در مطلب قبلی در رابطه با متابولیت صحبت کردیم و در این مطلب از شرکت دایا اکسیر نمایندگی سیگما آلدریچ در ایران، می خواهیم به بررسی ژن های میتوکندریایی بپردازیم.
هر کدام از ما درون سلول‌هایمان، یک مجموعه دوم ژن داریم که کاملا مجزا از ۲۳ جفت کروموزومی است که از والدینمان به ارث می‌بریم. این موضوع نه تنها در مورد انسان‌ها، بلکه برای هر حیوان، گیاه و قارچ و تقریبا هر جاندار چندسلولی دیگری روی زمین صدق می‌کند. این مجموعه ژن دوم به میتوکندری تعلق دارد. میتوکندری یک اندامک کوچک درون سلول‌های بدن میباشد.
تاریخچه میتوکندری
دانشمندان معتقدند حدود ۱/۵ میلیارد سال پیش یک ارگانیسم تک سلولی، اولین mitochondria را بلعیده و نیای تمام جانداران چندسلولی را خلق کرده است. mitochondria ها نقش مهمی را در بدن موجودات زنده ایفا می‌کنند. آنها غذایی که می‌خوریم و اکسیژنی که تنفس می‌کنیم، به مولکولی به نام ATP تبدیل می‌کنند که سلول‌های بدن می‌توانند استفاده کنند. بدون این انرژی، سلول‌های بدن از بین میروند. انسان‌ها بیش از ۲۰۰ نوع سلول دارند که همه این سلول‌ها به جز گلبول‌های قرمز میتوکندری دارند.
نحوه عملکرد mitochondria ها
آنها از اکسیژن و متابولیت‌ها که ماده موثر در سوخت‌وساز بدن برای خلق انرژی هستند استفاده می‌کنند و DNA مخصوص خودشان را هم دارند. اما DNA میتوکندری در گونه‌های مختلف با هم فرق می‌کند. در پستانداران، mitochondria معمولا ۳۷ ژن دارد در بعضی گیاهان مثل درخت خیار، mitochondria تا ۶۵ ژن هم دارد و در بعضی قارچ‌ها mitochondria فقط ۱ ژن دارد. بعضی میکروب‌ها که در محیط‌های کم‌اکسیژن زندگی می‌کنند به‌تدریج میتوکندری‌شان را از دست می‌دهند و اکسی‌موناد مونوسرکومونوئیدها میکروب‌هایی هستند که اصلا mitochondria ندارند.
این تنوع ناشی از تکامل تدریجی mitochondria است، هم تکامل در جانداران دارای mitochondriaو هم تکامل خود mitochondria ها در طول عمرشان.
برای اینکه این حقایق را بهتر درک کنیم، بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که نطفه mitochondria دقیقا از لحظه تشکیل درون بدن ما چه می‌کند؟
تقریبا در همه گونه‌ها، DNA میتوکندری از یکی از والدین منتقل می‌شود. در انسان و اکثر حیوانات این والد مادر است. دُم هر اسپرم حاوی حدود ۵۰-۷۵ mitochondria است که به اسپرم کمک می‌کند تا شنا کند. پس از تشکیل نطفه، این mitochondria ها همراه با دم منحل می‌شوند. ضمنا، هر تخمک هزاران mitochondria دارد که هر کدام حاوی چندین رونوشت از DNA میتوکندری هستند. در نتیجه، ما بیش از ۱۵۰,۰۰۰ کپی از DNA میتوکندری را از مادرهایمان به ارث می‌بریم که هر کدام مستقل و متفاوت از بقیه میباشد.
همزمان با رشد و تقسیم یک تخمک بارور شده، همان هزاران mitochondria در سلول‌های جنین در حال رشد، تقسیم می‌شوند. وقتی بافت‌ها و دستگاه‌های بدن شکل گرفتند DNA های mitochondria متنوعی به‌صورت تصادفی در کل بدن پراکنده می‌شوند. موضوع وقتی پیچیده‌تر می‌شود که بدانید فرایند تکثیر میتوکندری از سلول‌ها مجزاست. بنابراین در حالی‌که سلول‌ها تقسیم می‌شوند میتوکندری به سلولی جدید منتقل می‌شود و در تمام این مدت، mitochondriaها مشغول ترکیب و تکثیر در بازه زمانی خودشان هستند. وقتی mitochondria ها ترکیب و تجزیه می‌شوند DNA یا mitochondria های ناقص و معیوب را هم از خود جدا می‌کنند. به عبارت دیگر، انتخاب تصادفی DNA میتوکندری مادر که موقع تولد به ارث می‌برید می‌تواند در کل زندگی و کل بدن‌تان تغییر کند.
بنابراین میتوکندری‌ها پویا و نسبتا مستقل هستند، اما آنها نیز بر اساس محیط خود شکل می‌گیرند. طبق نظریه های بیان شده، مدت‌ها پیش، برخی از ژن‌هایmitochondria ها به مجموعه ژن‌های جاندار میزبان‌شان منتقل شدند. بنابراین با وجود اینکه امروزه mitochondria ها مجموعه ژن خودشان را دارند و مجزا از سلول‌های بدن تکثیر می‌شوند اما آنها نمی‌توانند این کار را بدون دستور DNA هسته‌ای انجام بدهند.
همچنین اگرچه DNA میتوکندری از یک والد به‌ارث می‌رسد اما ژن‌های دخیل در ساخت و تنظیم میتوکندری از هر دوی والدین میباشد.
اهمیت مطالعه mitochondria ها در سلامت انسان
میتوکندری ها همیشه از طبقه‌بندی منظم گریزان هستند. داستان آنها همچنان درون هر یک از سلوهایمان بازگو می‌شود، همزمان هم مجزا و هم جدایی‌ناپذیر از سلول های ما میباشند. اگر درباره mitochondria بیشتر بدانیم می‌توانیم ابزارهایی به دست بیاوریم تا از سلامت انسانی در آینده حفاظت کنیم و درباره پیشینه‌مان بیشتر بدانیم.
در این مطلب از شرکت دایا اکسیر مرکز فروش مواد شیمیایی در تهران در مورد ژن های mitochondria به تفصیل صحبت کردیم.
