Skillnad mellan Y-DNA och mtDNA

De huvudskillnad mellan Y-DNA och mtDNA är att Y-DNA är ärvt från fadern, medan mtDNA är ärft från moderen. Vidare inträffar Y-DNA inuti kärnan medan mtDNA sker inuti mitokondrier. Y-DNA är också en del av det genomiska DNA men inte mtDNA.

Y-DNA och mtDNA är två typer av ärftliga material som kan förekomma i nästan alla typer av celler i kroppen. Viktigt är att Y-DNA genomgår mutationer medan den passerar över generationerna, men mtDNA förblir oförändrad.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Y-DNA
     - Definition, struktur, betydelse
2. Vad är mtDNA
     - Definition, struktur, betydelse
3. Vad är likheterna mellan Y-DNA och mtDNA
     - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan Y-DNA och mtDNA
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelbegrepp

Genomiskt DNA, ärftligt material, arv, mtDNA, mutation, Y-DNA

Vad är Y-DNA

Y-DNA är DNA i Y-kromosomen hos män. Det går uteslutande från far till son. Och denna Y-kromosom tjänar som sexbestämande kromosom hos många arter sedan den andra könkromosomen, som är X-kromosomen, förekommer hos både män och kvinnor. I det mänskliga genomet är Y-kromosomen den minsta kromosomen, och dess storlek är cirka 60 miljoner baspar. Y-kromosomen har också det minsta antalet gener bland mänskliga kromosomer. Dessutom uttrycks generna i Y-kromosomen hemizygöst eftersom endast en Y-kromosom uppträder per gen vid normala förhållanden. De SYR genen är ansvarig för utvecklingen av testis.

Figur 1: Human Y-kromosomstruktur

Vidare är rekombination mellan Y-kromosom och X-kromosom skadlig eftersom den kan producera Y-kromosomer utan nödvändiga gener. Dock kan endast tipsen av dessa kromosomer rekombineras. Till exempel kan flera cellavdelningar som uppstår under framställning av en sperma orsaka en hög mutationshastighet. Dessutom anses Y-kromosomen vara en genetisk ödemark eftersom den ligger på en bana för att helt försvinna från det humana genomet. Dess grad av att förlora gener är 4,6 gener per miljon år. Under förekomsten av livet har den förlorat 1 393 av sina 1438 ursprungliga gener.

Vad är mtDNA

mtDNA är mitokondriellt DNA som uteslutande förekommer inom mitokondrierna. Därför är mtDNA inte en del av genomiskt DNA. I allmänhet är mtDNA en cirkulär molekyl som är kovalent stängd. Storleken på mtDNA är också mycket kort när den jämförs med kromosomerna i genom-DNA. Endast 37 gener kodas i den. I de flesta arter är mtDNA ärvt från mamman, eftersom paternal mitokondrier dör kort efter befruktning. Dessutom är mutationer i mtDNA sällsynta och de uppträder per 20 000 år.

Figur 2: Human mtDNA Structure

Mitokondriella mutationer är de signifikanta bidragsgivarna till åldringsprocessen och åldersrelaterade patologier. Dessutom kan de bidra till ett antal sjukdomar inklusive träningsintolerans och Kearns-Sayre syndrom.

Likheter mellan Y-DNA och mtDNA

• Y-DNA och mtDNA är två typer av ärftliga material inuti den eukaryota cellen.
• Båda typerna av DNA förekommer inuti fack men inte i cytoplasman.
• Också är båda ärvda från föräldrarna.
• Vidare kan genealogiska tester bestämma de förfädernas relationerna mellan individer baserade på dessa typer av DNA.
• Dessutom är båda de mest lämpliga haplogrupperna för studier av mänsklig genetik. En haplogrupp är en grupp av egenskaper som ärva från en ensamstående förälder.

Skillnad mellan Y-DNA och mtDNA

Definition

Y-DNA avser en av de två typerna av sexkromosomalt DNA som överförs från far till son medan mtDNA refererar till den lilla cirkulära kromosomen som finns i mitokondrier. Således är detta den största skillnaden mellan Y-DNA och mtDNA.

Storlek

Y-DNA: s storlek är 59 miljoner baspar medan storleken av mtDNA är 16 569 baspar. Därför står det för en annan skillnad mellan Y-DNA och mtDNA.

Antal gener

Antalet gener i dem är också en skillnad mellan Y-DNA och mtDNA. Y-DNA består av över 200 gener inklusive 72 proteinkodande gener medan mtDNA endast består av 37 gener. 

Strukturera

Y-DNA uppträder också i en acentrisk och linjär kromosom innehållande en kort p-arm och en signifikant lång q-arm medan mtDNA är ett cirkulärt, kovalent slutet, dubbelsträngat DNA.

Plats

En annan viktig skillnad mellan Y-DNA och mtDNA är att Y-DNA förekommer inuti kärnan medan mtDNA uppträder inom mitokondrier. 

Genomiskt DNA

Dessutom är Y-DNA en komponent i genomiskt DNA medan mtDNA inte är en komponent i genomiskt DNA.

Könsskillnad

Y-DNA förekommer endast hos män medan mtDNA uppträder hos både män och kvinnor. Därför är detta en annan skillnad mellan Y-DNA och mtDNA.

Djur och växter

Vidare uppträder Y-DNA endast i däggdjur medan mtDNA uppträder i både djur och växter.

Transkription

Vidare producerar Y-DNA monokistroniska mRNA medan mtDNA producerar ett enda polykistroniskt mRNA.

Arv

Ovanstående är en huvudskillnad mellan Y-DNA och mtDNA att Y-DNA passerar längs patrilinealinjen medan mtDNA passerar längs matrilinealinjen.

mutationer

Viktigt är att Y-DNA genomgår mutationer medan mtDNA inte genomgår mutationer.

Evolution

En annan skillnad mellan Y-DNA och mtDNA är i utvecklingsprocessen. Y-DNA är den snabbast utvecklande delen av det humana genomet, medan mtDNA tjänar som ett verktyg för utvärdering av relativitet hos populationer på grund av dess konserverade sekvens över generationer.

Förfader

Vi kan spåra tillbaka alla Y-DNA till en enda förhistorisk far, "Y-kromosomal Adam" medan vi kan spåra mtDNA tillbaka till en kvinna, "Mitochondrial Eve". De bodde cirka 100 000-200 000 år sedan.

Slutsats

Y-DNA är det Y-kromosomala DNA som ärft från far till son. Å andra sidan är mtDNA ärvt från moderen till både son och dotter. Y-DNA är stor och innehåller mer gener än mtDNA. Också sker Y-DNA inuti kärnan medan mtDNA sker inuti mitokondrier. Dessutom genomgår Y-DNA mutationer snabbt medan mtDNA förblir oförändrad. Sålunda är huvudskillnaden mellan Y-DNA och mtDNA deras struktur, arv och utveckling.

Referens:

1. Maan, Akhlaq A et al. "Y-kromosomen: en plan för människors hälsa?" Europeiska journal för human genetik: EJHG vol. 25,11 (2017): 1181-1188. Tillgänglig här
2. Chinnery, Patrick Francis och Gavin Hudson. "Mitokondriell genetik" British Medical Bulletin vol. 106,1 (2013): 135-59. Tillgänglig här

Image Courtesy:

1. "Mänsklig kromosom Y - 400 550 850 bphs" Av National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine (Public Domain) via Wikimedia Commons  
2. "Mitochondrial DNA en" Genom derivatarbete: Shanel (talk) Mitochondrial DNA de.svg: översättning av Knopfkind; layout av jhc - Mitochondrial DNA de.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia