Рис.1. | Cytological visualization of yeast mitochondrial nucleoids.
Рис.2. | A model for the metabolic remodelling of mitochondrial nucleoids in yeast.
Рис.3. | Understanding the mechanism of mitochondrial nucleoid segregation.
Рис.4. | A model of the yeast mitochondrial nucleoid segregation apparatus.
Табл.1 mtDNA-associated proteins in yeast, mammals and Xenopus laevis
Табл.2 An interspecies comparison of mitochondrial nucleoids
| Mitochondrial DNA (mtDNA) кодирует важные компоненты клеточного аппарата, продуцирующего энергию, а повреждения mtDNA и митохондриальная дисфункция вносит вклад в многочисленные болезни человека. Знание организации и наследования mtDNA, следовательно, важная цель. Недавние исследования выявили, что митохондрии используют разнообразные метаболические энзимы для организации и защиты mtDNA, управления сегрегацией генома органелл и для купирования наследования mtDNA с клеточным метаболизмом. Кроме того, идентифицированы компоненты аппарата, ассоциированной с мембраной сегрегации mtDNA, которые могут связывать передачу mtDNA с митохондриальными движениями. Эти находки проливают новый свет на механизмы поддержания и наследования mtDNA.
Mitochondrial DNA (mtDNA) в общем упакована в нуклеоиды (nucleoids), наследуемые единицы mtDNA, с помощью Abf2/TFAM (transcription factor A, mitochondrial)-семейства HMG (high mobility group)-box белков, которые законсервированы от дрожжей до человека. Однако, недавние исследования выявили также несколько метаболических энзимов, которые ассоциированы с mtDNA как у дрожжей, так и позвоночных.
Метаболические белки, которые обнаружены митохондриальных нуклеоидах дрожжей, могут замещать Abf2 в упаковке и защите mtDNA, когда их экспрессия усиливается в ответ на метаболические сигналы. Эти находки указывают на то, что структурная организация митохондриальных нуклеоидов является объектом для ремоделирования с помощью этих метаболически регулируемых бифункциональных белков.
Деление митохондриального нуклеоида (mt-nucleoid) может непосредственно наблюдать под микроскопом. Дрожжевой Hsp60 (heat shock protein 60) chaperonin является бифункциональным белком, который участвует в этом процессе.
Белки, которые вовлечены в рекомбинацию в mtDNA, влияют на количество mt-nucleoid и mtDNA transmissibility. Гены, которые вовлечены в mtDNA concatemerization, д. ускорять установление гомоплазмии (homoplasmy) в делящихся клетках.
Экстенсивные деления митохондрий приводят к продукции митохондрий, которые лишены mt-nucleoids, a передача таких митохондрий клеткам потомкам может в конечном счете привести к потере mtDNA. Митохондрии дрожжей экипированы membrane-spanning устройствами, которые физически связывают mt-nucleoids с актиновым цитоскелетом, это создает механизм для связи митохондриальных движений и сегрегации mtDNA во время клеточных делений.
Мутации mtDNA играют причинную роль в нейромышечных заболеваниях и клеточном старении. Изучение организации и наследования mt-nucleoids может помочь понять, как генетическая система митохондрий затрагивается в этих условиях.
|