作者CaptainKirk (CaptainKirk)
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标题Re: [讨论] 细胞中每一个粒线体遗传组成(DNA)都一밠…
时间Tue Sep 25 15:47:57 2007
以下所回的,
是从我读过的资料和论文中归纳出来的,
「目前」的粒线体研究领域中的「主流见解」。
(也就是说 1.一定有例外;2.一定有持不同意见的论文;3.几年後可能还修正)
※ 引述《watasi (翔)》之铭言:
: 稍微学过生物的人应该都同意以下事实:
: 以人为例
: 1.子代的粒腺体几乎全部来自母系遗传
哺乳类是100%的母性遗传,这经过长时间、完整的实验证明,
可视为粒线体研究的「基本定理」,不需要怀疑。
只是不能忽视例外的存在,像是几年前刊登在NEJM的病例报告。
: 2.一个卵子内有为数不少的粒腺体(真正多少我不清楚,曾经看过资料说有几百几千个?)
一般来说,一个细胞内有数十到数千copy的mtDNA存在,卵子应该也是这个数字。
: 3.粒腺体会自行分裂生殖,DNA复制过程或其他物理化学因素可能造成mtDNA突变
看到第一句的时候迟疑了一下。换成比较严密的说法,应该说是粒线体本身具有完整的
mtDNA复制机制,但是令mtDNA进行复制的命令是来自细胞核。
而造成mtDNA拥有高於细胞核的突变率的主要因素,主要是来自被自己在生产ATP时产生
的副产物-自由基攻击的结果。
: -----------------------------------------------------------------
: mtDNA会突变,但一个卵子内有很多很多粒线体
: -->每次突变最可能只发生在其中一个粒线体上,而非全部的粒腺体
: 举例来说
: 假设一个最原始的卵子有200个粒腺体好了,假设这些粒腺体刚开始的DNA组成完全一致
: 称做A粒腺体
: 某次突变让其中一个粒腺体变成B
: 因此这个卵子变成有199个A粒腺体与1个B粒腺体
: 如果这个卵子有一天受精了,
: 新生命所产生的卵细胞会是A与B粒腺体混合而成的(暂不考虑父系问题)
: 以此类推
: 持续更多代以後,累积一次又一次突变,每种粒腺体又可以自行增殖
: 子代细胞内的粒线体DNA,应该会有很多种序列组合才对??
: 例如:60%A粒线体+20%B粒腺体+15%C粒腺体+5%D粒腺体 之类的
: 所以
: 在分析动物亲缘地理时
: 用primer从细胞中萃出的一小段mtDNA, 理论上应该会是混合物罗??
: --------------------------------------------------------------
我了解您的意思,
只是在粒线体研究中,
我们应该注意的是他的恒常性(normalization),
以及homoplasmy和hetroplasmy的现象。
假设细胞(卵子)里有200copy的mtDNA,
这里面应该是找不到两个一模一样的mtDNA。
举例来说,如果有一段20bp的mtDNA,sequence做出来的结果是:
1 6 10 15
AAAAA TTTTT GGGGG CCCCC
其实细胞内真正存在着的是如下的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等称之为hetroplasmy,
No.4、5则称之为homoplasmy。
作sequence时,
所占的比例较高的peak也较强,
因此即使是hetroplasmy的状态,
通常10%以下的mutation是很难检测出来,
所以做出来的会是代表此检体的主要序列。
回到原来的问题,
mtDNA因为无时不刻受到自由基的攻击,
因此突变率远高於nDNA;
但是只要突变的mtDNA的比例不高过仪器的可侦测范围,
作一般sequence时是看不出来的。
(顺带一提,
即使是pathogenic mutations,
只要不累积超过85%以上,
就不会造成electron transport chain的dysfunction。
这是生命体的自我保护机制,
也就是粒线体「恒常性」的概念。)
另外因为卵子在受精的过程,
会有所谓的bottleneck现象,
也就是说在某一个时期中mtDNA会缩减到只有数个copy的程度,
之後才慢慢自我复制回覆成正常数量。
因此除非这些低比例的mutations在缩减copy数的过程时被选到,
之後又复制增值成主要的序列,
否则子代的mtDNA序列并不会和亲代有太大差别。
: 以上为推论
: 我有一位在做亲缘地理的朋友
: 很坚持被萃取出来的mtDNA片段是纯物质(也就是DNA序列是完全一致的)
: 而paper上的确也会列出一个固定序列来代表"个体"
: 但是他却无法反驳我的"粒线体多样性"的推论
: 问题到底出在哪? @@"
: 好像表达的不太清楚 >"<
: 希望有人看得懂我在问什麽 :D
希望有回答到您的问题。
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◆ From: 211.74.52.254
※ 编辑: CaptainKirk 来自: 211.74.52.254 (09/25 15:49)
1F:→ vixen:electron transport chain上的蛋白很多在体DNA内吧? 09/25 20:40
2F:推 watasi:原来如此 @@ 感谢C大清楚详尽的解说 :) 感激不尽~~^^ 09/25 21:34