Forskjellen mellom Y-DNA og mtDNA

De hovedforskjell mellom Y-DNA og mtDNA er det at Y-DNA er arvet fra faren mens mtDNA er arvet fra moren. Videre forekommer Y-DNA inne i kjernen mens mtDNA forekommer inne i mitokondriene. Y-DNA er også en del av det genomiske DNA, men ikke mtDNA.

Y-DNA og mtDNA er to typer arvelige materialer som kan forekomme i nesten alle typer celler i kroppen. Det er viktig at Y-DNA gjennomgår mutasjoner mens det går over generasjonene, men mtDNA forblir uendret.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Y-DNA
     - Definisjon, struktur, betydning
2. Hva er mtDNA
     - Definisjon, struktur, betydning
3. Hva er likhetene mellom Y-DNA og mtDNA
     - Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom Y-DNA og mtDNA
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelord

Genomisk DNA, arvelig materiale, arv, mtDNA, mutasjon, Y-DNA

Hva er Y-DNA

Y-DNA er DNA i Y-kromosomet av hanner. Den går utelukkende fra far til sønn. Og dette Y-kromosomet fungerer som det kjønnsbestemmende kromosomet av mange arter siden det andre kromosomet, som er X-kromosomet, forekommer hos både menn og kvinner. I det menneskelige genomet er Y-kromosomet det minste kromosomet, og størrelsen er rundt 60 millioner basepar. Y-kromosomet har også det minste antall gener blant menneskelige kromosomer. Videre uttrykkes gener i Y-kromosomet hemizygøst siden bare ett Y-kromosom forekommer per genom under normale forhold. De SYR genet er ansvarlig for utvikling av testis.

Figur 1: Human Y-kromosomstruktur

Videre er rekombinasjon mellom Y-kromosom og X-kromosom skadelig, da det kan produsere Y-kromosomer uten nødvendige gener. Imidlertid kan bare tipsene til disse kromosomene rekombinere. For eksempel kan flere celleavdelinger som oppstår under produksjon av en sæd forårsake en høy mutasjonsrate. Dessuten anses Y-kromosomet som et genetisk avløp siden det er på en bane for å forsvinne helt fra det menneskelige genom. Dens hastighet på å miste gener er 4,6 gener per million år. I løpet av eksistensen har den mistet 1 393 av sine 1.438 originale gener.

Hva er mtDNA

mtDNA er mitokondriell DNA som utelukkende forekommer inne i mitokondriene. Derfor er mtDNA ikke en del av genomisk DNA. Generelt er mtDNA et sirkulært molekyl, som er kovalent lukket. Også størrelsen på mtDNA er meget kort sammenlignet med kromosomene i det genomiske DNA. Bare 37 gener er kodet i den. I de fleste arter er mtDNA arvet fra moren siden paternal mitokondrier dør kort tid etter befruktning. Videre er mutasjoner i mtDNA sjeldne, og de forekommer per 20 000 år.

Figur 2: Human mtDNA Structure

Mitokondriale mutasjoner er de betydelige bidragsyterne til aldringsprosessen og aldersrelaterte patologier. Videre kan de bidra til en rekke lidelser, inkludert treningsintoleranse og Kearns-Sayre syndrom.

Likheter mellom Y-DNA og mtDNA

• Y-DNA og mtDNA er to typer arvelige materialer inne i eukaryotcellen.
• Begge typer DNA forekommer inne i rom, men ikke i cytoplasma.
• Også begge er arvet fra foreldrene.
• Videre kan genealogiske tester avgjøre forfedreforholdene mellom individer basert på disse typer DNA.
• Dessuten er begge de mest passende haplogruppene for studiet av human genetikk. En haplogruppe er en gruppe egenskaper som er arvet fra en enlig forelder.

Forskjellen mellom Y-DNA og mtDNA

Definisjon

Y-DNA refererer til en av de to typer sexkromosomal DNA som overføres fra far til sønn, mens mtDNA refererer til det lille sirkulære kromosomet som finnes i mitokondrier. Dermed er dette hovedforskjellen mellom Y-DNA og mtDNA.

Størrelse

Størrelsen på Y-DNA er 59 millioner basepar, mens størrelsen på mtDNA er 16.569 basepar. Derfor står dette for en annen forskjell mellom Y-DNA og mtDNA.

Antall gener

Antallet av gener i dem er også en forskjell mellom Y-DNA og mtDNA. Y-DNA består av over 200 gener inkludert 72 proteinkoding gener mens mtDNA bare består av 37 gener. 

Struktur

Også forekommer Y-DNA i et acentrisk og lineært kromosom, som inneholder en kort p-arm og en signifikant lang q-arm mens mtDNA er et sirkulært, kovalent lukket, dobbeltstrenget DNA.

plassering

En annen viktig forskjell mellom Y-DNA og mtDNA er at Y-DNA forekommer inne i kjernen mens mtDNA forekommer inne i mitokondriene. 

Genomisk DNA

Videre er Y-DNA en komponent av genomisk DNA mens mtDNA ikke er en bestanddel av genomisk DNA.

Kjønnsforskjell

Y-DNA forekommer bare hos menn mens mtDNA forekommer hos både menn og kvinner. Derfor er dette en annen forskjell mellom Y-DNA og mtDNA.

Dyr og planter

Dessuten forekommer Y-DNA bare i pattedyr mens mtDNA forekommer i både dyr og planter.

transkripsjon

Videre produserer Y-DNA monokistroniske mRNA, mens mtDNA produserer et enkelt polykistronisk mRNA.

Arv

Fremfor alt er en hovedforskjell mellom Y-DNA og mtDNA at Y-DNA passerer langs patrilineal linjen mens mtDNA passerer langs matrilineal linjen.

mutasjoner

Det er viktig at Y-DNA gjennomgår mutasjoner mens mtDNA ikke gjennomgår mutasjoner.

Utvikling

En annen forskjell mellom Y-DNA og mtDNA er i utviklingsprosessen. Y-DNA er den raskest utviklende delen av det menneskelige genomet mens mtDNA fungerer som et verktøy for evaluering av tilhørighet av populasjoner på grunn av sin konserverte sekvens over generasjoner.

Ancestor

Vi kan spore tilbake alle Y-DNA til en enkelt forhistorisk far, "Y kromosomal Adam" mens vi kan spore tilbake mtDNA til en kvinne, "Mitochondrial Eve". De bodde ca 100 000-200 000 år siden.

Konklusjon

Y-DNA er det y-kromosomale DNA som er arvet fra far til sønn. På den annen side er mtDNA arvet fra mor til både sønn og datter. Y-DNA er stort og inneholder flere gener enn mtDNA. Også forekommer Y-DNA inne i kjernen mens mtDNA forekommer inne i mitokondriene. I tillegg undergår Y-DNA mutasjoner raskt, mens mtDNA forblir uendret. Dermed er hovedforskjellen mellom Y-DNA og mtDNA deres struktur, arv og evolusjon.

Henvisning:

1. Maan, Akhlaq A et al. "Y-kromosomet: en plan for menns helse?" Europeisk tidsskrift for human genetikk: EJHG vol. 25,11 (2017): 1181-1188. Tilgjengelig her
2. Chinnery, Patrick Francis og Gavin Hudson. "Mitokondriell genetikk" britisk medisinsk bulletin vol. 106,1 (2013): 135-59. Tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1. "Human kromosom Y - 400 550 850 bphs" Av Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon, U.S. National Library of Medicine (Public Domain) via Commons Wikimedia  
2. "Mitochondrial DNA en" Ved avledet arbeid: Shanel (talk) Mitochondrial DNA de.svg: oversettelse av Knopfkind; layout av jhc - Mitochondrial DNA de.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia