Matroklinní dědičnost

Matroklinní (mitochondriální) dědičnost

Dědičnost vázaná na mitochondrie

Mitochondrie jsou organely eukaryot s klíčovým významem v uvolňování chemické energie, v jejím přenášení a využití.
Vznikají autoreprodukcí.
Obsahují malé množství specifické DNA; mitochondriální geny jsou nahloučeny těsně vedle sebe, neobsahují intronové úseky; jsou přepisovány do mRNA.
U mitochondrií nalézáme jiné stopkodony AGA, AGG.
UGA – kóduje Trp, AUA – Met, CUA – Thr.
Nejsou přítomny bílkoviny typu histonů.
Probíhá rychlejší a četnější replikace než u DNA eukaryot.
Nemá opravné systémy; mitochondriální choroby = chronická onemocnění často s pozdním nástupem.
Mitochondriální DNA i plastidová DNA mají řadu společných znaků: obě tyto DNA jsou v daných organelách přítomny ve formě volně uložených molekul; mitochondriální DNA (i ctDNA) mají strukturu cyklické dvoušroubovice, tzn. že opačné konce řetězce makromolekuly DNA jsou vzájemně spojeny; taková molekula pak nemá ani začátek, ani konec, a lze ji zakreslit kružnicí.

Mitochondriální DNA se obvykle nachází v mitochondriální matrix a občas je připojena k vnitřní mitochondriální membráně.

Mitochondriální genom je děděn výhradně téměř po maternální linii.
Geny, které jsou obsaženy v molekule mtDNA kódují proteiny respiračního řetězce, jednotky ATPázového komplexu, podjednotky NADH-dehydrogenázového komplexu, dva geny pro ribozomální RNA-ázu a 22 genů pro molekuly transportní RNA.
V mtDNA rozlišujeme řetězec těžký H (vyšší obsah purinů) a lehký L (vyšší obsah pyrimidinů). Většina genů kódovaných v mtDNA je uložena v řetězci H. Jsou to především geny pro cytochrom-c-oxidázový komplex, pro podjednotky 6 a 8 ATPázového komplexu a gen pro cytochrom-b. Také geny pro NADH-dehydrogenázový komplex (7 podjednotek) a NADH-reduktázový komplex (7 podjednotek) jsou uloženy v H-řetězci mtDNA. Oproti tomu L-řetězec mtDNA nese genetickou informaci pro podjednotku 6 NADH-reduktázového komplexu a pro 14 typů molekul transportní RNA. Navíc nese H-řetězec informaci o jednom dlouhém fragmentu mRNA a o jednom krátkém fragmentu rRNA. Také většina tRNA molekul je kódována v H-řetězci.
Chondrinogeny, neboli geny vázané na mitochondrie se dědí tzv. cytoplazmatickou dědičností.

Podrobnější informace naleznete na stránce Mitochondriální onemocnění.

Molekulárně genetickou podstatou mitochondriálních patologií mohou být buď delece, oblast 5 kb dlouhá mezi geny pro ND5 (NADH-dehydrogenázová subjednotka 5) ATPáza 8 (ATP-ázová podjednotka 8) nebo bodové mutace (většinou měnící smysl čtení kodonu - missense nebo substituce) př. delecí mohou být např. Kearns-Sayre syndrom s charakteristickou progresivní externí oftalmoplegií, pigmentovou degenerací sítnice a srdečními a cerebelárními obtížemi.

Mezi mitochondriální patologie způsobené bodovými mutacemi patří např. LHON (Leberova Hereditální Optická Neuropatie); onemocnění je charakteristické slepotou mužů mladších 25 let; penetrance choroby je 3–4krát vyšší u mužů než u žen.

Dalšími bodovými mutacemi, které zapříčiňují mitochondriální poruchy jsou syndrom MELAS (Mitochondria Myopathy, Encephalopathy, Lactic Acidosis, Stroke-like episodes), jehož první příznaky nastupují mezi 5.–15. rokem života jedince. Genetickou podstatou je 1-nukleotidová substituce v genu pro tRNA leucinu (pozice 3243).

Syndrom MERF (Myoclonic Epilepsy with Ragged red Fibers), který se manifestuje u postižených osob mezi 5.–12. rokem života jedince.

Odkazy

ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. [cit. 11.02 2010]. <http://www.stefajir.cz>.