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

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Anna Kotova

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

У всех нас внутри клеток имеется второй набор генов,

completely separate from the 23 pairs of chromosomes

они существуют отдельно от 23 пар хромосом,

we inherit from our parents.

которые мы унаследовали от родителей.

And this isn’t just the case for humans—

И это вовсе не уникальное свойство людей —

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

то же самое имеется у любого животного, растения или гриба,

and nearly every multicellular organism on Earth.

а также практически у всех многоклеточных организмов на Земле.

This second genome belongs to our mitochondria,

Второй геном расположен в митохондриях —

an organelle inside our cells.

органеллах внутри наших клеток.

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

Они не являются целиком частью организма, но и не существуют отдельно.

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

Так чем же они так отличаются от всего, что есть у нас в организме?

Approximately 1.5 billion years ago,

Как предполагают учёные, примерно 1,5 миллиарда лет назад

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

одноклеточный организм окружил клетку митохондрий,

creating the predecessor of all multicellular organisms.

образовав предка для всех многоклеточных организмов.

Mitochondria play an essential role:

Митохондрии играют очень важную роль:

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

они превращают энергию из потребляемой нами пищи и вдыхаемого кислорода

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

в энергию, которую использует клетка — в виде молекул

под названием аденозинтрифосфаты, или АТФ.

Without this energy, our cells start to die.

Не получая этой энергии, наши клетки отмирают.

Humans have over 200 types of cells,

В организме человека более 200 видов клеток,

and all except mature red blood cells have mitochondria.

и у всех, кроме зрелых красных кровяных клеток, есть митохондрии.

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

Всё потому, что задача красной кровяной клетки — доставлять кислород,

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

который бы полностью израсходовался митохондриями до того, как достиг цели.

So all mitochondria use oxygen and metabolites to create energy

Таким образом, митохондрии используют кислород и метаболиты

and have their own DNA,

для выработки энергии и имеют собственную ДНК,

but mitochondrial DNA varies more across species than other DNA.

но ДНК митохондрий сильно отличается от других ДНК.

In mammals, mitochondria usually have 37 genes.

У млекопитающих митохондрии обычно имеют 37 генов.

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

У некоторых растений, например огурцов, в митохондриях 65 генов,

and some fungal mitochondria have only 1.

а у некоторых видов грибов — всего один.

A few microbes that live in oxygen-poor environments

Несколько видов микробов, живущих в бедной клислородом среде,

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

похоже, скоро полностью утратят митохондрии,

and one group, oxymonad monocercomonoides, already has.

а у одной группы простейших — oxymonad monocercomonoides — их уже нет.

Такое разнообразие существует потому,

This variety exists because mitochondria are still evolving,

что митохондрии продолжают эволюционировать,

both in tandem with the organisms that contain them,

как в тандеме с организмами, в которых они содержатся,

and separately, on their own timeline.

так и сами по себе.

To understand how that’s possible,

Чтобы понять, как такое возможно,

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

необходимо подробно остановиться на роли митохондрий в организме

starting from the moment we’re conceived.

с самого момента нашего зачатия.

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

У всех живых существ митохондриальная ДНК передаётся от одного из родителей.

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

У людей и почти всех животных эта ДНК передаётся по материнской линии.

Sperm contain approximately 50 to 75 mitochondria in the tail,

В жгутике сперматозоида имеется от 50 до 75 митохондрий,

to help them swim.

что помогает им двигаться.

These dissolve with the tail after conception.

Но после оплодотворения они растворяются вместе со жгутиком.

Meanwhile, an egg contains thousands of mitochondria,

В яйцеклетке же содержатся тысячи митохондрий,

each containing multiple copies of the mitochondrial DNA.

и в каждой из них — множество копий митохондриальной ДНК.

This translates to over 150,000 copies of mitochondrial DNA

Всё это составляет более 150 000 копий митохондриальной ДНК,

that we inherit from our mothers,

которую мы наследуем от матери,

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

каждая из которых существует независимо и даже может немного отличаться от других.

As a fertilized egg grows and divides,

По мере роста и деления оплодотворённой клетки

those thousands of mitochondria are divvied up into the cells

эти тысячи митохондрий разделяются

of the developing embryo.

и становятся клетками растущего эмбриона.

By the time we have differentiated tissues and organs,

К тому времени, когда в нас формируются ткани и органы,

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

варианты митохондриальной ДНК рассеиваются по организму.

To make matters even more complex,

Всё усложняется ещё и тем,

mitochondria have a separate replication process from our cells.

что у митохондрий существует отдельный от клеток процесс деления.

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

По мере размножения клеток путём деления, митохондрии попадают в новые клетки,

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

но они продолжают сливаться и делиться

on their own timeline.

сами по себе.

As mitochondria combine and separate,

По мере слияния и деления

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

митохондрии изолируют дефектную ДНК

или дисфункциональные митохондрии для последующего удаления.

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

Это означает, что случайно выбранные митохондриальные ДНК вашей матери,

you inherit at birth

которые вы от неё унаследуете,

can change throughout your life and throughout your body.

могут измениться в вашем организме в течение жизни.

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

Таким образом, митохондрии изменчивы и до некоторой степени независимы,

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

но их развитие определяется средой — то есть нами.

We think that long ago,

Мы думаем, что очень давно

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

некоторые их гены попали в геномы клетки.

So today, although mitochondria have their own genome

Поэтому в настоящее время, несмотря на наличие генома в митохондриях

and replicate separately from the cells that contain them,

и его отдельного воспроизведения от клеток, в которых они находятся,

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

органеллам не обойтись без инструкций от наших ДНК.

And though mitochondrial DNA is inherited from one parent,

И хотя митохондриальные ДНК мы получаем только от одного родителя,

the genes involved in building and regulating the mitochondria

гены, отвечающие за формирование и управление митохондриями,

наследуются по линии обоих родителей.

come from both.

Mitochondria continue to defy tidy classification.

Митохондрии по-прежнему не вписываются в различные чёткие классификации.

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

Их тайны только раскрываются внутри наших клеток,

где они существуют сами по себе и в то же время неотделимо от нашего организма.

simultaneously separate and inseparable from our own.

Learning more about them can both give us tools

Если мы получше узнаем их работу, у нас появятся инструменты,

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

что позволят защитить здоровье населения земли

и изучить историю появления жизни на нашей планете.