OD KOGA DOBIJAMO MITOHONDRIJE?

OD KOGA DOBIJAMO MITOHONDRIJE?

Autor: Lena Ilić*

—

PRIČE IZ MEDIJSKE LABORATORIJE “Nauka kroz priče” predstavlja uzbudljivu seriju tekstova – 23 uzbudljive priče inspirisane naukom koje je pripremila nova generacija autora, polaznika “Medijske laboratorije“, škole naučnog novinarstva koja je realizovana na Institutu za fiziku. Pročitajte više!

Mitohondrije se nasleđuju od oca kod nekih školjki, algi i ponekad  kod miševa, ali do nedavno nije bilo konkretnih dokaza da se to događa i kod ljudi. Krajem prošle godine istraživači sa Dečje klinike u Sinsinatiju u Ohaju  objavili su rad u kojem se tvrdi da je ovakvo nasleđivanje moguće. Da li to opovrgava sva dosadašnja znanja o nasleđivanju mitohondrija i kako to da toliko dugo nismo uvideli da se mitohondrije prenose i po očevoj liniji?

Mitohondrije su ćelijske organele koje su zadužene za stvaranje energije potrebne za funkcionisanje svih procesa u eukariotskoj ćeliji. To znači da im eukariotski organizmi, odnosno oni koji poseduju organele, jedro i složen unutarćelijski skelet (životinje, biljke, gljive, protisti), duguju svoje postojanje. Mitohondrije vode poreklo od bakterija koje su pre više miliona godina ušle u simbiozu sa pretkom eukariotske ćelije. One imaju svoj nasledni materijal koji potiće od njihovog bakterijskog pretka i razlikuje se po sadržaju i strukturi od onog u jedru naših ćelija. Nakon više miliona duge simbiotske veze mitohondrije i eukariotske ćelije toliko su se navikle jedna na drugu, da bukvalno ne mogu da žive odvojene. Ćelija iz ove veze dobija energiju potrebnu za svoje aktivnosti, dok mitohondrija uz zdravu dozu autonomije ima od ćelije zaštitu od surovog spoljašnjeg sveta, kao i podršku u logistici i resursima.

Istraživači iz Ohaja nisu prvi koji su primetili neobična dešavanja sa mitohondrijama, ali su prvi u njih poverovali. U poslednjih dvadeset godina već su se pojavljivali naučni radovi koji su tvdli da su uočili heteroplazmiju, odnosno prisustvo različitih mitohondrija kod iste osobe. Međutim, svi  su bivali odbačeni uz obrazloženje da je verovatnije da su ovi nalazi pogrešni usled neke greške pri analiziranju, nego da je sve što smo znali o nasleđivanju mitohondrija možda netačno. Zato je zanimljivo što ovaj rad dolazi od naučnika sa klinike koja se bavi mitohondrijskim bolestima,a ne od grupe naučnika koja se bavi istraživanjem samog funkcionisanja mitohondrijske DNK. Na ovu kliniku u Ohaju dolaze pacijenti za koje se sumnja da boluju od neke od mitohondrijskih bolesti, tj. da imaju problema sa funkcionisanjem mitohondrija. Da bi se potvrdilo da pacijent zaista ima mitohondrijsku bolest potrebno je uraditi sekvenciranje mitohondrijske DNK kako bi se zapis DNK ,,pročitao” i u njemu se pronašle varijante tog zapisa koje dovode do nefunkionalnosti u radu mitohondrija.

Naša priča o otkriću prenošenja mitohondrija sa očeva počinje sa dolaskom jednog dečaka na ovu kliniku. Nakon što su dobili rezultate analize, istraživači su bili u čudu jer su kod ovog dečaka pronađene različite mitohondrijske DNK. Kao i kolege pre njih, odbacili su ovakve nalaze i ponovili analize. Nakon što su i pri ponovljenim analizama sa novim uzorkom dobijenim od dečaka dobili iste rezultate, pred njima su se ukazala dva moguća rešenja: ili imaju problem sa obavljanjem samih analiza,(neko od zaposlenih pri radu kontaminira uzorke, hemikalijama je istekao rok trajanja, aparati su u kvaru…) ili su na pragu neobičnog i važnog otkrića za nauku. Da bi proverili koji od ova dva scenarija je po sredi, uzorke su poslali dvema nezavisnim klinikama koje su obavile analize i na opšte iznenađenje dobile iste rezultate kao i oni. Nakon ovih ohrabrujućih rezultata, produbili su svoje istraživanje, uključivši celu porodicu dečaka, kao i dve druge porodice kod kojih je takođe utvrđena heteroplazmija.

Genetički materijal iz jedra koji predstavlja osnovu za izgradnju celokupnog organizma kod ljudi nasleđuje se od oca i od majke. Za razliku od naslednog materijala iz jedra, za mitohondrijsku DNK smatralo se da se nasleđuje isključivo od majke zajedno sa svim ostalim ćelijskim  elementima koji se nalaze u citoplazmi, organelama poput Goldžijevog aparata, potpornim sistemom ćelije – citoskeletom i slično. Prilikom oplođenja, jedino glava spermatozoida ulazi u jajnu ćeliju, dok središnji deo, koji između ostalog sadrži i mitohondrije oca, ostaje napolju zajedno sa repom.

Osim toga, nakon spajanja naslednog materijala iz spermatozoida i jajne ćelije, jajna ćelija pokreće proces uklanjanja svih ,,dokaza’’ da je spermaozoid ikad bio tu. Stoga, iako se neka očeva mitohondrija ,,provuče” u jajnu ćeliju, ona biva uklonjena od strane proteina jajne ćelije. Kako je onda moguće da se očeve mitohondrije ipak nađu kod potomstva? Otkriće prisustva očevih mitohondrija u potomstvu, prema rečima i samih autora ove studije, ne opovrgava teoriju o nasleđivanju mitohondrija kod ljudi, već su ovi slučajevi mitohondrija mešanog porekla izuzetak koji potvrđuje (biološko) pravilo i javljaju se usled greške u mehanizmima otklanjanja očeve mitohondrijske DNK iz jajne ćelije.

—–

FOTO: Depositphotos

*Autorka je polaznica Medijske laboratorije, škole naučnog novinarstva koju je “Nauka kroz priče” organizovala u jesen 2018. godine na Institutu za fiziku u Beogradu.  Pročitajte Priče iz medijske laboratorije!