Prof. Leonardo Campos Zanelatto

uma organela, notavelmente mvel e plstica, presente no citoplasma de clulas eucariticas; uma estrutura cilndrica com, aproximadamente 0.5 - 1 m de dimetro; Fosforilao oxidativa (O2 + acar = ATP) organizada em : matriz membrana externa membrana interna espao intermembranar

O DNAmt humano contm 16569 pares de bases - um dos mais pequenos que se conhece.

Constitudo, normalmente, por uma molcula circular de DNA em cadeia dupla; Localizado na matriz, por vezes ligado membrana interna; Todos os seus transcritos e os seus produtos de traduo ficam na organela no h exportao de RNA ou protenas.

O DNAmt codifica:

- 2 RNAs ribossmicos - 22 RNAs de transferncia - 13 sequncias codificantes de protenas

Todos estes produtos de traduo foram identificados: - 3 so subunidades do complexo cit c oxidase - 2 so subunidades da ATPase - 7 so subunidades do complexo NADH CoQ reductase - 1 (cit b) a subunidade do complexo CoQ cit c reductase

No possui histonas;

No tem ntrons; Possui cdigo gentico prprio;

Apresenta distribuio assimtrica de guaninas e citosinas, gerando uma cadeia pesada (H) e uma leve (L);

transcrito como um policstron, para depois ser clivado nos seus produtos finais; O RNAm transcrito no possui cap, mas possui calda poli-A; Sua replicao e transcrio ocorrem a partir de um promotor PL e PH1 dentro de uma regio controle ;

Regio controle:

Apresenta regies hipervariveis a partir das quais se faz a numerao nucleotdica mitocondrial tambm a responsvel pela regulao da replicao e transcrio do mtDNA

A mitocndria o produto de dois sistemas genticos diferentes.

Inicia-se a transcrio em OH; Forma-se um hbrido DNA-RNA; RNase MRP (endoribonuclease) cliva e forma os primers; Cliva entre CBS II e CBS III dentro do D-loop; Em OL, uma DNA primase constri os primers; DNA pol (exonuclease 3- 5)

Transcrito como um policstron; RNase P processamento do policstron; Fator de transcrio mtTF1 liga-se montante: HSP = -12 LSP = -39 RNA pol??????(qual?)

Durante a evoluo inicial das clulas eucariticas, ocorreu, provavelmente, uma transferncia macia de genes da organela (mitocndria) para o ncleo;

possvel que esta transferncia tenha cessado antes de estar concluda!

Restaram ainda alguns genes na mitocndria (os outros passaram para o ncleo) DNA mitocondrial

O mtDNA muito sensvel aos danos causados por radicais livres No possui histonas

mtDNA polimerase reparadora

apresenta

fraca

atividade

No ocorre exciso deficincia enzimtica

de

nucleotdeos

por

HOMOPLASMIA descreve a situao na qual todas as mitocndrias tem o mesmo genoma (selvagem ou mutante)

HETEROPLASMIA descreve a situao na qual as mitocndrias apresentam as duas formas numa mesma clula ou tecido

TEORIA AUTOGNICA A clula eucaritica teria surgido atravs da especializao de

membranas internas, derivadas de invaginaes da membranaplasmtica.

TEORIA ENDOSSIMBITICA

Organismo procaritico + eucaritico primitivo

Material gentico igual entre procariontes e eucariontes; Simbiose um processo muito comum no mundo vivo;

Tamanho de mitocndrias muito semelhante ao dosprocariontes atuais;

Sntese protica das mitocndrias inibida por substnciasinibidoras de procariontes (estreptomicina e cloranfenicol) mas no por inibidores de eucariontes (cicloheximida);

A mitocndria e o seu genoma so herdados da linha materna. As crianas do sexo masculino partilham o genoma mitocondrial com a sua me e parentes femininos.

O genoma mitocondrial herdado intacto atravs de milhares de geraes. Embora algumas novas mutaes apaream ocasionalmente numa linhagem, so muito poucas e fceis de identificar.

Apesar do genoma mitocondrial ser pequeno quando comparado ao genoma nuclear, mutaes no mtDNA so uma importante causa de doenas;

1962, primeira observao de que as mitocndrias podiam estar associadas a patogenias (miopatias); Hoje associadas a varias doenas neuro degenerativas (ex. Parkinson e Alzheimer), envelhecimento, diabetes e cncer;

Em geral associadas a tecidos com alta demanda metablica, como corao, musc. esqueltico, , crebro, rins e glndulas endcrinas;

Doenas mitocondriais podem alteraes no DNA nuclear; Para distrbios mitocondriais, expresso fenotpica

ocorrer

devido

a

h

um

limiar

de

Raro Heteroplsmico Convulses transitrias Ataxia Miopatias Menor grau: demncia, surdez e degenerao dos nervos espinhais Mutao de ponto (8344G) no gene tRNA Lisina (90% das mt mutadas ) Diminuem a sntese proteica, interferindo na interao cdon-anticdon

Raro distrbio no olho 1 sinal : viso borrada Perda de viso completa ou quase completa em meses Degenerao no nervo ptico e dos neurnios da retina Inicia normalmente aos 20 anos 18 mutaes com sentido de troca em 9 genes da mt ( 70% das mt so mutadas ) 5 genes podem causar a LHON por si s, os outros precisam de associao com outros genes 2 tipos: primria e secundria

I. Neurolgicas Ataxia Cefalia vascular Convulses Demncia Depresso Distonia Episdios apoplexiformes Mielopatia Mioclonia Mioglobinuria recorrente Miopata Neuropatia Nistagmo Oftalmoplegia Retinopatia pigmentar Surdez

II.Sistmicas Acidose lctica Anemia sideroblstica Baixa estatura Cataratas e opacidades de crnea Diabetes mellitus Disfuno pancretica excrina Hepatopatia Hiperaldosteronismo Hipogonadismo Hipoparatiroidismo Hipotiroidismo Miocardiopata Pancitopenia Pseudo-ocluso intestinal Transtornos do sistema de conduo do corao Tubulopatias renais

Uso na cincia forense; - Quando o DNA da amostra apresenta-se degradado ou sem o DNA nuclear (polimorfismos das regies HV1 e HV2) Vrias cpias por clula

- + fcil de amplificar por PCR (regio controle) - Caso Romanov em episdios como 11 de setembro, guerra do Vietn, etc..

Estudos de evoluo e antropologia; - Taxa alta de evoluo dos genes mitocondriais comparao das sequncias de DNA estimar datas de eventos evolutivos

Arqueologia e paleontologia - No recombina histria genealgica imutvel - Fsseis/mtDNA

PARMETRO Localizao

DNA NUCLEAR No ncleo da clula, protegido pela membrana nuclear Dupla hlice Protegido por histonas ~23000 genes

DNA MITOCONDRIAL Nas mitocndrias, protegidas pela membrana mitocondrial influncia de radicais livres Dupla fita circular Desprovido de histonas 37 genes

Conformao Mecanismo de proteo N de Genes

FuncionamentoComposio Caracterstica do genoma

AutnomoRegies codificantes (xons) e no codificantes (ntrons) Genoma diplide (materno/ paterno) sofre recombinao Bilhes de pares de bases Grande Presente Pequena 1

Necesita da cooperao do DNA nuclear + de 90% DNA codificanteGenoma haplide (herana materna) no sofre recombinao 16.569 pares de bases Fraca Ausente 5 a 10 x maior que a nuclear 1.000 a 10.000

N de pares de bases Atividade da Polimerase Sistema de reparo Taxa de evoluo N de DNA por clula