آنها در داخل سیتوپلاسم سلول انسان مثل
ارگانیسم‌های نیمه مستقل عمل می‌كنند. (20 و 34)

میتوكندریها وراثت مادری دارند:

 وراثت mtDNA متفاوت از وراثت هندسی ژنهای هسته‌ای بوده و در انسان كاملاً مادری است. انتقال پدری mtDNA در مردان، حتی با استفاده از متود ICSI (تزریق داخل سیتوپلاسمی
اسپرم)، نیز نشان داده نشده است. این مساله تا حدود زیادی ناشی از این حقیقت است كه تخم پستاندار واجد حدود یكصد هزار میتوكندری و mtDNA است، در حالیكه اسپرم واجد
حدود یكصد mtDNA است. mtDNAهای اسپرم در هنگام باروری به زایگوت داده می‌شود؛ كه در پیوندهای بین گونه‌ای خاص باقی می‌ماند. با این حال در پیوندهای درون گونه‌ای
میتوكندریهای اسپرم بطور انتخابی حذف می‌شوند. این حذف با این كشف كه میتوكندریهای اسپرم بایوبیكوئیتین نشاندار می‌شوند، مرتبط است. احتمالاً یوبیكوئیتین میتوكندریهای
اسپرم را نشانه‌گذاری می‌كند تا هنگام ورود به اووسیت تجزیه شوند. (17، 24 و 34)

هنزوپلاسمی و تفكیك رپلیكاتیو:

 موقعی كه یك جهش در mtDNA سلول رخ دهد، جمعیت مخلوطی از ملكولهای نرمال و موتانت در داخل سلول بوجود می‌آید كه این پدیده را هتروپلاسمی می‌گویند. اینكه در موقع
تقسیم سلول mtDNA موتانت به كدام سلول دختر منتقل شود، شانسی است. بنابراین درصد mtDNA جهش یافته در رده‌های سلولی مختلف می‌تواند به طرف موتانت خالص یا نرمال
خالص (هموپلاسمی) پیش رود. این فرایند به تفكیك رپلیكاتیو معروف است. مادران با mtDNA هتروپلاسمیك نسبتهای متفاوتی از mtDNA نرمال و جهش یافته را به فرزندان منتقل
می‌كنند. در اغلب اختلالات میتوكندریایی ناشی از موتاسیونهای نقطه‌ای و حذفی، مخلوطی از mtDNA وحشی و موتانت یافت می‌شود.در هیبریدهای سلولی سوماتیك بین رده های
سلولهای انسانی ترانس فورمه، جهت تفكیك ظاهراً تصادفی است. با این حال اگر هیبریداسیون بین سلولهای هلا و فیبروبلاست‌های دیپلوئید و یا بین سلولهای هلا و رده‌های سلولی
لنفوبلاستی باشد، mtDNAهای هلا ترجیحاً از دست می‌روند كه علت این تفكیك رپلیكاتیو جهت‌دار، مشخص نیست. ممكن است این مساله از نظر كلینیكی مهم باشد چرا كه گزارش
شده است كه در سلولهای واجد موتاسیون tRNA بیماریزای MELAS 3243 G ، mtDNAهای وحشی بطور انتخابی از بین می‌روند و mtDNAهای جهش یافته ترجیحاً باقی می‌مانند. به هر
حال قوانین تعیین كننده این تفكیك جهت‌دار mtDNA و فاكتورهای موثر در آن هنوز شناخته نشده‌اند. (20، 24، 34 و 50)



Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/downur/public_html/product.php on line 245