Re: [討論] 細胞中每一個粒線體遺傳組成(DNA)都一밠…

看板Biology (生物學)作者CaptainKirk (CaptainKirk)時間18年前 (2007/09/25 15:47)推噓1(1推 0噓 1→)

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以下所回的，是從我讀過的資料和論文中歸納出來的，「目前」的粒線體研究領域中的「主流見解」。（也就是說 1.一定有例外；2.一定有持不同意見的論文；3.幾年後可能還修正） ※ 引述《watasi (翔)》之銘言： : 稍微學過生物的人應該都同意以下事實: : 以人為例 : 1.子代的粒腺體幾乎全部來自母系遺傳哺乳類是100%的母性遺傳，這經過長時間、完整的實驗証明，可視為粒線體研究的「基本定理」，不需要懷疑。只是不能忽視例外的存在，像是幾年前刊登在NEJM的病例報告。 : 2.一個卵子內有為數不少的粒腺體(真正多少我不清楚,曾經看過資料說有幾百幾千個?) 一般來說，一個細胞內有數十到數千copy的mtDNA存在，卵子應該也是這個數字。 : 3.粒腺體會自行分裂生殖,DNA複製過程或其他物理化學因素可能造成mtDNA突變看到第一句的時候遲疑了一下。換成比較嚴密的說法，應該說是粒線體本身具有完整的 mtDNA複製機制，但是令mtDNA進行複製的命令是來自細胞核。而造成mtDNA擁有高於細胞核的突變率的主要因素，主要是來自被自己在生產ATP時產生的副產物-自由基攻擊的結果。 : ----------------------------------------------------------------- : mtDNA會突變,但一個卵子內有很多很多粒線體 : -->每次突變最可能只發生在其中一個粒線體上,而非全部的粒腺體 : 舉例來說 : 假設一個最原始的卵子有200個粒腺體好了,假設這些粒腺體剛開始的DNA組成完全一致 : 稱做A粒腺體 : 某次突變讓其中一個粒腺體變成B : 因此這個卵子變成有199個A粒腺體與1個B粒腺體 : 如果這個卵子有一天受精了, : 新生命所產生的卵細胞會是A與B粒腺體混合而成的(暫不考慮父系問題) : 以此類推 : 持續更多代以後,累積一次又一次突變,每種粒腺體又可以自行增殖 : 子代細胞內的粒線體DNA,應該會有很多種序列組合才對?? : 例如:60%A粒線體+20%B粒腺體+15%C粒腺體+5%D粒腺體之類的 : 所以 : 在分析動物親緣地理時 : 用primer從細胞中萃出的一小段mtDNA, 理論上應該會是混合物囉?? : -------------------------------------------------------------- 我了解您的意思，只是在粒線體研究中，我們應該注意的是他的恆常性（normalization），以及homoplasmy和hetroplasmy的現象。假設細胞（卵子）裡有200copy的mtDNA，這裡面應該是找不到兩個一模一樣的mtDNA。舉例來說，如果有一段20bp的mtDNA，sequence做出來的結果是： 1 6 10 15 AAAAA TTTTT GGGGG CCCCC 其實細胞內真正存在著的是如下的mtDNA的copy： 1 6 10 15 TAAAA TTTTT GGGGC GCCCT ACAAA TATTT GGGGG CCCCC AAGAA TTGTT GGAGG CCCCC AAAAA TTTCT GGGTG CCCAC No.1、2、3等稱之為hetroplasmy， No.4、5則稱之為homoplasmy。作sequence時，所佔的比例較高的peak也較強，因此即使是hetroplasmy的狀態，通常10%以下的mutation是很難檢測出來，所以做出來的會是代表此檢體的主要序列。回到原來的問題， mtDNA因為無時不刻受到自由基的攻擊，因此突變率遠高於nDNA；但是只要突變的mtDNA的比例不高過儀器的可偵測範圍，作一般sequence時是看不出來的。（順帶一提，即使是pathogenic mutations，只要不累積超過85%以上，就不會造成electron transport chain的dysfunction。這是生命體的自我保護機制，也就是粒線體「恆常性」的概念。）另外因為卵子在受精的過程，會有所謂的bottleneck現象，也就是說在某一個時期中mtDNA會縮減到只有數個copy的程度，之後才慢慢自我複製回覆成正常數量。因此除非這些低比例的mutations在縮減copy數的過程時被選到，之後又複製增值成主要的序列，否則子代的mtDNA序列並不會和親代有太大差別。 : 以上為推論 : 我有一位在做親緣地理的朋友 : 很堅持被萃取出來的mtDNA片段是純物質(也就是DNA序列是完全一致的) : 而paper上的確也會列出一個固定序列來代表"個體" : 但是他卻無法反駁我的"粒線體多樣性"的推論 : 問題到底出在哪? @@" : 好像表達的不太清楚 >"< : 希望有人看得懂我在問什麼 :D 希望有回答到您的問題。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 211.74.52.254 ※ 編輯: CaptainKirk 來自: 211.74.52.254 (09/25 15:49)