Poisson ADN mitochondrial (avec diagramme)

Dans cet article, nous discuterons de la matière et de la structure de l'ADN mitochondrial des poissons.

Sujet du poisson ADN mitochondrial:

Chez les eucaryotes, l'ADN est présent dans les chromosomes (à l'intérieur du noyau). Outre les chromosomes, l'ADN est également présent dans deux organites, les mitochondries (animaux et plantes) et les chloroplastes (dans les plantes vertes). Ces organites sont des composants essentiels du cytoplasme des cellules eucaryotes.

L'ADN mitochondrial est également organisé en un chromosome, de forme circulaire et étroitement identique au chromosome de la bactérie. Chez l’homme, la maladie connue sous le nom d’épilepsie myoclonique et de fibres rouges irrégulières (MERRF) est due à la transmission de mutations mitochondriales chez un individu hétéroplasmique.

Un individu dont les organites ont plus d’un allèle est appelé hétéroplasmique. Dans cette maladie, la cellule est incapable de produire une quantité suffisante d'ATP, ce qui entraîne la mort cellulaire par manque d'énergie.

Les mitochondries des cellules animales et végétales sont les organites génératrices d'énergie, tandis que les chloroplastes sont les organites photosynthétiques et ne se produisent que chez les plantes. Une caractéristique unique qui distingue les mitochondries et les chloroplastes des autres organites est qu’elles contiennent leur propre génome.

L'ADN présent dans les organites est souvent appelé gènes extra-chromosomiques et constitue un exemple d'héritage nucléaire supplémentaire. Il existe trois types d'héritage nucléaire supplémentaire: l'effet maternel, les gènes résidant dans les organites cytoplasmiques (héritage maternel) et l'héritage infectieux. L'héritage du génome / des gènes de la mitochondrie se comporte positivement de manière non mendélienne.

Les mitochondries sont une structure en forme de saucisse dans la cellule vivante. Ils sont entourés de deux membranes. La membrane interne forme des sacs allongés appelés crêtes qui s'étendent jusqu'à l'intérieur de la mitochondrie (Fig. 39.1). L'intérieur de la membrane interne et l'extérieur de la membrane externe sont recouverts de petites particules.

Les particules de la membrane interne sont composées d'une base, d'une tige et d'une tête, tandis que les particules de la membrane externe sont dépourvues de base et de tige. Dans les crêtes, le sucre et les phosphates sont décomposés en CO ₂ et en eau dans une série de réactions chimiques connues sous le nom de phosphorylation oxydative.

La mitochondrie a pour fonction de produire de l'ATP à haute énergie. Pour ce faire, il utilise une procédure complexe consistant à faire passer des paires d'électrons de la membrane externe aux particules internes et à travers une série de quatre complexes. DPNH remet les électrons au complexe I. Le succinat transfère les électrons au complexe II.

Dans les deux cas, les électrons passent de la base des particules à la tige où ils sont ensuite transférés au complexe III. Ensuite, les électrons se dirigent vers le complexe IV dans la tête de la particule (Fig. 39.2, 39.3). En fin de compte, comme dans la chaîne respiratoire, deux électrons sont acceptés et entraînés par une molécule d’oxygène.

La production d'ATP est réalisée par de grands complexes enzymatiques intégrés dans la membrane interne des mitochondries. Certains des composants de ces complexes sont déterminés par les gènes du génome mitochondrial, d'autres par les gènes du noyau. L'assemblage de ces complexes nécessite une interaction étroite entre ces deux génomes.

Les mutations des gènes mitochondrial et chloroplast montrent des effets maternels différents de ceux du patrimoine nucléaire. Ces organites du cytoplasme sont généralement hérités du cytoplasme de l'œuf du parent maternel. C'est ce qu'on appelle l'héritage maternel.

Les gènes de l'organite du cytoplasme sont aujourd'hui largement étudiés pour déterminer leur fonctionnement et leur interaction avec les gènes nucléaires. Ce sont des outils utiles dans l’étude de l’évolution. L'ADN mitochondrial de poisson a été largement utilisé dans les études phylogénétiques.

Structure de l'ADN mitochondrial ou du chromosome mitochondrial:

Contrairement au génome nucléaire, le génome mitochondrial (gènes) des animaux est très efficace. L'ADN de mt a des gènes et ces gènes mitochondriaux ne possèdent pas d'introns, il n'y a donc pas d'ADN indésirable et il n'est pas nécessaire d'épisser l'intron avant de coder la protéine.

Une autre différence avec le génome nucléaire est qu’il n’ya pas de séquences répétitives dans le génome mitochondrial; la longueur de la région de contrôle varie souvent à cause des répétitions en tandem. Les pétoncles constituent une exception à cette règle: de nombreuses espèces présentent plusieurs séquences répétées de grande taille pouvant atteindre 1, 4 kb dans le génome de l'ADN de mt, ce qui peut aller jusqu'à plus de 30 kb de long.

Le génome mitochondrial du poisson, à l'instar des autres génomes animaux, est presque toujours organisé en un chromosome circulaire unique, très similaire au chromosome trouvé dans les bactéries (Fig. 39.4). La carte de restriction et l'organisation des gènes de Protopterus dolloi du génome mitochondrial sont connues.

Il est composé de 13 gènes codant pour des protéines. Deux gènes sont destinés à coder pour les petits ARNr 12S et plus grands 6S (ARN ribosomal), 22 gènes sont destinés à coder les molécules d’ARN de transfert (ARNt) et une section non codante de l’ADN qui sert de site d’initiation à la réplication de l’ADN et à l’ARN transcription. Ceci est connu comme la région de contrôle.

La taille du chromosome mitochondrial varie d'une espèce à l'autre, mais est constante au sein d'une espèce. Une différenciation génétique significative de six types différents de halo a été trouvée dans l'ADN mitochondrial du saumon atlantique (Salmo salar L) au Danemark et de sept autres populations de saumon d'Europe par analyse d'amplification par RPLF à l'aide de quatre dosages d'endonucléases de restriction.

L'ADN mitochondrial de poisson a été largement utilisé dans les études phylogénétiques.

Les génomes mitochondriaux ne contiennent qu'un petit nombre de gènes mais la plupart des cellules contiennent de nombreuses mitochondries, de sorte que l'ADN mitochondrial peut constituer une fraction significative de l'ADN total d'une cellule. Le taux de mutation dans l'ADNmt animal est plus élevé que dans l'ADN nucléaire (environ 5 à 10 fois plus élevé).

Cela signifie que l'évolution de l'ADNmt est plus importante que celle de l'ADN nucléaire, ce qui est important pour nous lorsque nous recherchons des marqueurs génétiques qui refléteront les changements intervenus dans le passé récent.