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 میتوکندی را بلعیده و نیای تمام جانداران چندسلولی را خلق کرده است. میتوکندری‌ها 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 میتوکندری ها
میتوکندری‌ها 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، میتوکندری معمولا ۳۷ ژن دارد در بعضی گیاهان مثل درخت خیار، میتوکندری تا ۶۵ ژن هم دارد و در بعضی قارچ‌ها میتوکندری 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 میتوکندری ندارند.
این تنوع ناشی از تکامل تدریجی میتوکندری است، هم تکامل در جانداران دارای میتوکندری و هم تکامل خود میتوکندری‌ها در طول عمرشان.
برای اینکه این حقایق را بهتر درک کنیم، بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که نطفه میتوکندری 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 میتوکندری است که به اسپرم کمک می‌کند تا شنا کند. پس از تشکیل نطفه، این میتوکندری‌ها همراه با دم منحل می‌شوند. ضمنا، هر تخمک هزاران میتوکندری 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 میتوکندری در سلول‌های جنین در حال رشد، تقسیم می‌شوند. وقتی بافت‌ها و دستگاه‌های بدن شکل گرفتند DNA های میتوکندری 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، میتوکندری‌ها مشغول ترکیب و تکثیر در بازه زمانی خودشان هستند. وقتی میتوکندری‌ها ترکیب و تجزیه می‌شوند DNA یا میتوکندری‌های 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 ژن‌های میتوکندری ها به مجموعه ژن‌های جاندار میزبان‌شان منتقل شدند. بنابراین با وجود اینکه امروزه میتوکندری‌ها 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 میتوکندری 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 میتوکندری 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 میتوکندریایی به تفصیل صحبت کردیم.
