Γενικότητα
Το μιτοχονδριακό DNA, ή mtDNA, είναι το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ που βρίσκεται μέσα στα μιτοχόνδρια, δηλαδή τα οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων που είναι υπεύθυνα για την πολύ σημαντική κυτταρική διαδικασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Ωστόσο, έχει επίσης ορισμένες ιδιαιτερότητες, δομικές και λειτουργικές, που το καθιστούν μοναδικό στο είδος του. Αυτές οι ιδιαιτερότητες περιλαμβάνουν: την κυκλικότητα του διπλού κλώνου νουκλεοτιδίων, το περιεχόμενο των γονιδίων (που είναι μόνο 37 στοιχεία) και την σχεδόν πλήρη απουσία μη κωδικοποιητικών αλληλουχιών νουκλεοτιδίων.
Το μιτοχονδριακό DNA εκτελεί μια θεμελιώδη λειτουργία για την επιβίωση των κυττάρων: παράγει τα ένζυμα που είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Τι είναι το μιτοχονδριακό DNA;
Το μιτοχονδριακό DNA, ή mtDNA, είναι το DNA που βρίσκεται μέσα στα μιτοχόνδρια.
Τα μιτοχόνδρια είναι εκείνα τα μεγάλα κυτταρικά οργανίδια, τυπικά των ευκαρυωτικών οργανισμών, που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια που περιέχεται στα τρόφιμα σε ΑΤΡ, η οποία είναι μια μορφή ενέργειας που μπορεί να αξιοποιηθεί από τα κύτταρα.
ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΓΙΑ ΤΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΜΙΤΟΧΟΝΤΡΟΝΩΝ
Σωληνωτά, νηματοειδή ή κοκκώδη σε σχήμα, τα μιτοχόνδρια κατοικούν στο κυτταρόπλασμα, καταλαμβάνοντας σχεδόν το 25% του όγκου του τελευταίου.
Έχουν δύο μεμβράνες φωσφολιπιδικής διπλής στιβάδας, μία ακόμη εξωτερική και μία ακόμη εσωτερική.
Η εξωτερική μεμβράνη, γνωστή ως εξωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη, αντιπροσωπεύει την περίμετρο κάθε μιτοχονδρίου και έχει πρωτεΐνες μεταφοράς (πορίνες και περισσότερες), οι οποίες την καθιστούν διαπερατή σε μόρια μεγέθους ίσου ή μικρότερου από 5.000 daltons.
Η εσωτερική μεμβράνη, γνωστή ως εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη, περιέχει όλα τα ενζυματικά (ή ενζυματικά) και συνένζυμα συστατικά, απαραίτητα για τη σύνθεση του ΑΤΡ, και ορίζει έναν κεντρικό χώρο, που ονομάζεται μήτρα.
Σε αντίθεση με την εξώτατη μεμβράνη, η εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη έχει πολυάριθμες διεισδύσεις - τις λεγόμενες κορυφογραμμές - που αυξάνουν τη συνολική της έκταση.
Μεταξύ των δύο μιτοχονδριακών μεμβρανών, υπάρχει ένας χώρος σχεδόν 60-80 Angstroms (A). Αυτός ο χώρος ονομάζεται διαμεμβρανικός χώρος. Ο διαμεμβρανικός χώρος έχει μια σύνθεση πολύ παρόμοια με αυτή του κυτταροπλάσματος.
Η σύνθεση του ATP, που λειτουργεί από τα μιτοχόνδρια, είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία, την οποία οι βιολόγοι ταυτίζουν με τον όρο οξειδωτική φωσφορυλίωση.
ΑΚΡΙΒΗ ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΚΟΥ DNA ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΗΤΑ
Εικόνα: ανθρώπινο μιτοχόνδριο.
Το μιτοχονδριακό DNA βρίσκεται στη μιτοχονδριακή μήτρα, δηλαδή στον χώρο που οριοθετείται από την εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη.
Σύμφωνα με αξιόπιστες επιστημονικές μελέτες, κάθε μιτοχόνδριο μπορεί να περιέχει από 2 έως 12 αντίγραφα μιτοχονδριακού DNA.
Δεδομένου του γεγονότος ότι, στο ανθρώπινο σώμα, ορισμένα κύτταρα μπορούν να περιέχουν αρκετές χιλιάδες μιτοχόνδρια μέσα τους, ο συνολικός αριθμός αντιγράφων μιτοχονδριακού DNA σε ένα μόνο ανθρώπινο κύτταρο μπορεί να φτάσει τις 20.000 μονάδες.
Παρακαλώ σημειώστε: ο αριθμός των μιτοχονδρίων στα ανθρώπινα κύτταρα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου. Για παράδειγμα, τα ηπατοκύτταρα (δηλαδή τα κύτταρα του ήπατος) μπορούν να περιέχουν μεταξύ 1.000 και 2.000 μιτοχονδρίων το καθένα, ενώ τα ερυθροκύτταρα (δηλαδή τα ερυθρά αιμοσφαίρια) στερούνται εντελώς από αυτά.
Δομή
Η γενική δομή ενός μιτοχονδριακού μορίου DNA μοιάζει με τη γενική δομή του πυρηνικού DNA, δηλαδή της γενετικής κληρονομιάς που υπάρχει στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων.
Πράγματι, ανάλογα με το πυρηνικό DNA:
- Το μιτοχονδριακό DNA είναι ένα βιοπολυμερές, που αποτελείται από δύο μακριές αλυσίδες νουκλεοτιδίων. Τα νουκλεοτίδια είναι οργανικά μόρια, που προκύπτουν από την ένωση τριών στοιχείων: ενός σακχάρου με 5 άτομα άνθρακα (στην περίπτωση του DNA, δεοξυριβόζης), μιας αζωτούχου βάσης και μιας φωσφορικής ομάδας.
- Κάθε νουκλεοτίδιο του μιτοχονδριακού DNA συνδέεται με το επόμενο νουκλεοτίδιο του ίδιου κλώνου μέσω ενός φωσφοδιεστερικού δεσμού μεταξύ του άνθρακα 3 της δεοξυριβόζης του και της φωσφορικής ομάδας του αμέσως επόμενου νουκλεοτιδίου.
- Τα δύο σκέλη του μιτοχονδριακού DNA έχουν αντίθετους προσανατολισμούς, με το άκρο του ενός να αλληλεπιδρά με το τέλος του άλλου και αντίστροφα.Η συγκεκριμένη διάταξη είναι γνωστή ως αντιπαράλληλη διάταξη (ή αντιπαράλληλος προσανατολισμός).
- Τα δύο σκέλη του μιτοχονδριακού DNA αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω των αζωτούχων βάσεων.
Συγκεκριμένα, κάθε βάση αζώτου κάθε νήματος δημιουργεί δεσμούς υδρογόνου με μία και μόνο μία αζωτούχο βάση, παρούσα στο άλλο νήμα.
Αυτός ο τύπος αλληλεπίδρασης ονομάζεται "σύζευξη μεταξύ αζωτούχων βάσεων" ή "ζεύγος αζωτούχων βάσεων". - Οι αζωτούχες βάσεις του μιτοχονδριακού DNA είναι η αδενίνη, η θυμίνη, η κυτοσίνη και η γουανίνη.
Η σύζευξη στην οποία δημιουργούνται αυτές οι αζωτούχες βάσεις δεν είναι τυχαία, αλλά πολύ συγκεκριμένη: η αδενίνη αλληλεπιδρά μόνο με τη θυμίνη, ενώ η κυτοσίνη αλληλεπιδρά μόνο με τη γουανίνη. - Το μιτοχονδριακό DNA φιλοξενεί γονίδια (ή αλληλουχίες γονιδίων). Τα γονίδια είναι αλληλουχίες λίγο πολύ μακρών νουκλεοτιδίων, με μια καλά καθορισμένη βιολογική σημασία. Στις περισσότερες περιπτώσεις, δημιουργούν πρωτεΐνες.
ΔΟΜΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΚΟΥ DNA
Πέρα από τις προαναφερθείσες αναλογίες, το ανθρώπινο μιτοχονδριακό DNA έχει ορισμένες δομικές ιδιαιτερότητες, που το διακρίνουν σημαντικά από το ανθρώπινο πυρηνικό DNA.
Πρώτον, είναι ένα κυκλικό μόριο, ενώ το πυρηνικό DNA είναι ένα γραμμικό μόριο.
Έτσι, έχει 16.569 αζωτούχα ζεύγη βάσεων, ενώ το πυρηνικό DNA έχει επιβλητικά 3,3 δισεκατομμύρια.
Περιέχει 37 γονίδια, ενώ το πυρηνικό DNA φαίνεται να περιέχει μεταξύ 20.000 και 25.000.
Δεν είναι οργανωμένο σε χρωμοσώματα, ενώ το πυρηνικό DNA χωρίζεται σε 23 χρωμοσώματα και σχηματίζει, με κάποιες συγκεκριμένες πρωτεΐνες, μια ουσία που ονομάζεται χρωματίνη.
Τέλος, περιλαμβάνει μια σειρά νουκλεοτιδίων που συμμετέχουν σε δύο γονίδια ταυτόχρονα, ενώ το πυρηνικό DNA έχει γονίδια των οποίων οι αλληλουχίες νουκλεοτιδίων είναι καλά καθορισμένες και διακρίνονται μεταξύ τους.
Προέλευση
Το μιτοχονδριακό DNA πιθανότατα έχει «βακτηριακή» προέλευση.
Στην πραγματικότητα, με βάση πολυάριθμες ανεξάρτητες μελέτες, οι μοριακοί βιολόγοι πιστεύουν ότι η κυτταρική παρουσία μιτοχονδριακού DNA είναι το αποτέλεσμα της ενσωμάτωσης, από προγονικά ευκαρυωτικά κύτταρα, ανεξάρτητων βακτηριακών οργανισμών, πολύ παρόμοιων με τα μιτοχόνδρια.
Αυτή η περίεργη ανακάλυψη έχει εκπλήξει μόνο εν μέρει την επιστημονική κοινότητα, καθώς το DNA που υπάρχει στα βακτήρια είναι γενικά ένας κυκλικός κλώνος νουκλεοτιδίων, όπως το μιτοχονδριακό DNA.
Η θεωρία σύμφωνα με την οποία τα μιτοχόνδρια και το μιτοχονδριακό DNA έχουν "βακτηριακή προέλευση" παίρνει το όνομα "ενδοσυμβιωτική θεωρία", από τη λέξη "ενδοσυμβίωση". Εν συντομία, στη βιολογία, ο όρος "ενδοσυμβίωση" υποδηλώνει μια συνεργασία μεταξύ δύο οργανισμών, η οποία περιλαμβάνει «ενσωμάτωση του ενός στο άλλο, προκειμένου να αποκτηθεί ένα ορισμένο πλεονέκτημα.
Περιέργεια
Σύμφωνα με αξιόπιστες επιστημονικές μελέτες, στην πορεία της εξέλιξης πολλά βακτηριακά γονίδια, που υπάρχουν στο μελλοντικό μιτοχονδριακό DNA, θα είχαν αλλάξει θέση, μεταφέροντας στο πυρηνικό DNA.
Με άλλα λόγια, στην αρχή της ενδοσυμβίωσης, ορισμένα γονίδια που υπάρχουν τώρα στο πυρηνικό DNA κατοικούσαν στο DNA αυτών των βακτηριακών οργανισμών, τα οποία αργότερα θα γίνουν μιτοχόνδρια.
Η υποστήριξη της θεωρίας σχετικά με τη μετατόπιση γονιδίων μεταξύ μιτοχονδριακού DNA και πυρηνικού DNA, είναι η παρατήρηση ότι ορισμένα γονίδια προέρχονται από μιτοχονδριακό DNA, σε ορισμένα είδη και από πυρηνικό DNA, σε άλλα.
Λειτουργία
Το μιτοχονδριακό DNA παράγει ένζυμα (δηλαδή πρωτεΐνες), απαραίτητα για τη σωστή εφαρμογή της λεπτής διαδικασίας οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Οι οδηγίες για τη σύνθεση αυτών των ενζύμων βρίσκονται στα 37 γονίδια που αποτελούν το γονιδίωμα του μιτοχονδριακού DNA.
ΤΙ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΕΙΤΕ ΤΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΚΟ ΓΟΝΙΔΙΟ DNA: ΟΙ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ
Τα 37 γονίδια του μιτοχονδριακού DNA κωδικοποιούν: πρωτεΐνες, tRNA και rRNA.
Συγκεκριμένα:
- 13 κωδικοποιεί 13 πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για τη διεξαγωγή της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης
- 22 κωδικοποιεί για 22 μόρια tRNA
- 2 κωδικοποιούν 2 μόρια rRNA
Τα μόρια του tRNA και του rRNA είναι θεμελιώδη στη σύνθεση των προαναφερθέντων 13 πρωτεϊνών, καθώς αποτελούν τον μηχανισμό που ρυθμίζει την παραγωγή τους.
Έτσι, με άλλα λόγια, το μιτοχονδριακό DNA διαθέτει τις πληροφορίες για να παράγει ένα ορισμένο σύνολο πρωτεϊνών και τα απαραίτητα εργαλεία για τη σύνθεσή τους.
Τι είναι RNA, tRNA και rRNA?
Το RNA, ή το ριβονουκλεϊκό οξύ, είναι το νουκλεϊκό οξύ που παίζει θεμελιώδη ρόλο στην παραγωγή πρωτεϊνών, ξεκινώντας από το DNA.
Γενικά μονόκλωνο, το ANN μπορεί να υπάρχει σε διάφορες μορφές (ή τύπους), ανάλογα με τη συγκεκριμένη λειτουργία στην οποία έχει ανατεθεί.
Το TRNA και το rRNA είναι δύο από αυτές τις πιθανές μορφές.
Το tRNA χρησιμοποιείται για την προσθήκη αμινοξέων κατά τη διαδικασία παρασκευής πρωτεϊνών. Τα αμινοξέα είναι οι μοριακές μονάδες που αποτελούν τις πρωτεΐνες.
Το rRNA σχηματίζει τα ριβοσώματα, δηλαδή τις κυτταρικές δομές στις οποίες λαμβάνει χώρα η σύνθεση πρωτεϊνών.
Για να μάθετε αναλυτικά το ANN και τις λειτουργίες του, οι αναγνώστες μπορούν να κάνουν κλικ εδώ.
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΚΟΥ DNA
Από λειτουργική άποψη, το μιτοχονδριακό DNA έχει κάποια περίεργα χαρακτηριστικά που το διακρίνουν σαφώς από το πυρηνικό DNA.
Εδώ είναι σε τι συνίστανται αυτά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά:
- Το μιτοχονδριακό DNA είναι ημιανεξάρτητο, με την έννοια ότι χρειάζεται την παρέμβαση ορισμένων πρωτεϊνών που συντίθενται από πυρηνικό DNA.
Από την άλλη πλευρά, το πυρηνικό DNA είναι εντελώς αυτόνομο και παράγει από μόνο του όλα όσα χρειάζεται για να εκτελέσει σωστά τα καθήκοντά του. - Το μιτοχονδριακό DNA έχει ελαφρώς διαφορετικό γενετικό κώδικα από το πυρηνικό DNA. Αυτό οδηγεί σε μια σειρά διαφορών στην παραγωγή πρωτεϊνών: εάν μια συγκεκριμένη αλληλουχία νουκλεοτιδίων στο πυρηνικό DNA οδηγεί στη δημιουργία μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης, η ίδια ακολουθία στο μιτοχονδριακό DNA οδηγεί στο σχηματισμό μιας ελαφρώς διαφορετικής πρωτεΐνης.
- Το μιτοχονδριακό DNA έχει πολύ λίγες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων που δεν κωδικοποιούν, δηλαδή δεν παράγουν πρωτεΐνες, tRNA ή rRNA. Σε ποσοστά, μόνο το 3% του μιτοχονδριακού DNA είναι μη κωδικοποιητικό.
Από την άλλη πλευρά, το πυρηνικό DNA κωδικοποιεί μόνο το 7%, επομένως περιέχει πολλές αλληλουχίες νουκλεοτιδίων που δεν κωδικοποιούν (έως και 93%).
Πίνακας: περίληψη των διαφορών μεταξύ ανθρώπινου μιτοχονδριακού DNA και ανθρώπινου πυρηνικού DNA.
Μιτοχονδριακό DNA
Πυρηνικό DNA
- Είναι κυκλική
- Είναι γραμμικό
- Έχει συνολικά 16.569 αζωτούχα ζεύγη βάσεων
- Έχει συνολικά 3,3 δισεκατομμύρια ζεύγη αζωτούχων βάσεων
- Περιέχει συνολικά 37 γονίδια
- Περιέχει μεταξύ 20.000 και 25.000 γονιδίων
- Για να λειτουργήσει σωστά χρειάζεται την υποστήριξη ορισμένων γονιδιακών προϊόντων, που προέρχονται από πυρηνικό DNA
- Είναι αυτόνομο και παράγει από μόνο του όλα όσα χρειάζεται για να εκτελέσει σωστά τις λειτουργίες του
- Μπορεί να υπάρχει σε πολλά αντίγραφα σε κάθε μεμονωμένο μιτοχόνδριο
- Είναι μοναδικό, είναι δηλαδή σε ένα μόνο αντίγραφο και βρίσκεται στον πυρήνα
- Το 97% της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας που την συνθέτει είναι κωδικοποιητής
- Μόνο το 7% της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας που το συνθέτει είναι κωδικοποιητικό
- Δεν είναι οργανωμένο σε χρωμοσώματα
- Χωρίζεται σε 23 χρωμοσώματα
- Χρησιμοποιεί έναν γενετικό κώδικα ελαφρώς διαφορετικό από τον, ας το πούμε, «παραδοσιακό»
- Χρησιμοποιήστε τον «παραδοσιακό» γενετικό κώδικα
- Η κληρονομικότητά του είναι μητρική
- Η κληρονομικότητά του είναι μισή μητρική και μισή πατρική
- Μερικά από τα νουκλεοτίδια του συμμετέχουν σε δύο γονίδια ταυτόχρονα
- Οι αλληλουχίες των νουκλεοτιδίων που αποτελούν τα γονίδια διακρίνονται καλά μεταξύ τους
Κληρονομία
Η κληρονομικότητα του μιτοχονδριακού DNA είναι αυστηρά μητρική.
Αυτό σημαίνει ότι, σε ένα ζευγάρι γονέων, είναι η γυναίκα που μεταδίδει το μιτοχονδριακό DNA στους απογόνους (δηλαδή στα παιδιά).
Με έναν εντελώς αντίθετο τρόπο με τα παραπάνω, η κληρονομικότητα του πυρηνικού DNA είναι μισή μητρική και μισή πατρική. Με άλλα λόγια, και οι δύο γονείς συμβάλλουν εξίσου στη μετάδοση του πυρηνικού DNA στους απογόνους.
Παρακαλώ σημειώστε: η μητρική κληρονομικότητα του μιτοχονδριακού DNA περιλαμβάνει επίσης τη μιτοχονδριακή δομή. Ως εκ τούτου, τα μιτοχόνδρια που υπάρχουν σε ένα άτομο είναι μητρικά.
Συνδεδεμένες παθολογίες
Προϋπόθεση: Μια γενετική μετάλλαξη είναι μια μόνιμη αλλαγή στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων, τα οποία αποτελούν ένα πυρηνικό ή μιτοχονδριακό γονίδιο DNA.
Τυπικά, η παρουσία μιας γενετικής μετάλλαξης οδηγεί σε «αλλοίωση ή απώλεια της φυσιολογικής λειτουργίας του εμπλεκόμενου γονιδίου.
Η παρουσία μεταλλάξεων στα γονίδια του μιτοχονδριακού DNA μπορεί να οδηγήσει σε ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, όπως:
- Η κληρονομική οπτική νευροπάθεια του Leber
- Σύνδρομο Kearns-Sayre
- Σύνδρομο Leigh
- Η ανεπάρκεια της οξειδάσης του κυτοχρώματος C
- Προοδευτική εξωτερική οφθαλμοπληγία
- Σύνδρομο Pearson
- Μιτοχονδριακή εγκεφαλομυοπάθεια με γαλακτική οξέωση και επεισόδια που μοιάζουν με εγκεφαλικό επεισόδιο (σύνδρομο MELAS)
- Διαβήτης με κώφωση που μεταδίδεται από τη μητέρα
- Μυοκλονική επιληψία με ακανόνιστες κόκκινες ίνες
Όσον αφορά τις παθολογικές καταστάσεις που συνδέονται με μία ή περισσότερες μεταλλάξεις μιτοχονδριακού DNA, δύο πτυχές πρέπει να διευκρινιστούν.
Πρώτον, η σοβαρότητα της νόσου εξαρτάται από την ποσοτική σχέση μεταξύ μεταλλαγμένων μιτοχονδριακών DNA και υγιών, φυσιολογικών μιτοχονδριακών DNA. Εάν ο αριθμός των μεταλλαγμένων μιτοχονδριακών DNA είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν των υγιών DNA, η προκύπτουσα κατάσταση θα είναι πιο σοβαρή.
Δεύτερον, οι μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό DNA επηρεάζουν μόνο μερικούς ιστούς του οργανισμού, ιδίως εκείνους που απαιτούν μεγάλες ποσότητες ATP που προκύπτουν από τη διαδικασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. τη λειτουργία που κανονικά εκπληρώνει το μιτοχονδριακό DNA.
Η ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΝΕΥΡΟΠΑΘΕΙΑ ΤΟΥ LEBER
Η κληρονομική οπτική νευροπάθεια του Leber προκύπτει ως αποτέλεσμα της μετάλλαξης έως και τεσσάρων μιτοχονδριακών γονιδίων DNA. Αυτά τα γονίδια περιέχουν τις πληροφορίες που οδηγούν στη σύνθεση του λεγόμενου συμπλόκου Ι (ή οξειδίου-αναγωγάσης NADH), ενός από τα διάφορα ένζυμα που εμπλέκονται στη διαδικασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Οι εκδηλώσεις της παθολογίας συνίστανται σε προοδευτική εκφύλιση του οπτικού νεύρου και σταδιακή απώλεια της όρασης.
ΣΥΝΔΡΟΜΟ KEARNS-SAYRE
Το σύνδρομο Kearns-Sayre εμφανίζεται λόγω της έλλειψης επαρκούς ποσότητας μιτοχονδριακού DNA (N.B: η έλλειψη συγκεκριμένης αλληλουχίας νουκλεοτιδίων ονομάζεται διαγραφή).
Τα άτομα με σύνδρομο Kearns-Sayre αναπτύσσουν οφθαλμοπληγία (ολική ή μερική παράλυση των οφθαλμοκινητικών μυών), μια μορφή αμφιβληστροειδοπάθειας και ανωμαλιών του καρδιακού ρυθμού (κολποκοιλιακός αποκλεισμός).
ΣΥΝΔΡΟΜΟ LEIGH
Το σύνδρομο Leigh προκύπτει ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων μιτοχονδριακού DNA, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν την πρωτεΐνη συνθετάσης ATP (επίσης ονομάζεται σύμπλοκο V) ή / και ορισμένα tRNA.
Το σύνδρομο Leigh είναι μια προοδευτική νευρολογική νόσος, η οποία εμφανίζεται στη βρεφική ή παιδική ηλικία και είναι υπεύθυνη για: αναπτυξιακή καθυστέρηση, μυϊκή αδυναμία, περιφερική νευροπάθεια, κινητικές διαταραχές, αναπνευστικές δυσκολίες και οφθαλμοπληγία.
ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΟΞΥΔΑΣΗΣ ΚΥΤΟΧΡΩΜΟΥ C
Η ανεπάρκεια οξειδάσης του κυτοχρώματος C συμβαίνει λόγω μετάλλαξης τουλάχιστον 3 γονιδίων μιτοχονδριακού DNA. Αυτά τα γονίδια είναι απαραίτητα για τη σωστή σύνθεση του ενζύμου κυτοχρώματος C οξειδάση (ή σύμπλοκο IV), που εμπλέκεται στη διαδικασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
Οι τυπικές εκδηλώσεις ανεπάρκειας οξειδάσης του κυτοχρώματος C περιλαμβάνουν: δυσλειτουργία των σκελετικών μυών, καρδιακή δυσλειτουργία, νεφρική δυσλειτουργία και ηπατική δυσλειτουργία.
ΠΡΟΟΔΕΥΤΙΚΗ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΟΦΘΑΛΜΟΠΛΕΓΙΑ
Η προοδευτική εξωτερική οφθαλμοπληγία προκύπτει από την έλλειψη σημαντικού αριθμού νουκλεοτιδίων μιτοχονδριακού DNA (διαγραφή)
Με προοδευτικό χαρακτήρα (όπως μαντεύεται από το όνομα), αυτή η παθολογία προκαλεί παράλυση των οφθαλμοκινητικών μυών, με επακόλουθη πτώση και σημαντικά προβλήματα όρασης.
ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΠΙΡΣΩΝ
Το σύνδρομο Pearson εμφανίζεται μετά από μια εμφανή διαγραφή του μιτοχονδριακού DNA, με παρόμοιο τρόπο με την προοδευτική εξωτερική οφθαλμοπληγία και το σύνδρομο Kearns-Sayre.
Οι τυπικές εκδηλώσεις του συνδρόμου Pearson αποτελούνται από: σιδεροβλαστική αναιμία, παγκρεατική δυσλειτουργία (π.χ. ινσουλινοεξαρτώμενο διαβήτη), νευρολογικά ελλείμματα και μυϊκές διαταραχές.
Το σύνδρομο Pearson προκαλεί συνήθως το προσβεβλημένο άτομο να πεθάνει σε νεαρή ηλικία. Στην πραγματικότητα, όσοι επηρεάζονται από αυτήν την παθολογία σπάνια φτάνουν στην ενηλικίωση.
ΜΕΛΑΣ ΣΥΝΔΡΟΜΟ
Το σύνδρομο MELAS, γνωστό και ως μιτοχονδριακή εγκεφαλομυοπάθεια με γαλακτική οξέωση και επεισόδια που μοιάζουν με εγκεφαλικό επεισόδιο, προκύπτει από τη μετάλλαξη τουλάχιστον 5 γονιδίων μιτοχονδριακού DNA.
Αυτά τα γονίδια συμβάλλουν στη σύνθεση οξειδίου-αναγωγάσης NADH, ή συμπλόκου Ι, και ορισμένων tRNAs.
Το σύνδρομο MELAS περιλαμβάνει την παρουσία νευρολογικών διαταραχών, μυϊκών διαταραχών, ασυνήθιστης συσσώρευσης γαλακτικού οξέος στους ιστούς (με όλα τα συνοδευτικά συμπτώματα), αναπνευστικά προβλήματα, απώλεια ελέγχου της λειτουργίας του εντέρου, υποτροπιάζουσα κόπωση, νεφρικά προβλήματα, καρδιακά προβλήματα, διαβήτη, επιληψία και έλλειψη συντονισμού.
ΑΛΛΕΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΕΣ
Σύμφωνα με διάφορες επιστημονικές μελέτες, ασθένειες όπως το σύνδρομο κυκλικού εμέτου, η χρωστική αμφιβληστροειδίτιδα, η αταξία, η νόσος του Πάρκινσον και η νόσος του Αλτσχάιμερ, θα μπορούσαν επίσης να επηρεάσουν το μιτοχονδριακό DNA και μερικές από τις μεταλλάξεις του.
