Pada artikel ini kita akan membahas tentang pokok bahasan dan struktur DNA mitokondria ikan.
Materi Pokok DNA Mitokondria Ikan:
Pada Eukariota, DNA terdapat pada kromosom (di dalam nukleus) dan selain kromosom, DNA juga terdapat pada dua organel, mitokondria (hewan dan tumbuhan) dan kloroplas (pada tumbuhan hijau). Organel ini adalah komponen penting dari sitoplasma sel eukariotik.
DNA mitokondria juga tersusun dalam kromosom, yang berbentuk lingkaran dan sangat mirip dengan kromosom bakteri. Pada manusia, penyakit yang dikenal sebagai myoclonic epilepsy and ragged-red fibres (MERRF) ini disebabkan oleh pewarisan mutasi mitokondria pada individu heteroplasma.
Seorang individu yang organelnya memiliki lebih dari satu alel disebut sebagai heteroplasma. Pada penyakit ini, sel tidak dapat menghasilkan ATP dalam jumlah yang cukup sehingga kematian sel disebabkan karena kekurangan energi.
Mitokondria sel hewan dan tumbuhan adalah organel penghasil energi sedangkan kloroplas adalah organel fotosintesis dan hanya terjadi pada tumbuhan. Salah satu ciri unik yang membedakan mitokondria dan kloroplas dari organel lain adalah bahwa mereka mengandung genomnya sendiri.
DNA yang ada di organel sering dikenal sebagai gen kromosom ekstra dan merupakan contoh pewarisan inti ekstra. Ada tiga jenis warisan ekstra nuklir: efek ibu, gen yang berada di organel sitoplasma (warisan ibu), dan warisan menular. Pewarisan genom/gen mitokondria berperilaku positif dengan gaya non-Mendel.
Mitokondria adalah struktur berbentuk sosis pada sel hidup. Mereka dikelilingi oleh dua membran. Membran dalam membentuk kantung memanjang yang disebut krista yang meluas ke bagian dalam mitokondria (Gambar 39.1). Bagian dalam membran dalam dan luar membran luar ditutupi dengan partikel kecil.
Partikel membran dalam terdiri dari dasar, tangkai dan kepala sedangkan partikel membran luar tidak memiliki dasar dan tangkai. Dalam krista, gula dan fosfat dipecah menjadi CO2 dan air dalam serangkaian reaksi kimia yang dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.
Fungsi mitokondria adalah menghasilkan ATP berenergi tinggi. Ini dilakukan dengan prosedur kompleks di mana pasangan elektron dilewatkan dari membran luar ke partikel membran dalam dan melalui serangkaian empat kompleks. DPNH menyerahkan elektron ke Kompleks I. Suksinat mentransfer elektron ke Kompleks II.
Dalam kedua kasus, elektron berpindah dari dasar partikel ke tangkai di mana mereka kemudian diserahkan ke Kompleks III. Selanjutnya elektron berpindah ke Kompleks IV di kepala partikel (Gbr. 39.2, 39.3). Pada akhirnya, seperti tipikal rantai pernapasan, dua elektron diterima dan dibawa oleh satu molekul oksigen.
Produksi ATP dilakukan oleh kompleks enzim besar yang tertanam di membran dalam mitokondria. Beberapa komponen kompleks ini ditentukan oleh gen dalam genom mitokondria, yang lain ditentukan oleh gen dalam nukleus. Merakit kompleks ini membutuhkan interaksi yang erat antara kedua genom ini.
Mutasi gen mitokondria dan kloroplas menunjukkan efek keibuan yang berbeda dari pewarisan nuklir. Organel sitoplasma ini biasanya diwarisi dengan sitoplasma telur dari induk ibu. Ini dikenal sebagai warisan ibu.
Gen dalam organel sitoplasma dipelajari secara luas saat ini untuk menentukan bagaimana fungsinya dan bagaimana mereka berinteraksi dengan gen nuklir. Mereka adalah alat yang berguna dalam studi evolusi. DNA mitokondria ikan telah banyak digunakan dalam studi filogenetik.
Struktur DNA Mitokondria atau Kromosom Mitokondria:
Berbeda dengan genom nuklir, genom mitokondria (gen) hewan sangat efisien. DNA mt memiliki gen dan gen mitokondria ini tidak memiliki intron sehingga tidak ada DNA sampah dan tidak perlu penyambungan intron sebelum mengkode protein.
Ada perbedaan lain dari genom inti bahwa tidak ada sekuens yang berulang dalam genom mitokondria; wilayah kontrol sering bervariasi panjangnya karena pengulangan tandem. Pengecualian untuk aturan ini adalah scallop, banyak spesies yang menunjukkan beberapa urutan besar hingga 1,4 kb berulang dalam genom mt DNA yang akibatnya dapat meluas hingga melebihi 30 kb panjangnya.
Genom mitokondria ikan, seperti genom mitokondria hewan lainnya, hampir selalu tersusun dalam satu kromosom sirkular, sangat mirip dengan kromosom yang ditemukan pada bakteri (Gambar 39.4). Peta restriksi dan organisasi gen Protopterus dolloi dari genom mitokondria diketahui.
Ini terdiri dari 13 gen yang mengkode protein. Dua gen untuk pengkodean untuk 12S kecil dan yang lebih besar16S rRNA (RNA ribosom), 22 gen untuk pengkodean molekul transfer RNA (tRNA) dan satu bagian non-coding dari DNA yang bertindak sebagai situs inisiasi untuk replikasi mt DNA dan RNA transkripsi. Ini dikenal sebagai wilayah kontrol.
Ukuran kromosom mitokondria bervariasi dari spesies ke spesies, tetapi konstan dalam spesies. Diferensiasi genetik yang signifikan dari enam tipe halo yang berbeda telah ditemukan dalam DNA mitokondria di antara salmon Atlantik (Salmo salar L) di Denmark dan tujuh populasi salmon Eropa lainnya dengan analisis amplifikasi oleh RPLF menggunakan uji empat endonuklease restriksi.
DNA mitokondria ikan telah banyak digunakan dalam studi filogenetik.
Genom mitokondria hanya mengandung sejumlah kecil gen tetapi sebagian besar sel mengandung banyak mitokondria sehingga DNA mitokondria dapat terdiri dari fraksi yang signifikan dari total DNA dalam sel. Tingkat mutasi pada mtDNA hewan lebih tinggi daripada DNA inti (sekitar 5 sampai 10 kali lebih tinggi).
Ini berarti bahwa evolusi mtDNA lebih besar daripada DNA inti, dan fitur ini penting bagi kita saat kita mencari penanda genetik yang akan mencerminkan perubahan di masa lalu yang lebih baru.
