El ADN mitocondrial de la lechuga no es circular

Gran cantidad de reacciones biológicas importantes, como el ciclo de la urea, la oxidación de acetil-CoA a dióxido de carbono durante la respiración celular son reacciones mitocondriales.Tambien,las reacciones de asimilación de nitrógeno en las plantas se llevan a cabo en las mitocondrias.
Ye Lushu| Profesor de la Universidad Shu Tzu Chi

Cuando se trata de «la planta de energía de las células», ¡todos deberían pensar inmediatamente en las mitocondrias! Muchas reacciones biológicas importantes, como la oxidación de acetil-CoA (acetil-CoA) a dióxido de carbono durante la respiración celular para producir trifosfato de adenosina (ATP) y amida de nicotina reducida El ciclo del ácido cítrico del dinucleótido de adenina (NADH, dinucleótido de nicotinamida y adenina) y dinucleótido de flavina y adenina reducido (FADH2) La fosforilación oxidativa de dinucleótido de purina y dinucleótido de flavina adenina reducida en trifosfato de adenina se lleva a cabo en las mitocondrias. Además, el ciclo de la urea, que convierte los grupos amina de los aminoácidos en urea, también es una reacción exclusiva mitocondrial. Además, las importantes reacciones de asimilación de nitrógeno en las plantas también se llevan a cabo en las mitocondrias. La importancia de las mitocondrias para los organismos no puede tomarse a la ligera.

La fuente de un orgánulo tan importante es muy interesante. De acuerdo con muchos estudios en el pasado, ¡las mitocondrias no deberían haber vivido en células eucariotas al principio! Originalmente era un microorganismo de vida libre (probablemente un pariente cercano de Rickettsia prowazekii) No sé cuánto tiempo hace que formó una relación simbiótica cuando vivió con las células por accidente. Yendo y viniendo, al final, su anfitrión (que somos nosotros) y cada uno abandonó algunos genes innecesarios y decidió vivir juntos para siempre. Desde entonces, las mitocondrias se han convertido en uno de los orgánulos indispensables en las células eucariotas, y las mitocondrias no pueden vivir de forma independiente fuera de las células eucariotas.

La evidencia de que la mitocondria era originalmente un procariota independiente proviene de su genoma. Las mitocondrias no solo tienen sus propios cuerpos genéticos, estudios anteriores sobre mitocondrias en células animales también han encontrado que los cuerpos genéticos de las mitocondrias animales son circulares con docenas de genes responsables de la producción y fosforilación oxidativa. Proteínas relacionadas, ribosomas y parte del ARN de transferencia (ARNt, ARN de transferencia). La estructura circular del cuerpo del gen implica el origen procariota de las mitocondrias, a diferencia de la estructura lineal de los cuerpos del gen eucariota.

Dado que todos los animales y las plantas tienen mitocondrias, ¿son las mitocondrias de las plantas exactamente iguales a las de los animales? Estudios anteriores han encontrado que el genoma de las mitocondrias de las plantas es diez veces o incluso más de cien veces más grande que el de los animales. Lo interesante es que a pesar de que es mucho más antiguo, parece que no contiene mucha información genética.

Para comprender mejor la estructura del genoma de las mitocondrias de las plantas, el equipo de investigación de la Universidad de California, Davis, realizó un análisis de secuenciación de las mitocondrias de la lechuga (Lactuca sativa) y dos lechugas silvestres (L. saligna y L. serriola). Los resultados del análisis encontraron que el genoma de las mitocondrias de la lechuga tiene una variedad de formas, algunas son lineales, otras ramificadas (debería ser el cuerpo del gen en replicación) y algunas son circulares. Sin embargo, los resultados de la medición encontraron que ninguno de los genomas circulares cubría todo el genoma (336 pares de kilobase) de longitud, y solo se observó aproximadamente un tercio del tamaño de las moléculas circulares. La observación también encontró que el genoma mitocondrial de la lechuga no está empaquetado de manera apretada en un estado de superenrollamiento, sino una estructura lineal suelta. Además, el genoma mitocondrial de la lechuga y L. serriola son idénticos en secuencia y disposición de genes, lo que demuestra que la estructura del gen mitocondrial de la lechuga se conserva por completo durante el proceso de domesticación.

Dado que la estructura del genoma mitocondrial de las plantas es tan diferente a la de los animales, ¿significa que las mitocondrias de las plantas pueden tener diferentes fuentes? El equipo de investigación no lo mencionó en el artículo, pero el análisis de secuenciación de muchos tipos diferentes de genomas mitocondriales de plantas en el pasado también encontró que los genomas mitocondriales de plantas son bastante diversos y requieren más investigación para aclararlos.

referencias:Alexander Kozik, Beth A. Rowan, Dean Lavelle, Lidija Berke, M. Eric Schranz, Richard W. Michelmore, Alan C. Christensen. La realidad alternativa del ADN mitocondrial de las plantas: un anillo no los gobierna a todos. PLOS Genetics, 2019; 15 (8): e1008373 DOI: 10.1371 / journal.pgen.1008373

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