Différence entre l'ADN mitochondrial et l'ADN nucléaire
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Différence principale - ADN mitochondrial vs ADN nucléaire
L'ADN mitochondrial et l'ADN nucléaire contribuent à la constitution génétique de la cellule. L'ADN mitochondrial (ADNmt) est un ADN circulaire double brin qui se trouve à l'intérieur de la mitochondrie. Il code pour les protéines et les ARN fonctionnels requis par les mitochondries. Cependant, certaines protéines, codées par l'ADN nucléaire, sont importées du cytosol. L'ADN nucléaire (ADNn) est composé de plusieurs chromosomes linéaires, qui codent pour presque toutes les protéines requises par la cellule. L'ADN mitochondrial est court comparé à l'ADN nucléaire. le différence principale entre l'ADN mitochondrial et l'ADN nucléaire est que L'ADN mitochondrial est codé pour l'information génétique requise par les mitochondries tandis que L'ADN nucléaire est codé pour l'information génétique requise par la cellule entière.
Cet article explique,
1. Qu'est-ce que l'ADN mitochondrial?
- Définition, structure et composition, fonction
2. Qu'est-ce que l'ADN nucléaire?
- Définition, structure et composition, fonction
3. Quelle est la différence entre l'ADN mitochondrial et l'ADN nucléaire
Qu'est-ce que l'ADN mitochondrial?
La mitochondrie est impliquée dans la production d'énergie cellulaire via la phosphorylation oxydative. À l'intérieur de la mitochondrie, on trouve son propre génome; c'est ce qu'on appelle l'ADN mitochondrial (ADNmt). L'ADNm est composé d'une molécule d'ADN circulaire double brin, qui est disposée en un chromosome unique. Une seule mitochondrie est constituée de dizaines de copies d’ADNm. Les mitochondries sont constituées de plusieurs molécules d’ADNm. Une seule cellule peut contenir plus de 100 mitochondries. Par conséquent, on peut trouver plus de 1 000 copies d’ADNm par cellule. Le nombre de copies d'ADNmt par cellule dépend du nombre de copies d'ADNmt par mitochondries ainsi que de la taille et du nombre de mitochondries par cellule. Il est composé d'environ 0,25% de la constitution génétique de la cellule. L’ADN dans la mitochondrie est montré dans Figure 1.
Figure 1: ADN dans la mitochondrie
Trente-sept gènes sont codés dans l'ADNmt. Ces gènes sont codés pour les protéines requises par les fonctions à l'intérieur des mitochondries ainsi que pour les ARNt et ARNr requis par les mitochondries, en particulier pour la synthèse protéique. Les ADN et ARN polymérases mitochondriales sont localisés dans les mitochondries. Les polypeptides synthétisés à l'intérieur des mitochondries sont des sous-unités, qui forment les complexes multimères utilisés dans la synthèse de l'ATP ou le transport d'électrons. L’ADNmt est répliqué indépendamment de l’ADN nucléaire en fonction des besoins énergétiques de la cellule.
Chez la levure, l'héritage des mitochondries est biparental. L'ADNm consiste en une lignée héréditaire maternelle chez l'homme. Chez les mammifères, le spermatozoïde contribue peu ou pas au cytoplasme du zygote. Par conséquent, dans l'embryon, presque toutes les mitochondries sont dérivées de l'ovule. Chez les plantes, l’ADNmt hérite des mêmes propriétés que chez les mammifères. Par conséquent, les maladies associées à l'ADNmt sont contractées par héritage maternel. L'ADNmt est plus susceptible aux mutations que l'ADN nucléaire. Des mutations erronées de l'ADNmt sont à l'origine de la neuropathie optique héréditaire de Leber. Des délétions importantes dans l'ADNmt provoquent le syndrome de Kearns-Sayre et une ophtalmoplégie externe progressive chronique. L’ADNmt circulaire est montré dans Figure 2.
Figure 2: ADN mitochondrial
Qu'est-ce que l'ADN nucléaire?
L’ADN qui constitue le génome de la cellule est appelé ADN nucléaire (ADNn). L'ADNn est situé dans le noyau d'une cellule eucaryote. Il est composé à 99,75% de la constitution génétique totale d'une cellule. L'ADNn ou le génome d'une cellule eucaryote est organisé en plusieurs chromosomes linéaires, que l'on trouve étroitement emballés à l'intérieur du noyau. Les corps humains sont constitués de 46 chromosomes individuels. Parfois, l'ADNn existe en plusieurs exemplaires. Le nombre de copies de l'ADNn dans le génome est décrit par le terme ploïdie. Les cellules somatiques humaines sont diploïdes et contiennent deux copies d’ADNn, appelées chromosomes homologues. Les gamètes sont trouvés haploïdes chez l'homme.
La taille du génome humain est de 3,3 milliards de paires de bases. L'ADNn humain est composé de 20 000 à 25 000 gènes, y compris les gènes présents dans l'ADNmt. Ces gènes sont codés pour presque tous les caractères exposés par l'organisme. Ils portent des informations pour la croissance, le développement et la reproduction. Les gènes sont exprimés en protéines selon le code génétique universel par transcription et traduction. L'ADNn n'est répliqué que pendant la phase S du cycle cellulaire. L’organisation de l’ADNn est présentée dans figure 3.
Figure 3: Organisation de l'ADN nucléaire
L'héritage de l'ADNn est biparental. Chacune des deux copies du génome humain est héritée d'un parent, de mère ou de père. L'ADNn contient d'énormes variations des traits qu'ils présentent en raison de la présence de différents allèles pour un gène particulier. Par conséquent, l'ADNn est utilisé dans les tests de paternité afin de déterminer quel organisme fille appartient à quel parent chez l'homme. Par ailleurs, l'hérédité des maladies est aussi caractéristique des parents. L'ADNn est moins sujet aux mutations. La fibrose kystique, la drépanocytose, l'hémochromatose et la maladie de Huntington sont des exemples de troubles génétiques dans le génome humain. L’héritage des ADNn et mtDNA est montré dans figure 4.
Figure 4: Héritage d'ADNn et d'ADNmt
Différence entre l'ADN mitochondrial et l'ADN nucléaire
Contenu
ADN mitochondrial: ADNmt constitué du génome mitochondrial.
ADN nucléaire: L'ADNn comprend le génome de la cellule, y compris l'ADN mitochondrial.
Structure de l'ADN
ADN mitochondrial: ADNmt est double brin et circulaire.
ADN nucléaire: L'ADNn est double brin et linéaire.
Nombre de chromosomes
ADN mitochondrial: ADNmt est organisé en un seul chromosome.
ADN nucléaire: L'ADNn est organisé en plusieurs chromosomes. Par exemple, l’ADNn humain est organisé en 46 chromosomes.
Composition
ADN mitochondrial: ADNmt composé de 0,25% de la constitution génétique de la cellule en cellules animales.
ADN nucléaire: L'ADNn est composé à 99,75% de la constitution génétique de la cellule chez l'animal.
Enceinte
ADN mitochondrial: ADNmt non enfermé dans l'enveloppe nucléaire.
ADN nucléaire: ADNn est entouré par le noyau.
Emplacement
ADN mitochondrial: L'ADNmt flotte librement dans la matrice mitochondriale.
ADN nucléaire: L'ADNn se trouve dans la matrice nucléaire, fixée à l'enveloppe nucléaire.
Taille du génome
ADN mitochondrial: La taille de l'ADNmt est de 16 569 paires de bases.
ADN nucléaire: La taille de l'ADNn est de 3,3 milliards de paires de bases.
Histone Protéines
ADN mitochondrial: ADNmt n'est pas bourré de protéines d'histone.
ADN nucléaire: L'ADNn est emballé avec des protéines d'histone.
Nombre de copies
ADN mitochondrial: Plus de 1000 copies d’ADNm peuvent être trouvées par cellule.
ADN nucléaire: Le nombre de copies d'ADNn par cellule somatique peut différer selon l'espèce. Les cellules somatiques humaines contiennent deux copies de l'ADNn.
Nombre de gènes
ADN mitochondrial: ADNmt composé de 37 gènes, codant pour 13 protéines, 22 ARNt et 2 ARNr.
ADN nucléaire: L'ADNn comprend 20 000 à 25 000 gènes, dont trois gènes de mt.
Les ARNt et ARNr
ADN mitochondrial: ADNmt code pour chaque ARNt et ARNr requis par les mitochondries.
ADN nucléaire: L'ADNn code pour chaque ARNt et ARNr requis par les processus du cytoplasme.
Autonomie
ADN mitochondrial: L'ADNmt code pour la plupart des protéines requises par les mitochondries. Cependant, certaines protéines requises par les mitochondries sont codées par l'ADNn. Par conséquent, les mitochondries sont des organites semi-autonomes.
ADN nucléaire: L'ADNn code pour chaque protéine requise par la cellule.
Régions non codantes
ADN mitochondrial: L'ADNmt manque de régions d'ADN non codantes comme les introns.
ADN nucléaire: L'ADNn contient des régions non codantes de l'ADN, telles que des introns et des régions non traduites..
Code génétique
ADN mitochondrial: La plupart des codons dans l'ADNmt ne suivent pas le code génétique universel.
ADN nucléaire: Les codons de l'ADNn suivent le code génétique universel.
Réplication
ADN mitochondrial: L'ADNmt est répliqué indépendamment de l'ADNn.
ADN nucléaire: L'ADNn n'est répliqué que pendant la phase S du cycle cellulaire.
Transcription
ADN mitochondrial: Les gènes codés par l'ADNmt sont polycistroniques.
ADN nucléaire: Les gènes codés par l'ADNn sont monocistroniques.
Héritage
ADN mitochondrial: ADNmt hérité de la mère.
ADN nucléaire: L'ADNn est hérité à parts égales des deux parents.
La recombinaison
ADN mitochondrial: L'ADNmt est hérité de la mère à sa progéniture sans changer.
ADN nucléaire: L'ADNn est arrangé par recombinaison lors du transfert à la progéniture.
Contribution à la condition physique de l'individu
ADN mitochondrial: L'ADNmt contribue moins à la forme physique de la population.
ADN nucléaire: L'ADNn contribue grandement à la forme physique de l'individu au sein de la population.
Taux de mutations
ADN mitochondrial: Le taux de mutations dans l'ADNmt est comparativement élevé.
ADN nucléaire: Le taux de mutations dans l'ADNn est faible.
Identification des individus
ADN mitochondrial: L’ADNmt peut également être utilisé pour identifier des individus.
ADN nucléaire: Le nDNA est utilisé dans les tests de paternité.
Les troubles génétiques
ADN mitochondrial: La neuropathie optique héréditaire de Leber, le syndrome de Kearns-Sayre et l'ophtalmoplégie externe progressive chronique sont des exemples de maladies génétiques causées par les mutations de l'ADNmt.
ADN nucléaire: La fibrose kystique, la drépanocytose, l'hémochromatose et la maladie de Huntington sont des exemples de maladies génétiques causées par les mutations de l'ADNn.
Conclusion
L'ADN nucléaire, associé à l'ADN mitochondrial, contribue à la constitution génétique des cellules animales. Les cellules végétales contiennent également de l'ADN chloroplastique dans leurs cellules. L'ADNn est constitué du génome de la cellule et l'ADNmt est constitué du génome mitochondrial. L'ADNn contient des gènes, qui codent pour tous les traits présentés par l'organisme. L'ADNm est également inclus dans l'ADNn. L'ADNn comprend plus de 20 000 gènes. Les protéines codées par ces gènes sont responsables des traits phénotypiques de l'organisme. L'ADNmt est codé pour 37 gènes avec les ARNt et ARNr nécessaires aux fonctions des mitochondries. Par conséquent, la principale différence entre l’ADN mitochondrial et l’ADN nucléaire réside dans leur contenu..
Référence:
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4. Alberts, Bruce. «Structure et fonction de l'ADN». Biologie moléculaire de la cellule. 4ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 28 mars 2017.
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Courtoisie d'image:
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3. “Eukaryote DNA-fr” Par Eukaryote_DNA.svg: * Difference_DNA_RNA-FR.svg: * Difference_DNA_RNA-DE.svg: Sponk traduction (traduction): Sponk (discussion) Chromosome.svg: * travail dérivé: Tryphon (discussion) -upright.png: Version originale: Magnus Manske, cette version à chromosome dressé: Utilisateur: Dietzel65Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) Travail dérivé: Radio89 Travail passif: Radio89 - Ce fichier est dérivé d'Eukaryote DNA.svg: (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. «ADN mitochondrial versus ADN nucléaire» Par le Musée de paléontologie de l'Université de Californie (UCMP) et le National Center for Science Education - «Marshalling the Evidence». Comprendre l'évolution. Musée de paléontologie de l'Université de Californie. 22 avril 2014… (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
