Внутри митохондрий и их удивительный геном

Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках: наших, млекопитающих, растений и даже грибов. Они производят энергию для функционирования клеток и известны как «энергетические станции». Внутри митохондрий находится генетическая информация для производства этой энергии.

Биофизик EPFL Сулиана Мэнли и её команда совместно с группой клеточной биологии Жан-Клода Мартину из Женевского университета заглянули внутрь живых клеток. В митохондриях находятся РНК-гранулы, размер которых меньше дифракционного предела света — тоньше одной тысячной ширины волоса. Используя микроскопию сверхвысокого разрешения, учёные обнаружили, что митохондриальные РНК упакованы в крошечные жидкие капли, которые могут сливаться и разделяться. Результаты опубликованы в сегодняшнем выпуске Nature Cell Biology.

«Организация генетической информации внутри митохондрий высокодинамична благодаря этой жидкообразной природе РНК-гранул, — объясняет Мэнли. — Постоянный обмен материалом между ними даёт понимание того, как митохондрии обеспечивают себя необходимой генетической информацией для производства энергии».

Интерес к РНК-гранулам связан с уникальной природой митохондрий. Их геном независим от генома клетки, поэтому генетическая идентичность митохондрий отделена от идентичности клетки и всего организма. Митохондриальный геном имеет длину всего около 16 тысяч пар оснований, в то время как ДНК человеческой клетки состоит из 3 миллиардов пар оснований — более чем в 100 000 раз длиннее. Митохондриальный геном наследуется по материнской линии, то есть способ производства энергии в ваших клетках по сути унаследован от матери. Считается, что митохондрии имеют бактериальное происхождение: 1,5 миллиарда лет назад в ходе эволюции бактерия могла быть поглощена другой клеткой, положив начало эндосимбиотическим отношениям; со временем бактерия эволюционировала в высокоспециализированную органеллу, производящую энергию для клетки.

Понимание работы митохондрий важно не только для знания функционирования клетки, но и для изучения её нарушений. Особенно в клетках с высокими энергетическими потребностями, таких как нервные и мышечные, дисфункция митохондрий может иметь серьёзные последствия, приводя к тяжёлым заболеваниям.