Mitokondriell genetik och dess viktiga roll i mitokondribaserade sjukdomar

Mitokondrier är små organeller inuti våra celler som är viktiga för produktionen av energi. Dessa organeller har en unik uppsättning av gener, som inte nödvändigtvis följer de samma regler som våra vanliga gener i cellens kärna. Mitokondrier kan också påverkas av många faktorer, inklusive miljö, kost och åldrande. Fel i mitokondriernas genetik kan leda till sjukdomar och hälsoproblem.

I den här artikeln kommer vi att först diskutera vad som gör mitokondriell genetik unik, sedan vilken roll den har i sjukdomar som orsakas av mitokondriella avvikelser.

Vad är mitokondriell genetik?

Mitokondrier innehåller en liten mängd DNA som kallas mitokondriellt DNA (mtDNA). MtDNA kodar för ett antal gener som är nödvändiga för att cellerna ska kunna producera energi från näringsämnen genom en process som kallas cellulär respiration.

En annan viktig skillnad mellan det mitokondriella och kärngenetiska materialet är att mtDNA oftast ärvs från modern. Hos människor är mtDNA cirkulär och består av cirka 16 569 baspar. Det kodar för bara 13 proteiner, som alla är en del av mitokondriella andningskedjan. Andra proteiner som behövs för mitokondriefunktionen kodas av gener som finns i cellkärnan.

Vad händer när mtDNA-mutationer uppstår?

När mutationer sker i mtDNA kan det påverka mitokondriefunktionen och leda till sjukdom. Eftersom mitokondrier finns i stort antal i varje cell kan mutationer i mtDNA vara närvarande i en viss andel av mtDNA-kopior i en cell, något som betecknas heteroplasi. Detta kan leda till en variation av sjukdomens svårighetsgrad i olika biologiska vävnader.

Ett exempel på en mitokondriesjukdom som orsakas av en sådan mutation är Lebers hereditära optiska neuropati (LHON). LHON kan leda till en plötslig synförlust i en eller båda ögonen och beror på mutationer i gener som kodar för mitokondriella respirationsproteiner, vilket leder till att cellerna i de drabbade områdena inte kan producera tillräckligt med energi.

Det finns också andra mitokondriesjukdomar som orsakas av olika typer av mutationer i mtDNA. Myokardieinfarkt, nefropat, oftalmoplegi och encefalomyopati med ragged-red fibers (MERRF) och myoklonisk epilepsi med ragged-red fibers (MERRF) är några exempel där mutationer i mtDNA ligger bakom sjukdomen.

Vad är nukleär genetik och dess roll i mitokondriesjukdomar?

Nukleära gener (DNA i cellkärnan) kan också påverka mitokondriel funktion. Nukleär genetik kan orsaka mitokondriesjukdomar på flera sätt. För det första kan det leda till att proteiner, som är viktiga för mitokondriernas funktion, inte produceras korrekt eller i tillräcklig mängd. För det andra kan det orsaka att cellerna inte får rätt mängd energi från mitokondrierna, eller de kan börja producera för mycket reaktiva syreföreningar som skadar cellerna, vilket leder till en rad olika sjukdomar.

En annan faktor som kan påverka mitokondriernas funktion är interaktionen mellan nukleär och mitokondriell genetik. Nukleär och mitokondriell genetik samverkar genom en rad olika proteiner och andra molekyler. Mutationer i några av dessa molekyler kan leda till att det blir svårare för cellerna att producera energi och detta kan i sin tur leda till förändringar i mitokondrierna och mitokondriella sjukdomar.

Vilka faktorer påverkar mitokondriell genetik?

Mitokondrier påverkas av många faktorer, inklusive miljö, kost och åldrande. En bra balanserad kost som ger tillräckligt med energi och näringsämnen kan bidra till bibehålla hälsan och aktiviteten hos mitokondrierna.

Dessutom kan fysisk aktivitet också hjälpa till att bevara mitokondrier och minska risken för förändringar som kan öka risken för sjukdom. Stress, sömnbrist, toxiner och livsstilsfaktorer som övervikt kan också påverka mitokondriernas funktion negativt.

Vad är behandlingarna för mitokondriesjukdomar?

Det finns för närvarande inget botemedel mot mitokondriel sjukdom. Behandlingar som förbättrar mitokondriernas funktion, minskar risken för sjukdom, eller minskar sjukdomens svårighetsgrad kan dock vara till stor hjälp för patienter med mitokondriebaserade sjukdomar.

En sådan behandling är koenzym Q10, som är en viktig komponent i mitokondrierna och som arbetar tillsammans med flera enzymer i mitokondrierna för att producera energi. KoQ10 tros kunna minska symtomen associerade med mitokondriesjukdomar.

Andra behandlingar som testats är till exempel antioxidanter, vitaminer och mineraler som tros kunna skydda mitokondrierna och minimera oxidativ stress. Antioxidanter kan också hjälpa till att minska inflammation i kroppen, vilket kan leda till sjukdom.

Slutsats

Mitokondriell genetik är viktig för produktionen av energi i våra celler. Mutationer i mitokondriella eller nukleära gener kan leda till mitokondriesjukdomar, vilket kan orsaka allvarliga hälsoproblem. Trots att det inte finns några botemedel för mitokondriesjukdomar är det möjligt att både lindra symtomen och minska sjukdomarnas svårighetsgrad genom behandlingar som t.ex. koenzym Q10 och antioxidanter. Genom att ha rätt kost och motion kan man också hjälpa till att hålla mitokondrierna sunda och bidra med att minska risken för sjukdom.