От матери к ребенку: передача митохондрий в структуре ДНК

Еще в 19-м веке ученые, изучая клетку под единственными имевшимися тогда микроскопами, заметили в ней некоторые странные частицы, так часто называющиеся «митохондриями» в современном мире. Теперь же, давно известно, что набор митохондрий ребенок может получить лишь от материнской ДНК. Однако с чем связано подобное решение организма.

Что такое митохондрия

Митохондриями в биологическом мире называют двумембранный органоид (клеточную структуру), занимающийся синтезом молекулы АТФ. Иначе говоря, митохондрия – это своего рода энергетический запас клетки, которые как вырабатывают, так и перерабатывают имеющуюся энергию.
Интересно: До сих пор доподлинно неизвестно, сколько может быть митохондрий в клетке. Однако количество точно начинается с единиц, а заканчивается тысячами!
Подобный органоид известен своей непостоянной формой и размерами, но чаще всего можно встретить округлые и вытянутые митохондрии.

Открытия XXI столетия

В июне 2016 года в журнале Science появилось сообщение о том, что снабжающие клетки энергией клеточные органеллы под названием митохондрии разрушаются в сперме отца сразу после оплодотворения яйца. Протеин CPS-6 отсекает митохондриальную ДНК в мужской сперме и поэтому ДНК не может производить протеины, необходимые ей для снабжения клетки энергией. Сохранение отцовской ДНК может повредить развивающийся эмбрион.
На протяжении многих лет загадкой биологии являлся тот факт, что у очень многих организмов наследуются лишь материнские митохондриальные ДНК.

 


Миллионы лет тому назад митохондрии представляли собой простые клетки. Сегодня они производят энергию для более сложных клеток, но обладают своим собственным геномом. ДНК митохондрий проще и короче молекул ДНК, находящихся в ядрах клеток.
Для наблюдения за тем, как сперма червя Caenorhabditis elegans оплодотворяет яйца, был использован электронный микроскоп. На Полученные изображения показали, как разрушаются митохондрии. Для определения того, какие именно гены отвечают за этот процесс, учёные исследовали, что может измениться, если некоторые гены не работают. Под подозрением оказался ген, отвечающий за выработку протеина CPS-6.
Обычно CPS-6 контролирует запрограммированный процесс гибели клетки для того, чтобы количество старых и новых клеток было сбалансировано. Но учёные нашли, что во время оплодотворения CPS-6 может проникать во внутренние области митохондрии и разрезать митохондриальную ДНК на отдельные части, а без специальных инструкций митохондрия не может выполнять свою работу.


Однако CPS-6 не работает в одиночку. Ещё ранее был изучен другой процесс – аутофагия, который помогает разрушению отцовской митохондрии после оплодотворения. Аутофагия создаёт в яйце специальные структуры, которые растаскивают части отцовской митохондрии и ломают их. Кажется, что два фактора работают совместно: без протеина CPS-6, выступающего в роли метки, аутофагия не может быстро растаскивать ненужные митохондрии. Исследование показало, что отцовская митохондрия активно взаимодействует с материнским механизмом разрушения.
В том случае, если процесс удаления митохондрии замедляется, вероятность гибели эмбриона увеличивается. Таким образом, отцовская митохондрия вмешивается в процесс нормального развития, но причины этого пока недостаточно ясны.


Также неизвестно, в какой степени обнаруженное явление свойственно организму человека. Правда, аналогичный CPS-6 протеин найден и у человека и он также контролирует гибель клетки. Исследования, проведённые на насекомых и мышах предполагают, что обнаруженный процесс лишь немного отличается у разных разновидностей живых существ.


Таким образом, можно сказать, что митохондрии – это одни из основополагающих органоидов, которые отвечают за выработку энергии, но наследоваться могут исключительно по материнской линии, ввиду ряда объективных причин.

0

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *