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¿En qué se diferencian el genoma mitocondrial y el genoma nuclear? | Los investigadores son responsables

Representación del genoma humano en tres dimensionesSISSA

El genoma es conjunto de genes tener un organismo. Y como dices en la pregunta, el organismo tiene dos tipos de genomas, el nuclear y el mitocondrial. El nombre ya hace referencia al lugar donde se encuentra, y esa es la primera diferencia, pero no la única. El ADN nuclear se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, que incluyen animales, plantas u hongos. Nuestros organismos están formados por células, que son la unidad estructural básica. Y dentro de estas células está el núcleo donde está el ADN nuclear. Fuera del núcleo, lo llamamos citoplasma, y ​​tiene algunos elementos que llamamos orgánulos. Las mitocondrias, que son responsables de las funciones respiratorias de las células, son uno de estos orgánulos y contienen el genoma de las mitocondrias dentro de ellos.

El genoma de las mitocondrias es una molécula pequeña con un promedio de solo 16,000 a 17,000 nucleótidos en vertebrados, aunque existen diferencias significativas entre diferentes organismos, particularmente plantas y hongos. Los nucleótidos son las bases que componen el ADN, podemos decir que son los componentes básicos que lo componen. Estas bases son adenina (A), citosina (C), timina (T) y guanina (G). Y la combinación de estas cuatro bases nos da la secuencia de ADN. En el caso de un genoma nuclear, es una molécula mucho más grande que, por ejemplo, en humanos, tiene más de 3.000 millones de nucleótidos o pares de bases. Como puede ver, es mucho más grande y su tamaño también varía significativamente de los organismos, desde unos pocos millones de nucleótidos en algunos hongos hasta más de cien mil millones en algunas salamandras, solo algunos ejemplos. La variación de tamaño es enorme y no existe una relación directa entre el tamaño del genoma central y la complejidad del organismo.

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También hay Mucha diferencia en el número de genes que componen cada genoma. En los animales, por ejemplo, todo el ADN mitocondrial suele acabar dando a luz 37 genes diferentes, muchos de los cuales están implicados en el proceso de la respiración celular. Por el contrario, en el ADN nuclear podemos encontrar miles de genes diferentes que se encargan de todas las funciones de un organismo, principalmente la existencia de un ser vivo. Los seres humanos tienen entre 20.000 y 25.000 genes. Además, hay muchas regiones en el genoma central que no dan lugar a genes. Son áreas regulatorias y otras cuyo funcionamiento aún no se conoce

En términos de estructura, el genoma de las mitocondrias es una doble hebra de ADN, dos hebras envueltas alrededor de sí mismo que forman una molécula redonda, es decir, los extremos están unidos. En el caso de la energía nuclear, también es una cadena doble, pero lineal, con extremos abiertos. Cuando la célula no se divide, el ADN nuclear forma cromatina, que es como un lío de hebras de ADN en el núcleo. La célula se divide en el momento en que se forman los cromosomas. Los cromosomas son estructuras organizadas que forman el núcleo del ADN de un organismo.

Cada mitocondria puede tener de 100 a 1000 copias de ADN, que generalmente se heredan solo de la madre, aunque hay excepciones

También hay una diferencia en el número de copias de ADN de mitocondrias y nucleares que se encuentran en las células. Por lo general, los organismos tienen dos copias diferentes ADN nuclear heredado de la madre y el otro del padre. Aunque cada mitocondria puede tener de 100 a 1000 copias de ADN, que generalmente se heredan solo de la madre, aunque hay excepciones. Y es que, en biología, a menudo podemos decir que la excepción es la norma.

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Una de las cosas de las que probablemente haya oído hablar son las mutaciones, que son errores que ocurren cuando el ADN se copia en nuevas células. Hay una serie de proteínas que se encargan de unir el ADN cuando se produce uno de estos defectos. Con este sistema de reparación, el número de mutaciones en el ADN nuclear es bastante pequeño. En las mitocondrias, este mecanismo de reparación de mutaciones es mucho menos eficaz. Esto hace que el ADN mitocondrial tenga una tasa de error mucho mayor.

Ainhoa ​​Agorreta Calvo Es doctor en Biología, investigador del grupo de biología evolutiva y de la conservación de la Universidad Complutense de Madrid.

Pregunta enviada por correo electrónico Diana Rivera

Nosotros contestamos es una clínica científica semanal patrocinada por Fundación Dr. Antoni Esteve y programa L’Oréal-Unesco ‘Para las mujeres en la ciencia’, que responde a las preguntas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Son científicos y técnicos, socios AMIT (Asociación de Mujeres Científicas y Tecnológicas), los que responden a estas dudas. Envíe sus preguntas a [email protected] o en Twitter #nosotrasrespondemos.

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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Antonio Calzadilla

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