caratteristiche del genoma mitocondriale di piante superiori

CARATTERISTICHE DEL GENOMA MITOCONDRIALE
DI PIANTE SUPERIORI
1 – GRANDI DIMENSIONI, ALTAMENTE VARIABILI.
2 – PRESENZA DI SEQUENZE RIPETUTE DIRETTE (E INVERTITE).
3 – STRUTTURA ETEROGENEA (MULTIPARTITA).
4 – PRESENZA DI INSERZIONI DI DNA DI CLOROPLASTO.
5 – INCOMPLETO SET DI GENI PER tRNA.
6 – RNA EDITING
CARATTERISTICHE DEL GENOMA MITOCONDRIALE
DI PIANTE SUPERIORI
1.
L’analis i di restrizione di DNA estratti da mitocondri di piante superiori (mais,
frumento, brassica, girasole, arabidopsis,…..) rivela patterns molto complessi
(circa 50 frammenti). La sommatoria dei pesi molecolari di questi frammenti
produce valori compresi tra 200 e 2.400 Kpb. Questa analis i, condotta con diversi
enzimi di restrizione per uno stesso mtDNA, produce valori molto diversi
suggerendo che esso non sia costituito da molecole omogenee.
2.
Questa caratteristica è dimostrata da specifici esperimenti di ibridazione. Le
seguenze ripetute individuate su diversi mtDNA variano in dimensioni da 2 ad
oltre 12 Kpb. Sono solitamente presenti in coppie o in tre copie.
3.
Librerie di frammenti di restrizione generati dallo stesso DNA con enzimi diversi
permettono di costruire le mappe di restrizione del relativo “master chromosome”
che si definisce come l’insieme delle sequenze uniche e di quelle ripetute
individuate tramite esperimenti di restrizione ed ibridazione. La mappatura della
posizione delle sequenze ripetute permette di descrivere la struttura eterogenea (o
multipartita) di mtDNA di piante.
4.
Esperimenti di ibridazione condotte con specifici frammenti di DNA di cloroplasto
della stessa specie rivelano regioni ad alta (high), media (medium) e bassa (weak)
omologia tra essi e specifiche regioni dell’mtDNA. Questi esperimenti dimostrano
che, nel corso dell’evoluzione, specifiche regioni di cp DNA si sono trasferite
nell’mtDNA.
5.
L’individuazione di geni codificanti tRNA nell’mtDNA di piante superiori rivela
che essi sono presenti sul genoma in numero < 20. Poiché è stato dimostrato che
nel mitocondrio di piante superiori è utilizzato il codice genetico universale è stato
ipotizzato (e dimostrato) che un numero di tRNA > 12 e importato dal citoplasma
dove queste molecole sono trascritte da geni nucleari.
6.
Il processo di “editing” (in italiano correzione) consiste nella modificazione del
trascritto rispetto alla sequenza genomica. Solitamente esso interessa residui di C
sul messaggero che sono convertiti a U con varie possibili alterazioni del
significato dei codoni rilevabili sul messaggero (A). In alcuni sistemi biologici
l’editing consiste nell’aggiunta di residui di U nel trascritto che cambia
drammaticamente la sequenza codificata sul DNA (B).