تعريف الحمض النووي للميتوكوندريا

أجودا مونوز جيراردو | يوليو. 2022
يسانس. في الأنثروبولوجيا الفيزيائية

المعدل المرتفع للطفرة في جينوم الميتوكوندريا (10 إلى 20 ضعفًا من جينوم الميتوكوندريا الحمض النووي نووي ، من حيث الجينات ذات الوظائف المماثلة) مفيد للتمييز بين المجموعات السكانية بمرور الوقت كانت مرتبطة بيولوجيًا ، ومع ذلك ، يمكن أن يكون معدل الطفرات سريعًا جدًا بحيث يمكن أن تحدث ظاهرة الطفرات. رجوع. معدل تطور تم حساب متوسط ​​هذا الجزيء من الأنواع التي توفرت فيها أوقات الاختلاف عن البقايا الأحفورية ، ومن البيانات الديموغرافية الحيوية أو البيانات البروتينية ؛ النتيجة تعطي 1-2٪ لكل مليون سنة ، صالحة لأوامر مختلفة.

يعمل هذا الحمض النووي الخاص كأداة ل ابحاث القرابة البيولوجية بين السكان لأن خصائصهم تسمح بتوضيح العلاقات بين السكان التي تباعدت في الآونة الأخيرة ، دون الحاجة إلى النظر في ظواهر إعادة التركيب وإضافة بعد مؤقت؛ لهذا ، يجب أن يوضع في الاعتبار ما يلي: سيكون هناك فردان كان سلفهما المشترك امرأة تختلف جزيئات الحمض النووي للميتوكوندريا مع مرور الوقت منذ فصل سلف.

Haplogroups لتصنيف الحمض النووي للميتوكوندريا في التوزيع الجغرافي

يمكن أن تكون بعض مناطق الحمض النووي متشابهة جدًا مع بعضها البعض ، مما يسمح لها تصنيف في نفس المجموعة ، والتي تُعرف باسم مجموعة هابلوغروب. على سبيل المثال ، حدد Torroni et al (1993) سلالات الميتوكوندريا المؤسسة للقارة الأمريكية ، التي تلقت تسمية مجموعات هابلوغروبس A و B و C و D ، وفقًا للطفرات النقطية في التسلسل ميتوكوندريا. تخلق هذه الطفرات مواقع انقسام مختلفة لأنزيمات معينة ، كما هو موضح أدناه: في السلالة أ يوجد الموقع قطع 663 للإنزيم HaeIII ، السلالة C تتميز بالموقع 13259 لـ HincII ، في موقع السلالة D 5176 معترف بها لـ ألوي; يتم تحديد هذا من تعدد الأشكال طول الجزء (RFLP). في حالة النسب B ، يتم حذف 9 أزواج أساسية في الموضع 8272-8289.

تم وصف التوزيع الجغرافي لكل سلالة على النحو التالي: النسب A هو السائد في القارة الأمريكية وخاصة في أمريكا الشمالية. ومع ذلك ، تُنسب مجموعة هابلوغروب هذه أيضًا إلى سكان أمريكا الوسطى. تظهر السلالات C و D بشكل رئيسي في أمريكا الجنوبية ؛ تم العثور على النسب B في المنطقة الشمالية والجنوبية من ساحل المحيط الهادئ ، ويقترحها Kemp et al (2010) على أنها سلالة مميزة من الأسرة Yuto-Aztecan وجنوب غرب الولايات المتحدة الأمريكية

بالإضافة إلى ذلك ، هناك طفرات مشتركة بين أفراد من نفس المجموعة الفردية ، مما جعل من الممكن وصف أنماط فردانية معينة (أو سلالات فرعية) لبعض السكان. يوضح الشكل 1 مناطق الحمض النووي للميتوكوندريا التي تحتوي على الطفرات للتعرف على كل سلالة.

شكل 1. مناطق الحمض النووي للميتوكوندريا التي تميز كل سلالة مؤسسية أمريكية.

لعدة سنوات تم التعرف على هذه السلالات الأربعة فقط حتى تم تضمين هابلوغروب X للسكان الشماليين للقارة ؛ والتي ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بالسكان الأوروبيين. السلالات السابقة لها مراسلات مع السكان الآسيويين ، على الرغم من أنها لوحظت بشكل أقل تكرارًا من القارة الأمريكية ؛ لا توجد الأنساب A و B و C في الأفارقة والقوقازيين المعاصرين ؛ والنسب D موجود أيضًا في إفريقيا ، ولكنه مرتبط بمواقع تقييد أخرى. مع ما سبق ، يمكننا القول أن مجموعات هابلوغروب هذه تميز السكان الأمريكيين ، وبالتالي فإن دراستهم كافية من حيث الاستقرار والهجرات (القديمة والحديثة).

مسافات وراثية

تتمثل طريقة تحديد أوجه التشابه أو الاختلافات الجينية بين السكان في المسافات الجينية ، والتي يمكن أن تحتوي على أ التفسير التاريخي ، لأنها تتغير (تزداد أو تنقص) عبر الأجيال ، ويمكن أن تقودنا إلى أحداث في التاريخ من واحد تعداد السكان على سبيل المثال: في وقت هجرة كبيرة أو اتصال بين ثقافتين ، باستخدام هذا الحساب يمكننا تمييز الآليات التي دخلت حيز التنفيذ لتعطينا هذه النتيجة أو تلك.

يرتبط كل من الانجراف الجيني وتدفق الجينات بالسهولة التي يتعين على المجموعة ، في هذه الحالة البشر ، التحرك داخل مجموعة. إِقلِيم والتواصل مع المجموعات الأخرى. لذا ، فإن العزلة الجغرافية هي المسافة الجينية التي تنمو مع زيادة المسافة الجغرافية بين المجموعات البشرية.

فرضية تنوع الحمض النووي للميتوكوندريا

لشرح تنوع في سلالات الميتوكوندريا المؤسسة في أمريكا ، هناك نوعان فرضية: أن هذه القارة قد تم استعمارها من قبل أحداث متعددة من Beringia ، أو أنه بمجرد حدوث الهجرة ، حدثت تغيرات تطورية بعد الاستعمار. يتم أيضًا شرح طريقتين لدخول هذه الاختلافات إلى القارة ، الأول يقترح أن مجموعات هابلوغروبس التأسيسية الأربعة بدون اختلافات ، أي أن كل واحدة بها النمط الفرداني للجذر ، كان من الممكن أن يكونوا قد وصلوا بعد العصر الجليدي الأخير الأقصى أو قبل ذلك بقليل ، مع تواريخ من 21 ألف إلى 19 ألف سنة مضت وكانوا قد اتبعوا طريقًا ساحليًا من قبل امن؛ يشير الاقتراح الثاني إلى أن هذه الاختلافات داخل هابلوغروب كانت موجودة بالفعل في Beringia وتم إحضارها إلى جنوب القارة الأمريكية ولكن دخولها كان بالضبط في نهاية العصر الجليدي الأخير الأقصى بحيث تكون الطرق داخل القارة خالية بالفعل ، عندها سيكون دخول هذه المجموعات البشرية قبل 19 ألفًا سنوات. هناك أيضًا تنوع كبير في هابلوغروب أ ووقت اندماج لها يكون أقصر من الباقي (17 ألف سنة).

التفسير الأكثر ترجيحًا لهذا هو أنه ناتج عن التوسعات الثانوية لمجموعة هابلوغروب أ من بيرينجيا ، بعد فترة طويلة من نهاية العصر الجليدي الأخير الأقصى. على الرغم من التناقض فيما يتعلق بوقت دخول الرجل إلى الأمريكتين ، فإن الدراسات الجينية لديها إعطاء بعض الوضوح ، لأنهم يدعمون فرضية وجود مجموعات بشرية في القارة الأمريكية من قبل كلوفيس. وتبين أن هناك انفصالًا بين أسلاف شمال شرق آسيا منذ 25-35 ألف سنة ودخول أمريكا قبل 15-35 ألف سنة. يوضح الشكل 2 طرق مجموعات هابلوغروب الميتوكوندريا في العالم ووقت الاختلاف في السنوات السابقة للحاضر.

الشكل 2. خريطة الطرق المختلفة لتشتت سلالات الميتوكوندريا

أهمية علم الجغرافيا في الدراسة الجينية وبيانات جينات الميتوكوندريا

هناك أداة مفيدة للغاية للتحليل الجيني. علم الجغرافيا. هذه هي التطبيقات الأولى للدراسات الجزيئية ، ومعها نسعى إلى أن نكون قادرين على التحديد العلاقات النشوءية والمكانية بين متواليات النيوكليوتيدات ، في هذه الحالة DNA ميتوكوندريا. قد يشبه التوزيع المكاني نمطًا زمنيًا ، أي أن تسلسلات الحمض النووي الأبعد جغرافيًا يجب أن تكون الأكثر مختلفة وراثيًا ، وكذلك تسلسلات الحمض النووي التي تباعدت منذ فترة طويلة يجب أن تكون أيضًا الأكثر اختلافًا وراثيا. لذا فإن المجموعات السكانية البعيدة جغرافيًا ، مع وجود القليل من تدفق الجينات أو عدم وجود تدفق جيني بينها ، قد تتراكم الاختلافات بسبب الانجراف الجيني والطفرة ، حتى عن طريق الانتقاء ؛ ولكن قد تحدث مواقف لا تسمح بالانجراف ، مثل تأثير مؤسس أو أكثر أو أنماط أخرى لتدفق الجينات.

كانت البيانات التي قدمتها جينات الميتوكوندريا من بين أكثر البيانات فائدة في أبحاث علم الجغرافيا بسبب خاصية أن هذه الجينات لا تتحد ، ونتيجة لذلك فإنها تظهر خطًا نسبيًا أكثر وضوحًا من العديد الجينات النووية. حجم السكان الفعال المحسوب بجينات الميتوكوندريا (ومع عمل كروموسوم Y بطريقة مماثلة) هو حوالي ربع ذلك المحسوب لجينات الميتوكوندريا. الجينات النووية ، ثم يحدث الاختلاف أسرع أربع مرات تقريبًا من الجينات النووية ، وهذا المعدل السريع للتباعد (وتدفق الجينات) يمكن أن يسبب يختلف النمط الملحوظ للميراث في هذه الجينات أحادية الوالدين عن الأنساب التي تم الحصول عليها باستخدام الجينات النووية (والتي تمثل غالبية الجينات في فرد).