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IL MITOCONDRIO - Coggle Diagram

- - - - EREDITA' UNIPARENTALE:
        Il DNA è di esclusiva derivazione materna, concetto per tanto tempo associato al fatto che durante la formazione dello zigote, al momento della fecondazione, lo spermatozoo non contribuisca con il proprio citoplasma, rivelatosi in seguito errato in quanto vi è in realtà la selezione specifica di mitocondri paterni sottoposti a meccanismi di autofagia, o più correttamente di mitofagia, meccanismo scatenato da segnalazioni molecolari che attivano un gene nucleare specifico ad oggi individuato. Il mancato processo di eliminazione dei mitocondri paterni pare essere incompatibile con la vita.
      - MUTAZIONI:
        Come detto in precedenza, seguire l'eredità mitocondriale è un compito estremamente difficile dato che ciascun individuo presenta tanti mitocondri, distribuiti in modo ineguale in base al tipo cellulare e che sono in grado di duplicarsi autonomamente.
        L'ultimo concetto ci permette di introdurne un altro: un genoma che duplica è un genoma che può mutare, e oltretutto il tasso di mutazione del genoma mitocondriale è più alto rispetto a quello che si riscontra nel genoma nucleare, probabilmente perché è più tollerato ed è quindi più tollerata la mancanza di efficaci meccanismi di correzione degli errori legati alla duplicazione.
        Il genoma mitocondriale può mutare per mutazioni legate a errori durante la replicazione, come mutazioni puntiformi che alterano le ORF, o per ampie delezioni che specificatamente riguardano una zona in cui sequenze permettono una complementarietà intracatena, che portano al momento della replicazione alla produzione di un genoma più corto; si tratta della zona che porta all'insorgenza del Parkinson di origine mitocondriale che colpisce soggetti giovani.
        
        ETEROPLASMIA:
        L'eteroplasmia è la presenza, all'interno di una stessa cellula e di uno stesso mitocondrio, di genomi wild type e di genomi mutati.
        Oltre un certo valore soglia di mutazioni accumulate, il fenotipo del mitocondrio può diventare patologico, date le alterazioni del metabolismo energetico di cui è responsabile.
        
        COME L'ETEROPLASMIA VARIA DI GENERAZIONE IN GENERAZIONE:
        Una cellula eteroplasmica che si divide non da' necessariamente due cellule figlie eteroplasmiche allo stesso livello. Ciò è dovuto al fatto che che durante la citodieresi, la fase del ciclo cellulare che consiste nella divisione del citoplasma della cellula madre, la distribuzione alle cellule figlie delle componenti citoplasmiche, tra cui i mitocondri, avviene in maniera casuale, ineguale. Ne consegue che la progenie può avere diversi gradi di eteroplasmia, e c'è addirittura la probabilità che una cellula possa recuperare tutti mitocondri con genoma wild type, mentre la sorella tutti mitocondri con genomi mutati.
        A rendere ancora più confusionaria la situazione, è la considerazione che il mitocondrio stesso può avere più genomi e che quindi non si parli solo di eteroplasmia a livello cellulare, ma anche a livello mitocondriale, un'eteroplasmia nell'eteroplasmia. Una situazione del genere può essere valutata facendo dei sequenziamenti del DNA.
        
        DIFFICOLTA' NEI QUADRI PATOLOGICI:
        Non è semplice individuare e riconoscere delle malattie di origine mitocondriale, perché il loro fenotipo può essere estremamente variabile e la stessa mutazione nel genoma mitocondriale può dare fenotipo molto diversi e di intensità diversa a seconda di quale sia il tessuto interessato. Il problema è più grave se il lineage differenziativo che contiene mitocondri mutati arriva verso un tessuto particolarmente esigente di ATP, come quello muscolare o nervoso.
        Anche partendo da una madre portatrice di un certo grado di eteroplasmia, non ci si può aspettare il fenotipo dei figli, in quanto la distribuzione dei mitocondri allo stato di zigote di ogni figlio potrebbe essere diversa.
        
        ESEMPI DI PATOLOGIE MITOCONDRIALI:
        
        Neuropatia ottica ereditaria di Leber: porta a cecità già in età adolescenziale con associati, non necessariamente, difetti neurologici e cardiaci;
        
        Sindrome di Leigh: miopatia letale che porta alla degenerazione delle facoltà motorie, uditive e visive;
        
        Sindrome di Narp;
        
        Sindrome di Merrf.
        
        TECNICHE DI PREVENZIONE:
        Una volta appurato il pericolo che un'elevata quantità di mutazioni mitocondriali rappresenti un pericolo per il nascituro, sono state eleborate tecniche di laboratorio che permettono di sopperire ad eventuali mutazioni, nel caso in cui la madre sia portatrice; si tratta di metodi discussi, sia dal punto di vista etico che legislativo, che quindi incontrano ostacoli per la loro attuazione:
        
        Il primo approccio prevede il contributo di tre individui e viene chiamato trasferimento del pronucleo: madre, padre e donatrice di un ovulo; consiste nel far avvenire la fecondazione dei gameti dei due genitori in vitro e nel trasferimento del pronucleo all'interno del citoplasma dell'ovocita donato che contiene mitocondri sani;
        
        Il secondo approccio è più complesso e consiste nel trasferimento del fuso mitotico dell'ovocita della madre biologica nell'ovocita enucleato della donatrice.