Митохондрии объяснили механизм распределения «второго генома» клетки

Учёные выяснили, как митохондрии обеспечивают равномерное распределение своего генетического материала внутри клетки. Речь идёт о митохондриальной ДНК (мтДНК), которую иногда называют «вторым геномом» организма.

Что такое «второй геном»

Митохондрии — это органеллы, которые часто называют энергетическими станциями клетки. Они преобразуют глюкозу и жиры в энергию, необходимую для жизнедеятельности клетки.

Каждая митохондрия содержит собственный небольшой геном — митохондриальную ДНК. В клетке может находиться от сотен до тысяч её копий, организованных в структуры, называемые нуклеоидами.

Почему важно распределение ДНК

Нуклеоиды внутри митохондрий располагаются с удивительно равномерными интервалами. Это обеспечивает стабильную передачу мтДНК при делении клеток и равномерную работу генов.

Нарушения в работе митохондрий связаны с рядом заболеваний, включая метаболические и неврологические патологии, такие как печёночная недостаточность, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Загадка равномерного распределения

До сих пор оставался открытым вопрос: каким образом клеткам удаётся поддерживать такую точную организацию нуклеоидов, даже при изменениях структуры митохондрий.

Ранее предложенные механизмы — деление, слияние или молекулярные связи — не могли полностью объяснить наблюдаемую закономерность.

Открытие «жемчужного деления»

Исследователи из EPFL под руководством Сулианы Мэнли и Хуана Ландони выявили новый механизм, получивший название «митохондриальное жемчужное деление».

Во время этого процесса митохондрии временно приобретают форму «бусинок на нитке», образуя последовательность сужений. Это позволяет разделять кластеры мтДНК и перераспределять нуклеоиды.

Как это работает

Наблюдения с использованием сверхразрешающей и электронной микроскопии показали, что такие «жемчужины» формируются несколько раз в минуту.

Расстояния между ними совпадают с расстоянием между нуклеоидами, что обеспечивает их упорядоченное распределение внутри митохондрий.

Процесс запускается, в частности, поступлением кальция в митохондрии и зависит от состояния внутренних мембранных структур.

Значение открытия

Исследование показывает, что клетки используют не только молекулярные, но и физические механизмы для организации генетического материала.

Понимание этого процесса может помочь в разработке новых подходов к лечению заболеваний, связанных с нарушениями митохондриальной ДНК.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.

Читайте также:

• Кулич без замеса, который тает во рту: нежнее, чем в пекарне и долго не черствеет — рецепт, который получится у каждого
• Когда красить яйца и печь куличи: батюшка назвал точные дни перед Пасхой
• Даже близким не говорите: 10 советов мудреца, которые могут изменить вашу жизнь
• Шашлык может обойтись в 50 тысяч: россиян предупредили о штрафах
• Когда высаживать рассаду помидоров в открытый грунт: точные сроки и правила — как не погубить растения в первые дни