Mutations of the human mitochondrial genome.

Ludzki genom mitochondrialny zawiera informację o 37 genach kodujących 13 białek systemu fosforylacji oksydacyjnej, 22 rodzaje tRNA i 2 rodzaje rRNA. MtDNA jest dziedziczony w linii żeńskiej ze względu na eliminację mitochondrialnego materiału genetycznego pochodzącego od ojca. Mutacje ludzkiego genomu mitochondrialnego prowadzą do chorób, zwłaszcza neurologicznych, a także do chorób nowotworowych. Objawy chorób zależą od mutacji, tkanki oraz różnią się między członkami danej rodziny. Są one kontrolowane przez wielorakie czynniki, takie jak stopień heteroplazmii i efekt progowy, segregację mitotyczną, ekspansję klonalną i efekt wąskiego gardła. Mutacje najczęściej są punktowe, występują też delecje oraz duplikacje. Dla osób dotkniętych chorobą mitochondrialną dostępne jest obecnie leczenie wspomagające oraz objawowe, opracowywane są jednakże terapie, dzięki którym pacjent będzie mógł wrócić do pełnego zdrowia. Wyróżnia się potencjalne terapie, na które składa się aktywacja biogenezy mitochondrialnej, wykorzystanie wpływu hipoksji na komórki, i terapie celowane, na które składa się oczyszczanie ze związków toksycznych, zmiana stopnia heteroplazmii danej mutacji i redukcja zmutowanych cząsteczek mitochondrialnego tRNA. Wykonywaną, lecz kontrowersyjną metodą jest metoda donacji mitochondrialnej.

The human mitochondrial genome includes information about 37 genes encoding 13 proteins of the oxidative phosphorylation system, 22 types of tRNA and 2 types of rRNA. MtDNA is inherited through the female lineage due to the father’s mitochondrial genetic material elimination. Mutations in the human mitochondrial genome lead to diseases, especially neurological ones and cancers. Symptoms of the diseases depend on the mutation, the tissue, and they may vary among family members. The symptoms are controlled by multiple factors such as heteroplasmy level and threshold effect, mitotic segregation, clonal expansion and the bottleneck effect. The most common are point mutations, deletions and duplications and they mainly concern mt-tRNA molecules. Nowadays, only supportive and symptomatic therapies are available for the people affected by mitochondrial diseases, although the therapies that will help the patient’s full recovery are now being developed. There are therapies that include the activation of mitochondrial biogenesis, usage of hypoxia influence on cells, and therapies tailored to the patient, which include purification of toxic compounds, gene therapy, change of the heteroplasmia level of a mtDNA mutation or reduction of the mutated mitochondrial tRNA molecules. An effective but controversial method is the mitochondrial donation method.