Verschil tussen Y-DNA en mtDNA

De grootste verschil tussen Y DNA en mtDNA is dat het Y DNA wordt geërfd van de vader terwijl het mtDNA wordt geërfd van de moeder. Verder komt Y-DNA in de kern voor terwijl mtDNA in de mitochondriën voorkomt. Ook is Y-DNA een deel van het genomische DNA maar niet het mtDNA.

Y-DNA en mtDNA zijn twee soorten erfelijke materialen die in vrijwel alle soorten cellen in het lichaam kunnen voorkomen. Belangrijk is dat Y-DNA mutaties ondergaat bij het passeren van de generaties, maar mtDNA blijft ongewijzigd.

Key Areas Covered

1. Wat is Y-DNA
- Definitie, structuur, betekenis
2. Wat is mtDNA
- Definitie, structuur, betekenis
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen Y-DNA en mtDNA
- Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen Y-DNA en mtDNA
- Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen

Genomisch DNA, erfelijk materiaal, overerving, mtDNA, mutatie, Y-DNA

Wat is Y-DNA

Y-DNA is het DNA in het Y-chromosoom van mannen. Het gaat uitsluitend over van vader op zoon. En dit Y-chromosoom dient als het geslachtsbepalende chromosoom van vele soorten, aangezien het chromosoom van de andere sekse, het X-chromosoom, voorkomt bij zowel mannen als vrouwen. In het menselijk genoom is het Y-chromosoom het kleinste chromosoom en de grootte is ongeveer 60 miljoen basenparen. Ook heeft het Y-chromosoom het minste aantal genen onder menselijke chromosomen. Bovendien worden de genen in het Y-chromosoom haemig uitgedrukt, omdat er slechts één Y-chromosoom per genoom optreedt onder normale omstandigheden. De SYR gen is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van testis.

Figuur 1: Menselijke Y-chromosoomstructuur

Bovendien is recombinatie tussen Y-chromosoom en X-chromosoom schadelijk omdat het Y-chromosomen kan produceren zonder de noodzakelijke genen. Alleen de uiteinden van deze chromosomen kunnen echter recombineren. Bijvoorbeeld, meerdere celdelingen die optreden tijdens de productie van een sperma kunnen een hoge mutatiesnelheid veroorzaken. Bovendien wordt het Y-chromosoom beschouwd als een genetische woestenij omdat het zich op een traject bevindt om volledig uit het menselijk genoom te verdwijnen. Het percentage verliezende genen is 4,6 genen per miljoen jaar. In de loop van het bestaan heeft het 1.393 van zijn 1.438 oorspronkelijke genen verloren.

Wat is mtDNA

mtDNA is het mitochondriale DNA dat exclusief in de mitochondria voorkomt. Daarom is mtDNA geen onderdeel van genomisch DNA. Over het algemeen is mtDNA een circulair molecuul, dat covalent-gesloten is. Ook is de grootte van het mtDNA erg kort in vergelijking met de chromosomen in het genomische DNA. Slechts 37 genen zijn erin gecodeerd. Bij de meeste soorten wordt mtDNA geërfd van de moeder, omdat de mitochondria van de vader kort na de bevruchting sterven. Bovendien zijn mutaties in het mtDNA zeldzaam en ze treden op per 20.000 jaar.

Figuur 2: Menselijke mtDNA-structuur

Mitochondriale mutaties dragen in belangrijke mate bij aan het verouderingsproces en aan leeftijdsgebonden pathologieën. Bovendien kunnen ze bijdragen aan een aantal stoornissen waaronder bewegingsintolerantie en het Kearns-Sayre-syndroom.

Overeenkomsten tussen Y-DNA en mtDNA

Y-DNA en mtDNA zijn twee soorten erfelijke materialen in de eukaryote cel.
Beide typen DNA komen voor in compartimenten, maar niet in het cytoplasma.
Beide worden ook geërfd van de ouders.
Verder kunnen genealogische testen de voorouderlijke relaties tussen individuen bepalen op basis van dit soort DNA.
Bovendien zijn beide de meest geschikte haplogroepen voor de studie van de menselijke genetica. Een haplogroep is een groep kenmerken die worden geërfd van een enkele ouder.

Verschil tussen Y-DNA en mtDNA

Definitie

Y-DNA verwijst naar een van de twee soorten geslachtschromosomaal DNA overgedragen van vader op zoon, terwijl mtDNA verwijst naar het kleine cirkelvormige chromosoom dat in de mitochondriën wordt gevonden. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen Y-DNA en mtDNA.

Grootte

De grootte van het Y-DNA is 59 miljoen basenparen, terwijl de grootte van het mtDNA 16.569 basenparen is. Vandaar dat dit goed is voor een ander verschil tussen Y-DNA en mtDNA.

Aantal genen

Het aantal genen daarin is ook een verschil tussen Y-DNA en mtDNA. Y-DNA bestaat uit meer dan 200 genen, waaronder 72 proteïne-coderende genen, terwijl mtDNA alleen uit 37 genen bestaat.

Structuur

Ook komt Y-DNA voor in een acentrisch en lineair chromosoom, dat een korte p-arm en een significant lange q-arm bevat, terwijl mtDNA een circulair, covalent gesloten, dubbelstrengig DNA is.

Plaats

Een ander belangrijk verschil tussen Y-DNA en mtDNA is dat Y-DNA in de kern voorkomt terwijl mtDNA in de mitochondria voorkomt.

Genomisch DNA

Bovendien is Y-DNA een component van genomisch DNA, terwijl mtDNA geen bestanddeel van genomisch DNA is.

Sekseverschil

Y-DNA komt alleen voor bij mannen, terwijl mtDNA voorkomt bij zowel mannen als vrouwen. Daarom is dit een ander verschil tussen Y-DNA en mtDNA.

Dieren en planten

Bovendien komt Y-DNA alleen voor bij zoogdieren, terwijl mtDNA voorkomt in zowel dieren als planten.

Transcriptie

Verder produceert Y-DNA monocistronische mRNA's, terwijl mtDNA een enkel polycistronisch mRNA produceert.

Erfenis

Bovendien is één belangrijk verschil tussen Y-DNA en mtDNA dat het Y-DNA langs de patrilineaire lijn passeert terwijl het mtDNA langs de matrilineaire lijn passeert.

mutaties

Belangrijk is dat Y-DNA mutaties ondergaat terwijl mtDNA geen mutaties ondergaat.

Evolutie

Een ander verschil tussen Y-DNA en mtDNA zit in het evolutieproces. Y-DNA is het snelst evoluerende deel van het menselijk genoom, terwijl mtDNA dient als een hulpmiddel voor de evaluatie van de verwantschap van populaties vanwege de geconserveerde sequentie over generaties heen.

Voorvader

We kunnen al het Y-DNA terugvoeren naar een enkele voorhistorische vader, "Y-chromosomale Adam", terwijl we het mtDNA kunnen traceren naar één vrouw, "Mitochondrial Eve". Ze leefden ongeveer 100.000 - 200.000 jaar geleden.

Conclusie

Y-DNA is het Y-chromosomale DNA dat van vader op zoon is geërfd. Aan de andere kant wordt mtDNA geërfd van de moeder naar zowel zoon als dochter. Y-DNA is groot en bevat meer genen dan mtDNA. Ook komt Y-DNA in de kern voor terwijl mtDNA in de mitochondriën voorkomt. Bovendien ondergaat Y-DNA snel mutaties terwijl mtDNA onveranderd blijft. Het belangrijkste verschil tussen Y-DNA en mtDNA is dus hun structuur, overerving en evolutie.

Referentie:

1. Maan, Akhlaq A et al. "Het Y-chromosoom: een blauwdruk voor de gezondheid van mannen?" Europees tijdschrift voor menselijke genetica: EJHG vol. 25,11 (2017): 1181-1188. Beschikbaar Hier
2. Chinnery, Patrick Francis en Gavin Hudson. "Mitochondrial genetics" British medical bulletin vol. 106,1 (2013): 135-59. Beschikbaar Hier

Afbeelding met dank aan:

1. "Menselijk chromosoom Y - 400 550 850 bphs" door National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Mitochondrial DNA en" Door afgeleid werk: Shanel (talk) Mitochondrial DNA de.svg: vertaling door Knopfkind; layout by jhc - Mitochondrial DNA de.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Wetenschap