DNA mitocondrial

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O DNA mitocondrial é um ADN que não se localiza no núcleo da célula, mas sim na mitocôndria (organela celular).

Característicaseditar | editar código-fonte

Acredita-se que as mitocôndrias do espermatozoide dos mamíferos são geralmente destruídas pelo óvulo após a fertilização. Em 1999 foi sugerido que as mitocôndrias do espermatozoide (contendo ADN mitocondrial) são marcadas com ubiquitina (proteína marcadora que se liga covalentemente a lisinas de outras proteínas, marcando-as para destruição proteolítica intracelular no protossomo) para serem selecionadas e depois destruídas dentro do embrião.1 Ocasionalmente este processo não é bem sucedido, como por exemplo nos híbridos inter-espécies.

O DNA mitocondrial tem sido estudado com o intuito de investigar linhagens muito antigas. Svante Pääbo publicou estudos que rastreavam a ancestralidade de cães domésticos em 4 gerações. O conceito da Eva mitocondrial é baseado no mesmo tipo de análise.

A existência de DNA mitocondrial também apoia a hipótese endossimbiótica, a qual sugere que as células eucarióticas surgiram quando uma célula procariótica foi englobada por outra célula sem ser digerida. Acredita-se que estas duas células teriam começado uma relação simbiótica, formando o primeiro organismo. A existência de DNA mitocondrial sugere que, as mitocôndrias já existiram um dia como entidades separadas das suas atuais células-hospedeiras.

Identificação Humana Por Análise de mtDNAeditar | editar código-fonte

O DNA mitocondrial se difere do material genético encontrado no núcleo das células não só em relação a localização, mas também no tocante a quantidade de moléculas por célula, tipo de herança (exclusivamente materna) e seqüência. Por existir em múltiplas cópias, o DNA mitocondrial é especialmente útil em análises em que o DNA nuclear se encontra em quantidades diminutas, como as que são usualmente encontradas em cenas de crime. O DNA mitocondrial humano é uma molécula contendo 16.539 pares de bases nitrogenadas já completamente seqüenciadas. Para a análise forense de DNA mitocondrial usualmente utiliza-se seqüências das regiões hipervariáveis (HV) I e II. Há, contudo, trabalhos científicos indicando que a investigação das regiões HV-I e II não dão suficiente informação para correlacionar restos mortais e suas famílias em muitos casos (Raskin et al., 1998) e que a extração de DNA feita a partir de dentes oferece melhores resultados que a realizada a partir de ossos longos (Primorac e Andelinovic, 1999). A principal limitação das análises forenses de DNA mitocondrial está em seu restrito poder de discriminação, o que ocorre em virtude da ocorrência de haplótipos comuns na população. Pesquisas com DNA mitocondrial de caucasianos norte-americanos demonstram que o perfil mais comum está presente em cerca de 7% daquela população e outros 12 tipos ocorrem em mais de 0,5% das pessoas (Parsons e Coble, 2001). Dados relativos às freqüências destes haplótipos não são disponíveis para a população brasileira. Para utilização forense do DNA mitocondrial, seja ela com o fim de associar uma evidência a um suspeito ou de identificar a relação matrilinear entre indivíduos, o estabelecimento de um banco de dados de haplótipos das regiões HVI e HVII que seja representativo da população é indispensável. A partir do conhecimento da freqüência de um determinado haplótipo no banco de dados torna-se possível calcular a probabilidade de coincidência ao acaso entre dois haplótipos em situações onde tem-se evidências biológicas de uma cena de crime e amostras de um suspeito, ou em situações onde tem-se material de um indivíduo desaparecido e deseja-se associá-lo a alguém com o mesmo haplótipo. Quanto menor a probabilidade de coincidência ao acaso, maior a certeza que duas amostras ou são provenientes de um mesmo indivíduo ou representam a mesma matrilinhagem. Uma outra aplicação dos polimorfismos de DNA mitocondrial é a possibilidade de investigar um conjunto de polimorfismos que permita agrupar amostras em um determinado haplogrupo. Esta possibilidade tem sido investigada em outras populações que não a brasileira. Esta abordagem mostra-se de grande valia, permitindo a triagem quando se tem grande número de amostras e também aumentando o poder de discriminação quando associada ao sequenciamento de HVI e HVII. Adicionalmente, é possível se encontrar variações entre amostras de DNA mitocondrial em diferentes tecidos do mesmo indivíduo, principalmente naqueles portadores de doenças metabólicas relacionadas a esta molécula. Antes da aplicação forense deste material, é preciso caracterizar o grau de ocorrência deste fenômeno, conhecido como heteroplasmia, na população em questão (Holland e Parsons, 1999; Calloway e Reynolds, 1999). Além disto, a taxa de erro associado a replicação é maior em DNA mitocondrial, quando se compara com o DNA nuclear (Grover, Holland e Le Roux, 1999). Extraído de http://www.netlegis.com.br/index.jsp?arquivo=detalhesArtigosPublicados.jsp&cod2=360.

Doenças mitocondriaiseditar | editar código-fonte

As doenças mitocondriais são doenças genéticas que afectam genes que são expressos na mitocôndria. As mitocôndrias possuem o seu próprio genótipo, tendo várias moléculas de ADN e dentro de cada molécula, múltiplas cópias do mesmo gene. O ADN mitocondrial é de herança materna, salvo raríssimas exceções (ver heteroplasmia). E as doenças mitocondriais podem afectar tanto o sexo masculino como o sexo feminino.

Na formação de ovócitos a separação das mitocôndrias é feita ao acaso, podendo surgir ovócitos com maior quantidade de mitocôndrias com ADN mutado – o feto vai apresentar uma doença generalizada com fenótipo mais grave, ou ovócitos com menor quantidade de mitocôndrias com menos ADN mutado e assim o feto surge com uma doença mais restrita, a um ou outro tecido, e por isso, com fenótipo mais atenuado.

As várias moléculas de ADN dentro da mitocôndria podem estar em Homoplasmia, sem cópias mutadas, ou em Heteroplasmia, quando há cópias mutadas de DNA mitocondrial e outras de ADN mitocondrial normal, podendo originar doenças degenerativas.

As doenças mitocondriais são incluídas no grupo das doenças degenerativas e muitas vezes são também abordadas em processos que se relacionam com as doenças neoplásicas.

As doenças degenerativas mitocondriais têm relação com perda de função a nível celular e orgânico originando doenças por intoxicação, que provocam danos celulares tóxicos, ou por deficiência energética da célula.

Os diversos tecidos têm diferentes requerimentos energéticos - efeito limitante, ou seja, há tecidos que precisam de muito mais energia do que outros. Desta forma, os tecidos com menor necessidade energética e que possuam mutações a nível do ADN mitocondrial, podem não apresentar sintomatologia. Por outro lado as carências energéticas em tecidos como o cérebro e o sistema muscular vão ser mais graves, daí que muitas das doenças mitocondriais sejam encaradas como encefalomiopatias.

A mesma mutação mitocondrial pode surgir com diferentes manifestações, associadas a patologias diferentes. A patologia será tanto mais grave quanto maior for a heteroplasmia, ou seja, maior a percentagem de ADN mitocondrial mutado.

Ver tambémeditar | editar código-fonte

Referências

  1. Sutovsky et. al. 1999.

Bibliografiaeditar | editar código-fonte

  1. Marianne Schwartz e John Vissing, "Paternal Inheritance of Mitochondrial DNA", New England Journal of Medicine, 22 de agosto de 2002; 347:576-580. [1]
  1. Sutovsky, P., et. al. 1999. "Ubiquitin tag for sperm mitochondria." Nature 402(Nov. 25):371-372. Resumo disponível em [2] e discutido em [3].







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