Mitokondrial DNT (mtDNA) nədir

Mitokondrial DNT (qısaca mtDNA), hüceyrələrimizin nüvəsi xaricində böyük molekulların oksigenlə yandırıldığı və enerji istehsalı üçün kiçik molekullara çevrildiyi mitoxondri adlanan orqanoiddə tapılan müstəqil bir DNT hissəsinə verilən addır. Bir sözlə, əsas genetik materialımız olan nüvə DNT-dən asılı olmayan ancaq canlı genomda sayılan bir DNT.

Nüvədəki DNT hər iki tərəfdən məlumat daşıdığından, bəzi kritik məlumatlar birmənalı ola bilər və beləliklə təhlili çətinləşdirə bilər. MtDNA-nı xüsusi edən vacib bir element, demək olar ki, hər zaman yalnız qadınlar tərəfindən, yəni ananın soyundan kişi və qadın nəsillərinə ötürülməsidir. Bu şəkildə, bu DNT-dəki genetik kodun təkamülünü izləyərək, soyun qadın tərəfi milyonlarla il əvvəl izlənilə bilər. Beləliklə, təkamül haqqında çox vacib məlumat əldə edə bilərik. Ancaq atalarımızın da rolunu unutmamalıyıq: atalar heç bir ananın verə bilmədiyi Y xromosomunu yalnız oğlanlara da verir. Əlbətdə ki, mitokondriya həm qadınlarda, həm də kişilərdə olması ilə vacibdir, lakin demək olar ki, həmişə yalnız analardan gəlir.

Mitokondrial DNT (mtDNA) tədqiqatları sayəsində müasir populyasiyaların son ortaq qadın əcdadını (“mitokondriyal Həvva”) və Y xromosom tədqiqatları sayəsində müasir populyasiyaların son ortaq kişi əcdadını (“Adəm Y”) tapmaq mümkündür.

Əlavə olaraq, bu tədqiqatlar sayəsində, populyasiyaların son dəfə təkamül tarixində nə vaxt darlıq (çətinlik)keçdiyini (əhali son dərəcə kiçik, çətin dövrlərdə olduqda) və bu darlıqlardan qurtulduqdan sonra necə yaxşılaşdıqlarını və yenidən yayıldıqlarını araşdıra bilərik. Bəlkə də fərdi olaraq daha vacib olan mtDNA-dakı bəzi mutasiyaların nüvə DNT-sinə baxaraq anlaya bilmədiyimiz xəstəliklərin diaqnozunda iştirak edə bilər. Axı, genetik bir materialdan bəhs edirik. Əslində mtDNA, nüvə DNT ilə müqayisədə çox kiçikdir: nüvənizdəki genetik materialın təxminən 3.3 milyard baza cütü var. mtDNA yalnız 16.569 baz cütüdür. Nüvə DNT-sinizdə təxminən 20.000 gen kodlanır (baxmayaraq ki, bütün genomun yalnız 1-2% -i gendir …). MtDNA-da yalnız 37 gen vardır, bunlardan 13-ü zülal, 22-si nRNT və 2-si rRNT istehsalını idarə edir. Nüvə DNT-nin 1-2%lik  gen yerləşdirmə vəziyyəti ilə müqayisədə, mtDNA-nızın 93% -i genləri kodlayır. Bu günə qədər 30-dan çox nevroloji, mədə-bağırsaq (həzm sistemi), ürək (ürək), tənəffüs, endokrin (hormonal), oftalmoloji (görmə), hematoloji (qan) xəstəliklər mtDNA ilə əlaqələndirilmişdir. Buna görə vacibdir.

mtDNA; POLG və POLG2 adlı genlər tərəfindən şifrələnmiş DNA polimerazı qamma kompleksinin iştirakı ilə çoxalır. Bu bölgü çox vaxt nüvədəki DNT-dən asılı deyil; Bununla birlikdə, bəzi hallarda mtDNA bölünməsi dayandırıla bilər və ya lazım olduqda başlana bilər(hüceyrə bölunməsi kimi).

  • Hər bir mitoxondrionda 2 ilə 10 mtDNA olur. Günümüzdəki canlılarda zülalların böyük əksəriyyəti nüvədəki DNT tərəfindən kodlanır; Bununla yanaşı, tapıntılar bu kodların bəzilərinin əvvəllər mtDNA-da tapıldığını göstərir. Daha sonra mtDNA-dakı məlumatlar, transpozonal sıçrayış adlı bir hadisə nəticəsində nüvə DNT-yə köçürülmüş olur.

Anadan Ötürülmə

Çox hüceyrəli fərdlərdə mtDNA yalnız anadan gəlir. Bunun bir çox sadə səbəbi var: Sperma 100-1000 mtDNA, yumurta isə 100.000-1000000 mtDNA ehtiva edir. Bundan əlavə, mayalanma zamanı meydana gələn biyokimyəvi reaksiyalar, sperma mtDNA-nın böyük bir hissəsinin yumurtaya keçməsinin qarşısını alır. Bundan əlavə, yumurta dölləndikdən sonra sperma və mtDNA yumurta tərəfindən “xarici maddə” kimi qəbul edilir və məhv edilir. Spermada olan mtDNA-nın böyük bir hissəsi onsuz da mitokondriyanın sıx yerləşdiyi quyruq hissəsindədir və quyruq mtDNA-larla birlikdə mayalanma zamanı da tez-tez itir. Bu səbəbdən nəsilə ötürülən mtDNA mənbəyi anadır (istisnadan məqalənin sonunda danışacağıq).

Təkamülü izləyir …

Bu, mtDNA izlərini izləyərək canlıların bütün ana tərəfinin xəritələnməsini təmin edir. Eyni şey yalnız katadan  götürülə bilən Y-xromosomla edilə bilər; Bu vəziyyətdə ata tərəfi təyin olunur. Bu, əsasən mtDNA üzərində yerləşən HVR1 və HVR2 genlərini və dəyişikliklərini izləməklə həyata keçirilir. Bu analiz nəticəsində bu gün bütün itlərin əcdadlarının vəhşi qurdlar olduğu sübut edilmişdir.

 

Mitokondrial Həvva (“Mitokondrial Eve”) adlanan hadisəisə mtDNA izləniminin insana uyğunlaşdırılmış bir versiyasıdır. İnsanların əcdadı mtDNA-nı insanlarda geriyə doğru axtararaq tapıldı. Tapıntılar, daim geri dönən və tədricən müasir meymunların əcdadlarına yaxınlaşan bir əcdaddan inkişaf etdiyimizi açıq şəkildə göstərir. Buna görə bundan əvvəl bir neçə min nəsil (hər 100 ildə 2-3 nəsil xatırlayın) qətiliklə insan deyillər. mtDNA, təkamülün mövcud olduğunu və davam etdiyini göstərən çox açıq bir dəlildir.

mtDNA sürətli təkamül edir!

MtDNA-dakı məlumat yalnız dəyişmir, çox sürətlə dəyişir. Çünki mtDNA-nın mutasiya nisbəti həqiqətən yüksəkdir. Bunun səbəbi eukariotik orqanizmlərin nüvəsində tapılmış cüt sarmal DNT-nin daha az qorunması və nəzarət mexanizmlərinin prokariotlaradakı kimi daha az inkişaf etməsidir. Bu, filogenetik tədqiqatı asanlaşdırır, çünki mtDNA-da baş verən mutasiyaları və fərdlər və növlər arasındakı fərqləri izləmək daha asan olur . Fərqli canlıların mtDNA-sı müqayisə edilir və buna uyğun olaraq Təkamül Ağacı çıxarılır.

İstisna: Atalar mtDNA ötürə bilər!

MtDNA-nın nadir hallarda erkək fərdlər  tərəfindən ötürüldüyü müşahidə olunduğunu kiçik bir qeyd olaraq qeyd etmək lazımdır. Məsələn, bu, bir neçə bal arısı növündə, meyvə milçəklərində müşahidə edilmişdir. İnsanlarda belə bu keçid yaxın keçmişdə aşkar edilmişdir.

YAZAR: “QMB- Biologiya Klub” üzvü- Mədinə Quliyeva
Tərcümədə kömək edənlər: Aytəkin Səmədli Ələviyyə Oruczadə, Gülnarə Məmmədova və Səkinə Gülmalıyeva

Həmçinin bax: tehsilim.org/huseyn-cavidin-heyat-ve-yaradiciligini-eks-etdiren-2021-ci-il-teqvimi-isiq-uzu-gorub/
Həmçinin bax: Endokrin sistem