Differenza tra Y DNA e mtDNA

Il differenza principale tra Y DNA e mtDNA è quello Y DNA è ereditato dal padre mentre il mtDNA è ereditato dalla madre. Inoltre, il DNA Y si verifica all'interno del nucleo mentre il mtDNA si verifica all'interno dei mitocondri. Inoltre, Y-DNA è una parte del DNA genomico ma non del mtDNA.

Y-DNA e mtDNA sono due tipi di materiali ereditari che possono verificarsi all'interno di quasi tutti i tipi di cellule del corpo. È importante sottolineare che l'Y-DNA subisce mutazioni mentre passa attraverso le generazioni, ma il mtDNA rimane invariato.

Aree chiave coperte

1. Cos'è il DNA Y
     - Definizione, struttura, significato
2. Cos'è il mtDNA
     - Definizione, struttura, significato
3. Quali sono le somiglianze tra Y DNA e mtDNA
     - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra Y DNA e mtDNA
     - Confronto tra le principali differenze

Parole chiave

DNA genomico, materiale ereditario, ereditarietà, mtDNA, mutazione, DNA Y

Cos'è il DNA Y

Y-DNA è il DNA nel cromosoma Y dei maschi. Passa esclusivamente da padre in figlio. E questo cromosoma Y funge da cromosoma determinante per il sesso di molte specie poiché l'altro cromosoma sessuale, che è il cromosoma X, si manifesta sia in maschi che in femmine. Nel genoma umano, il cromosoma Y è il più piccolo cromosoma e la sua dimensione è di circa 60 milioni di coppie di basi. Inoltre, il cromosoma Y ha il minor numero di geni tra i cromosomi umani. Inoltre, i geni nel cromosoma Y sono espressi emizigosi poiché si verifica solo un cromosoma Y per genoma in condizioni normali. Il SYR gene è responsabile per lo sviluppo dei testicoli.

Figura 1: Struttura cromosomica umana Y.

Inoltre, la ricombinazione tra il cromosoma Y e il cromosoma X è dannosa in quanto può produrre cromosomi Y senza geni necessari. Tuttavia, solo le punte di questi cromosomi possono ricombinarsi. Ad esempio, divisioni cellulari multiple che si verificano durante la produzione di uno spermatozoo possono causare un alto tasso di mutazione. Inoltre, il cromosoma Y è considerato un deserto genetico poiché è su una traiettoria a scomparire completamente dal genoma umano. Il suo tasso di perdita di geni è di 4,6 geni per milione di anni. Nel corso dell'esistenza, ha perso 1.393 dei suoi 1.438 geni originali.

Cos'è il mtDNA

mtDNA è il DNA mitocondriale che si verifica esclusivamente all'interno dei mitocondri. Pertanto, il mtDNA non fa parte del DNA genomico. Generalmente, il mtDNA è una molecola circolare, che è covalentemente chiusa. Inoltre, la dimensione del mtDNA è molto breve rispetto ai cromosomi nel DNA genomico. Solo 37 geni sono codificati in esso. Nella maggior parte delle specie, il mtDNA viene ereditato dalla madre poiché i mitocondri paterni muoiono poco dopo la fecondazione. Inoltre, le mutazioni nel mtDNA sono rare e si verificano ogni 20.000 anni.

Figura 2: Struttura umana del mtDNA

Le mutazioni mitocondriali contribuiscono in modo significativo al processo di invecchiamento e alle patologie associate all'età. Inoltre, possono contribuire a una serie di disturbi tra cui l'intolleranza all'esercizio fisico e la sindrome di Kearns-Sayre.

Somiglianze tra Y DNA e mtDNA

• Y-DNA e mtDNA sono due tipi di materiali ereditari all'interno della cellula eucariotica.
• Entrambi i tipi di DNA si verificano all'interno dei compartimenti ma non nel citoplasma.
• Inoltre, entrambi sono ereditati dai genitori.
• Inoltre, i test genealogici possono determinare le relazioni ancestrali tra individui basati su questi tipi di DNA.
• Inoltre, entrambi sono gli aplogruppi più adatti per lo studio della genetica umana. Un aplogruppo è un gruppo di tratti ereditati da un singolo genitore.

Differenza tra Y DNA e mtDNA

Definizione

Y-DNA si riferisce a uno dei due tipi di DNA cromosomico sessuale trasmesso da padre in figlio mentre il mtDNA si riferisce al piccolo cromosoma circolare trovato all'interno dei mitocondri. Quindi, questa è la principale differenza tra Y DNA e mtDNA.

Taglia

La dimensione del DNA Y è di 59 milioni di paia di basi mentre la dimensione del mtDNA è di 16.569 paia di basi. Quindi, ciò spiega un'altra differenza tra Y DNA e mtDNA.

Numero di geni

Il numero di geni in loro è anche una differenza tra Y DNA e mtDNA. L'Y-DNA consiste di oltre 200 geni, tra cui 72 geni codificanti proteine, mentre il mtDNA consiste solo di 37 geni. 

Struttura

Inoltre, Y-DNA si verifica in un cromosoma acentrico e lineare, contenente un breve braccio a "p" e un braccio a "q" significativamente lungo mentre il mtDNA è un DNA a catena elastica circolare, chiuso covalentemente.

Posizione

Un'altra importante differenza tra Y DNA e mtDNA è che Y-DNA si verifica all'interno del nucleo mentre il mtDNA si verifica all'interno dei mitocondri. 

DNA genomico

Inoltre, Y-DNA è un componente del DNA genomico mentre il mtDNA non è un componente del DNA genomico.

Differenza sessuale

Il DNA Y si manifesta solo nei maschi mentre il mtDNA si manifesta sia nei maschi che nelle femmine. Quindi, questa è un'altra differenza tra Y DNA e mtDNA.

Animali e piante

Inoltre, Y-DNA si verifica solo nei mammiferi mentre il mtDNA si verifica sia negli animali che nelle piante.

Trascrizione

Inoltre, Y-DNA produce mRNA monocistronici mentre mtDNA produce un singolo mRNA policistronico.

Eredità

In più, una delle principali differenze tra Y DNA e mtDNA è che il DNA Y passa lungo la linea patrilinea mentre il mtDNA passa lungo la linea matrilineare.

mutazioni

È importante sottolineare che l'Y-DNA subisce mutazioni mentre il mtDNA non subisce mutazioni.

Evoluzione

Un'altra differenza tra Y DNA e mtDNA è nel processo di evoluzione. Y-DNA è la parte in più rapida evoluzione del genoma umano mentre il mtDNA funge da strumento per la valutazione della correlazione delle popolazioni grazie alla sua sequenza conservata nel corso delle generazioni.

Antenato

Possiamo rintracciare tutto Y-DNA in un unico padre preistorico, "Y chromosomal Adam", mentre possiamo risalire al mtDNA in una donna, "Mitocondriale Eve". Hanno vissuto circa 100.000-200.000 anni fa.

Conclusione

Y-DNA è il DNA cromosomico Y ereditato da padre in figlio. D'altra parte, il mtDNA viene ereditato dalla madre sia dal figlio che dalla figlia. Y-DNA è grande e contiene più geni rispetto al mtDNA. Inoltre, il DNA Y si verifica all'interno del nucleo mentre il mtDNA si verifica all'interno dei mitocondri. Inoltre, Y-DNA subisce rapidamente mutazioni mentre il mtDNA rimane invariato. Pertanto, la principale differenza tra Y DNA e mtDNA è la loro struttura, ereditarietà ed evoluzione.

Riferimento:

1. Maan, Akhlaq A et al. "Il cromosoma Y: un progetto per la salute dell'uomo?" Giornale europeo di genetica umana: EJHG vol. 25,11 (2017): 1181-1188. Disponibile qui
2. Chinnery, Patrick Francis e Gavin Hudson. "Genetica mitocondriale" Bollettino medico britannico vol. 106,1 (2013): 135-59. Disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1. "Cromosoma umano Y - 400 550 850 bph" dal Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche, Biblioteca nazionale statunitense di medicina (dominio pubblico) via Commons Wikimedia  
2. "DNA mitocondriale en" Per lavoro derivativo: Shanel (talk) DNA mitocondriale de.svg: traduzione di Knopfkind; layout di jhc - DNA mitocondriale de.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia