Replikacja i kodowanie mtDNA

Replikacja mtDNA

• Replikacja mtDNA rozpoczyna się w miejscu zwanym pętlą D.
• Na początku replikowana jest jedna nić DNA; po osiągnięciu 2/3 długości dołącza druga nić.

Kodowanie mtDNA

• mtDNA koduje 2 rodzaje rRNA.
• Zawiera 22 tRNA, które są zaangażowane w proces transkrypcji.
• Koduje 13 białek, które są częścią trzech kompleksów oddechowych oraz ATPazy.

Zawartość mtDNA

• mtDNA nie zawiera intronów, składa się z jednej pętli D będącej pozagenową.
• Posiada dwie nici: ciężką (H) i lekką (L), które zawierają sekwencje kodujące.

Budowa pętli D

• Pętla D zawiera trzy obszary promotorowe: LSP - odpowiadający za transkrypcję nici L, oraz HSP1 i HSP2 - odpowiedzialne za transkrypcję nici H.

Lokalizacja obszarów promotorowych

• Obszary LSP i HSP2 obejmują całą długość pętli D, w tym tRNA Phe.
• HSP1 znajduje się przy tRNA Leu, a także koduje tRNA Val oraz rRNA.

Homoplazmia i Heteroplazmia

• Homoplazmia występuje, gdy wszystkie kopie mtDNA mają tę samą sekwencję.
• Heteroplazmia charakteryzuje się różnorodnością sekwencji w kopiach mtDNA.

Neuropatia wzrokowa Lebera (LHON)

• LHON związana jest z genami MT-ND1, MT-ND4 i MT-ND6.
• Geny MT-ND kodują dehydrogenazę NADH, uczestniczącą w metabolizmie energetycznym.

LHON - objawy i skutki

• LHON prowadzi do utraty funkcji nerwu wzrokowego.
• Objawia się teleangiektazją, co skutkuje poszerzeniem naczyń krwionośnych w oku.

LHON - demografia

• Mężczyźni chorują na LHON pięć razy częściej niż kobiety, a penetracja u nich wynosi 50%, co świadczy o niskiej penetracji genetycznej.

Zespół MELAS

• Zespół MELAS jest związany z genem MT-TL1, który odpowiada za tRNA w procesie transkrypcji.

Objawy zespołu MELAS

• Kluczowe objawy to encefalopatia, kwasica mleczanowa oraz napady udaropodobne, spowodowane brakiem leucyny.

Choroby mitochondrialne

• Choroby związane z genem MT-TL1 obejmują MELAS, miopatię, cukrzycę typu II z głuchotą oraz niedosłuch odbiorczy.

Zespół MERRF

• Zespół MERRF powiązany jest z zaburzeniami w kodzie mitochondrialnym, jednak szczegółowy gen nie został wymieniony.