The genes you don't get from your parents (but can't live without) - Devin Shuman

Übersetzung: Tanja Eydam Lektorat: Samridh Aggarwal

Inside our cells, each of us has a second set of genes

Jeder von uns hat ein zweites Set Gene in seinen Zellen,

completely separate from the 23 pairs of chromosomes

ganz separat von den 23 Paar Chromosomen,

we inherit from our parents.

die wir von unseren Eltern erben.

And this isn’t just the case for humans—

Und das ist nicht nur bei Menschen so -

it’s true of every animal, plant, and fungus,

sondern auch bei allen Tieren, Pflanzen und Pilzen

and nearly every multicellular organism on Earth.

und fast jedem mehrzelligen Organismus auf der Erde.

This second genome belongs to our mitochondria,

Dieses zweite Genom gehört zu unseren Mitochondrien,

an organelle inside our cells.

Organellen in unseren Zellen.

They’re not fully a part of us, but they’re not separate either—

Sie sind weder ganz Teil unseres Körpers, noch sind sie getrennt von ihm -

so why are they so different from anything else in our bodies?

aber warum sind sie denn so anders als alles Andere in ihm?

Approximately 1.5 billion years ago,

Wissenschaftler gehen davon aus, dass vor 1,5 Milliarden Jahren

scientists think a single-celled organism engulfed the mitochondria’s ancestor,

ein einzelliger Organismus den Vorfahren der Mitochondrien verschlang

creating the predecessor of all multicellular organisms.

und damit den Vorgänger aller mehrzelligen Organismen schuf.

Mitochondria play an essential role:

Mitochondrien spielen eine wichtige Rolle:

they convert energy from the food we eat and oxygen we breathe

Die Energie des Essens, das wir essen, und den Sauerstoff, den wir atmen,

into a form of energy our cells can use, which is a molecule called ATP.

wandeln sie in eine Energie um, die unsere Zellen nutzen: das Molekül ATP.

Without this energy, our cells start to die.

Ohne diese Energie sterben unsere Zellen nach und nach.

Humans have over 200 types of cells,

Menschen haben über 200 Zellarten

and all except mature red blood cells have mitochondria.

und sie alle haben Mitochondrien - mit Ausnahme der roten Blutkörperchen.

That’s because a red blood cell’s job is to transport oxygen,

Denn die Aufgabe der roten Blutkörperchen ist der Transport von Sauerstoff,

which mitochondria would use up before it could reach its destination.

den die Mitochondrien verbrauchen würden, bevor er sein Ziel erreichen könnte.

So all mitochondria use oxygen and metabolites to create energy

Alle Mitochondrien nutzen also Sauerstoff und Abbauprodukte, um Energie zu schaffen,

and have their own DNA,

außerdem haben sie ihre eigene DNA.

but mitochondrial DNA varies more across species than other DNA.

Doch mitochondriale DNA unterscheidet sich stärker als andere DNA von Art zu Art.

In mammals, mitochondria usually have 37 genes.

Die Mitochondrien von Säugetieren haben normalerweise 37 Gene.

In some plants, like cucumbers, mitochondria have up to 65 genes,

Manche Pflanzen, wie die Gurke, haben Mitochondrien mit bis zu 65 Genen,

and some fungal mitochondria have only 1.

und manches Pilzmitochondrium hat nur 1.

A few microbes that live in oxygen-poor environments

Ein paar Mikroben, die in sauerstoffarmen Umgebungen leben,

seem to be on the way to losing their mitochondria entirely,

scheinen ihre Mitochondrien nach und nach komplett zu verlieren,

and one group, oxymonad monocercomonoides, already has.

und eine Art hat dies schon: der Oxymonad Monocercomonoides.

This variety exists because mitochondria are still evolving,

Diese Unterschiede gibt es, da sich Mitochondrien noch entwickeln,

both in tandem with the organisms that contain them,

sowohl mit dem Organismus, in dem sie sich befinden,

and separately, on their own timeline.

als auch unabhängig davon.

To understand how that’s possible,

Um zu verstehen, wie das möglich ist,

it helps to take a closer look at what the mitochondria inside us are doing,

muss man sich näher anschauen, was Mitochondrien in uns machen,

starting from the moment we’re conceived.

beginnend beim Moment unserer Zeugung.

In almost all species, mitochondrial DNA is passed down from only one parent.

Bei fast allen Spezies gibt nur ein Elternteil mitochondriale DNA weiter.

In humans and most animals, that parent is the mother.

Bei Menschen und den meisten Tieren ist dieser Elternteil die Mutter.

Sperm contain approximately 50 to 75 mitochondria in the tail,

Ein Spermium enthält circa 50-75 Mitochondrien in seinem Schwanz -

to help them swim.

zur Schwimmhilfe.

These dissolve with the tail after conception.

Diese lösen sich nach der Zeugung mit dem Schwanz auf.

Meanwhile, an egg contains thousands of mitochondria,

Eine Eizelle dagegen enthält tausende Mitochondrien,

each containing multiple copies of the mitochondrial DNA.

jede einzelne mit mehrfachen Kopien mitochondrialer DNA.

This translates to over 150,000 copies of mitochondrial DNA

Das entspricht über 150 000 Kopien mitochondrialer DNA,

that we inherit from our mothers,

die wir von unseren Müttern erben,

each of which is independent and could vary slightly from the others.

jede einzelne unabhängig und leicht unterschiedlich von den anderen.

As a fertilized egg grows and divides,

Die befruchtete Eizelle wächst und teilt sich,

those thousands of mitochondria are divvied up into the cells

und auf die Zellen des entstehenden Embryos teilen sich

of the developing embryo.

Tausende Mitochondrien auf.

By the time we have differentiated tissues and organs,

Bis sich Gewebe und Organe herausgebildet haben,

variations in the mitochondrial DNA are scattered at random throughout our bodies.

sind Variationen der mitochondrialen DNA bereits willkürlich im Körper verteilt.

To make matters even more complex,

Und es wird noch komplizierter.

mitochondria have a separate replication process from our cells.

Mitochondrien haben einen von den Zellen getrennten Replikationsprozess.

So as our cells replicate by dividing, mitochondria end up in new cells,

Zellen replizieren sich durch Teilung, die Mitochondrien landen in neuen Zellen

and all the while they’re fusing and dividing themselves,

und währenddessen verschmelzen sie und teilen sich selbst

on their own timeline.

nach ihrem eigenen Rhythmus.

As mitochondria combine and separate,

Während Mitochondrien sich vereinen und teilen,

they sequester faulty DNA or mitochondria that aren’t working properly for removal.

isolieren sie fehlerhafte DNA oder Mitochondrien zur Beseitigung.

All this means that the random selection of your mother’s mitochondrial DNA

Somit kann sich die willkürliche Auswahl mitochondrialer DNA der Mutter,

you inherit at birth

bei der Geburt geerbt,

can change throughout your life and throughout your body.

im Verlaufe des Lebens und im Körper ändern.

So mitochondria are dynamic and, to a degree, independent,

Mitochondrien sind also dynamisch und, bis zu einem gewissen Grad, unabhängig,

but they’re also shaped by their environments: us.

aber sie werden auch von ihrer Umwelt beeinflusst: von uns.

We think that long ago,

Man geht davon aus,

some of their genes were transferred to their host’s genomes.

dass einige ihrer Gene in die Gene ihres Wirts übertragen wurden.

So today, although mitochondria have their own genome

So haben Mitochondrien heute zwar ihre eigenen Gene

and replicate separately from the cells that contain them,

und replizieren sich unabhängig von den sie umgebenden Zellen,

they can't do this without instruction from our DNA.

doch sie können dies nicht ohne Anweisungen unserer DNA.

And though mitochondrial DNA is inherited from one parent,

Und obwohl mitochondriale DNA nur von einem Elternteil geerbt wird,

the genes involved in building and regulating the mitochondria

stammen die Gene, die Mitochondrienaufbau und -steuerung mitbestimmen,

come from both.

von beiden Elternteilen.

Mitochondria continue to defy tidy classification.

Mitochondrien trotzen weiterhin einer klaren Klassifizierung.

Their story is still unfolding inside of each of our cells,

Ihre Geschichte entwickelt sich weiter in jeder einzelnen unserer Zellen,

simultaneously separate and inseparable from our own.

zugleich getrennt und untrennbar unserer eigenen.

Learning more about them can both give us tools

Mehr über sie zu lernen, kann uns helfen,

to protect human health in the future, and teach us more about our history.

unsere Gesundheit in Zukunft zu schützen und unsere Geschichte besser zu verstehen.