El ADN mitocondrial versus ADN nuclear

bannerg12

DNA-model_wide

Este posting es resultado de una pregunta, o más bien una serie de preguntas en torno a cuantos tipos de ADN existen y en torno a que es el ADN mitocondrial. Todos mis amigos saben que el ADN está contenido en los cromosomas del nucleo de las celulas y que juega un papel fundamental en la herencia, hasta hay no hay problemas. También entienden que es este ADN procedente del nucleo celular y no otro es el material genético que se combina para crear nueva vida. Pero cuando hablan de ADN mitocondrial, vienen las dudas y las especulaciones más infundadas que he escuchado. En algo estan “claro” como diriamos en Cuba, que el ADN mitocondrial está contenido en las mitocondrias y no en el nucleo, es un buen comienzo porque realmente es cierto, este ADN no está contenido en el nucleo sino en un organulo celular llamado mitocondrias, su trasmisión de generación a generación  tiene un patrón innusual y poco tiene que ver con la recombinación genética que produce nueva vida. Creo que todos conocemos que una celula posee innumerables organulos, y que cada uno de estos organulos cumplen un cometido bioquímico muy bien definido en el contexto celular. Los cromosomas, son organulos con un cometido bioquímico biológico extremadamente importantes, ellos son los reponsables de proveer energia, son llamadas en ingles “the powerhouses of the cell” y creo que está muy justificado esa descripción , basicamente y en pocas palabras convierten la energía química potencial de la glucosa an ATP (  Adenosine triphosphate). Este ATP actua como una bateria, guardando energia que puede ser facilmente entregada a cualquier proceso bioquímico en la celula que requiera energía de modo rápido y eficaz. El ATP entrega energía por hidrolización de sus enlaces fosfatos que son altamentes energeticos, asi que nada inusual en esto.
Si decimos que las mitocondrias posee ADN, o sea una serie de genes podemos decir que existe un genoma mitocondrial. El genoma mitocondrial, también llamado ADN mitocondrial, es el material genético de las mitocondrias. El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autonómicamente cuando la célula eucariota que ocupa se divide. El ADN nuclear humano es lineal y organizado en 23 pares de cromosomas contenidos en el nucleo, el ADN mitocondrial está organizado en forma de circulos ( hoop shaped en ingles).  Este ADN, al igual que los ADN bacterianos, es una molécula circular, cerrada, sin extremos a diferencia del ADN contenido en el nucleo celular que está distribuido en un número de cromosomas en el nucleo celular .Cada mitocondria contiene un número de copias de estas moléculas de ADN, generalmente entre 2 y 10 copias de las moléculas. El número de bases del ADN mitocondrial es pequeñisimo encomparación con el ADN nuclear. En el hombre, el ADN mitocondrial solo contiene una sequencia de 17000 base nitrogenadas y posee solo 37 genes frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano. Estos 37 genes mitocondriales controlan el metabolismo celular o sea la conversión de glucosa en ATP, y su entrega a procesos celulares avidos de energía.La mitad del ADN nuclear de cualquier persona proviene de la madre , la otra mitad no toma mucho esfuerzo entender proviene del padre. Lo singular es que siempre obtenemos nuestro ADN mitocondrial de nuestras madres, nunca de nuestros padres. Todo el ADN mitocondrial es pasado de madre a hijos o hijas en el citoplasma de lo huevos celulares.
Ahora presentaré algo que me intraquiliza y me hace pensar mucho. El ADN mitocondrial es muy, muy parecido al ADN bacterial. La similitud entre el ADN mitocondrial y el genoma de una bacteria llamada Rickkettsia ha llevado a pensar que la mitocondria es un caso de symbiosis, en que una bacteria en algún momento remoto penetra una celula, queda para siempre reducida a un organulo, cumpliendo un papel biológico fundamental. Duro de creer al menos para mi.

26 Responses to El ADN mitocondrial versus ADN nuclear

  1. edna says:

    quisiera saber cual es la diferencia entre el ADN mitocondrial y el ADN cromosomico?

    • Ruben Fernández says:

      Primero el ADN cromosómico está contenido en el nucleo celular mientras que el ADN mitocondrial está contenido en organulos celulares llamados mitocondrias. El ADN cromosómico, el contenido en el nucleo de las celulas, participa de la reproducción sexual, usted como entidad biológica tiene el 50% del material genético cromosómico de su padre y el otro 50% del material genético cromosómico de su madre. El ADN mitocondrial que usted posee lo heredó solo de su madre, si es un hecho “chocante”, heredamos el ADN mitocondrial solo de nuestras madres, los hombres no aportamos material genético mitocondrial a nuestra descendencia. Otra enorme diferencia es que los 37 genes contenidos en el ADN mitocondrial solo tienen que ver con control metabólico, mientras que los genes cromosómicos del nucleo son 25000 en número y juegan roles extremadamente diversos. Un saludo, Ruben Fernandez

  2. maria alejandra says:

    cuales son las bases nitrogenadas que se aparean complementariamente en el DNA nuclear?

  3. carlos says:

    hola estudio medicina y estoy viendo una materia que se llama biologia medica , quisiera saber cual es la diferencia entre el adn mitocondrial y el adn nuclear , gracias es que voy mal estoy desesperado y creo que voy a perder la materia .

  4. Ruben Fernandez says:

    Hola Carlos, no desespere.Primero el ADN celular esta contenido en el nucleo celular en forma de cromosomas, el ADN de las mitocondrias esta contenido en los organulos celulares llamados mitocondrias. El ADN de las mitocondrias, también llamado Genoma mitocondrial, es el material genético de las mitocondrias, los orgánulos que generan energía para la célula. El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autonómicamente cuando la célula eucariota se divide. Evolutivamente el ADN mitocondrial desciende de genomas circulares pertenecientes a bacterias, que fueron englobadas por un antiguo ancestro de las células eucarióticas.Este ADN, al igual que los ADN bacterianos, es una molécula bicatenaria, circular, cerrada, sin extremos. En los seres humanos tiene un tamaño de 16.569 pares de bases, conteniendo un pequeño número de genes, 37 que solo tienen que ver con control metabólico. o sea genes que controlan la obtención de energia o producción de ATP.El ADN mitocondrial que poseemos lo heredamos solo de nuestras madre, si es un hecho “raro” pero asi es, heredamos el ADN mitocondrial solo de nuestras madres, los hombres no aportamos material genético mitocondrial a nuestra descendencia. El ADN cromosómico está contenido en el nucleo celular y participa de la reproducción sexual, usted como persona tiene el 50% del material genético cromosómico de su padre y el otro 50% del material genético cromosómico de su madre. A diferencia de los 37 genes mitocondricos , el ADN nuclear tiene como de 25000 a 30000 genes, que juegan roles diversos y complejos. Este es un tema complejo, dificil de agotar en un blog, me puede mandar preguntas especificas del material a estudiar al blog y a raf6@njit.edu , y creame que no va suspender, un estudiante motivado, en mi experiencia nunca suspende , a lo sumo no obtiene la nota que quiere.
    Ruben Fernandez

  5. melisa says:

    Quisiera felicitarlo por las notas biologicas que escribe, son muy interesantes. estoy a un paso de empezar la carrera de medicina y me gusta leer lo que escribe.saludos

  6. linda mejia says:

    buenas noches yo soy estudiante de medicina y quiero saber

    ¿cual es la razon de la replicacion continua en la hebra lider y discontinua en la cadena opuesta?

    • Ruben Antonio Fernández says:

      Esta es la razon , no tengo tiempo de redactar, la razon es por el antiparalelismo de las cadenas, las dos cadenas son antiparalelas y ambas cadenas tienen que crecer, este texto es tomado de wikipedia

      La replicación siempre se produce en sentido 5′ → 3′, siendo el extremo 3′-OH libre el punto a partir del cual se produce la elongación del ADN. Esto plantea un problema, y es que las cadenas tienen que crecer simultáneamente a pesar de que son antiparalelas, es decir, que cada cadena tiene el extremo 5′ enfrentado con el extremo 3′ de la otra cadena. Por ello, una de las cadenas debería ser sintetizada en dirección 3′ → 5′.

      Este problema lo resolvieron los científicos japoneses Reiji Okazaki y Tsuneko Okazaki en la década de 1960, al descubrir que una de las nuevas cadenas de ADN se sintetiza en forma de trozos cortos que, en su honor, se denominan fragmentos de Okazaki. Su longitud suele variar entre 1000 y 2000 nucleótidos en las bacterias y entre 100 y 400 nucleótidos en eucariontes.

      La cadena que se sintetiza en el mismo sentido que avanza la horquilla de replicación se denomina hebra adelantada (en inglés, leading strand, que a veces se traduce por líder o conductora) y se sintetiza de forma continua por la ADN polimerasa, mientras que la que se sintetiza en sentido contrario al avance se denomina hebra rezagada o retrasada (en inglés, lagging strand), cuya síntesis se realiza de forma discontinua teniendo que esperar a que la horquilla de replicación avance para disponer de una cierta longitud de ADN molde.

  7. Betsy says:

    Hola estimado Ruben, te felicito por brindar a muchos jovenes la oportunidad de entender de una forma tan sencilla el complicado mundo de la transmision hereditaria, solo tengo dos preguntas, para el analisis de ADN mitocondrial o genoma mitocondrial necesitas condiciones laboratoriales diferentes del que analisa ADN nuclear o no? las contaminaciones con amplicones no son las mismas?, gracias por tu atencion a mis preguntas

    • Ruben Antonio Fernández says:

      Esencialmente es lo mismo PCR, crear un perfil, pero recuerda no es un perfil que proporcione unicidad. Recuerda que el ADN mitocondrial no es especifico a un individuo.Mucha gracias por apreciar mi trabajo, Ruben

  8. marco rodríguez says:

    Estimado Sr. Fernández:
    Agradeceré me pueda informar en que momento de la gestación se forma el adn en el ser humano, y si fuese posible que me recomendará alguna lectura al respecto que sea más explicativa que técnica, pues no soy médico.
    Muchas gracias y felicidades por su actividad de divulgación. Saludos Marco Rodríguez

    • Ruben Antonio Fernández says:

      Hola Marcos, un placer, tampoco soy un medico, sino un biologo computacional, para ponertelo en pocas palabras, el ADN esta presente desde la primera celula humana como resultado de la mezcla del material genetico de un ovulo y un espermatozoide. Gracias por visitar mi blog.Tratare de encontar un material adecuado , mantengase visitando mi blog http://cambrico.info , espero iniciar microblog en unos dias para responder esta clase de preguntas y exponer materiales. Sinceramente , Ruben

  9. Miguel says:

    Hola, quisiera saber porque el ADN mitocondrial es únicamente transmitido por la madre.

    • Ruben Fernandez says:

      Hola Miguel, la mayoria de las mitocondrias estan en la base de las colas de los espermatozoides, en la mayoría de los casos la cola es perdida en el proceso de fertilización. También existen mecanismon químicos de destrucción de las mitocondrias masculinas en el ovulo después de la fertilización. Aún asi se han reportado casos en la que las mitocondrias del padre estan presente en la decendencia. Un abrazo de hermano, Ruben Antonio

  10. john uribe says:

    muy buen blog me gusta leer lo que escribe…

    • Rubén says:

      Muchas gracias por apreciar mi blog, por alguna razon este posting del ADN mitocondrial es uno de los mas visitados y gustados

  11. av says:

    me parece un articulo muy interesante acerca de el adn mitocondrial y el adn celular , la verdad es q aclara todas mis dudas

  12. Marisol says:

    hola Miguel, Tengo una duda que aun no he podido aclarar. Que tan paracido es el ADN entre dos hermanos. Podria ocurrir que una prueba de ADN arrojara un resultado equivocado y diera como padre a quien es realmente un tìo.Esto es solo si se compara el ADN del hijo con uno de los hermanos.

  13. Gloria says:

    Hola Me encontre por causualidad con este blog y me intereso. Tengo una duda espero me pueda ayudar. ¿Que dice la teoria del genoma nuclear con respecto a las eubacterias? He consultado y esta teoria se relaciona con la endosimniotica?
    Gracias

  14. Santiago says:

    Hola, tengo una duda. En genetica forense, con que ADN se obtiene o se deberia obtener mayor exito en la identifiacion de individuos, con el nuclear o el mitocondrial? Gracias, Saludos.

    • Rubén says:

      Es el ADN nuclear el que es usado en genetica forense. Con el ADN nuclear se obtiene un perfil único de un individuo, curiosamente se usa el mal llamado “junk ADN” , dentro de este ADN basura se usan los Short tandem repeats ( STRs) que son son secciones muy repetitivas, lucen algo como asi:

      TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT

      el numero de repeticiones puede variar dramaticamente de individuos a individuos, esa es la clave para crear un perfil. El punto es que varios sitios que contienen STRs en el ADN nuclear son analizados , generalemte 13 sitios, y despues se usan la base de dato CODIS aqui en Estados Unidos que contiene muchos perfiles

      http://www.fbi.gov/hq/lab/html/codis1.htm

  15. Maria T says:

    Hola! espero que estes bien, Necesito saber los aportes beneficos y perjudiciales del ADN mitocondrial!

    • Ruben Fernandez says:

      Hola Maria, un placer, pero no le entiendo muy bien la pregunta, se refiere usted a las enfermedades asociadas a mutaciones en el ADN mitocondrial? Si es eso, le explico y le enumero algunos desordenes asociados al ADN mitocondrial. Espero su respuesta Un saludo

      Ruben Fernandez

    • Ruben Fernandez says:

      Mira lo primero es entender la función de una mitocondria, estos organulos producen ATP a partir de glucosa, o sea producen energia química facilmente disponible , en ingles le llaman con toda razón a estos organulos “powerhouses” de la célula. Puedes ver una relación de enfermedades asociadas a las mitocondrias en el URL proveido abajo, estas enfermedades pueden ser causadas por mutaciones o simplemente ser heredadas.

      http://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrial_disease

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: