Haplogrupe mitohondrijske DNK čovjeka

, a boje i brojevi predstavljaju hiljade godina prije sadašnjosti]]

**Haplogrupe mitohondrijske DNK čovjeka**, u genetici čovjeka, su  haplogrupe koje su određene razlikama u mitohondrijskoj DNK. Haplogroupe su posebnp primjenljive u rekonstrukciji glavnih grana filogenetičkog stabla.  Razumijevanje evolucijskih puteva Understanding the evolutionary path of the fem ženske linije bitno pomaže populacijskim genetičarima da trasiraju majčinsku liniju recentnog čovjeka do afričke i njegovog postepenog širenje širom Planete.

Oznake imena haplogrupa uopće, ne samo mitohondrijskih, idu od **A** do **Z**. Pošto su označene po redoslijedu otkrića, one (u smislu abecednog redoslijeda) ne odražavaju stvarne srodničke veze i odnose.

Hipotetska žena u korijenu svih tih grupa (znači samo mitohondrijskih DNK haplogroupa) je matrrilinijska najbliži pradavni  zajednički  predak danas živućih ljudi. Ona se obično naziva mitohondrijska Eva.
## Evolucijski odnosi
### Loze mitohondrijskih haplogrupa
Filogenetičko stablo koje slijedi je bazirano na Ovenovom stablu iz  2009. i  naknadnim postepenim istraživanjima. 
***L** (Mitohondrijska Eva)
****L0**
**L1-6
*****L1**
***L2-6
******L5**
****L2'3'4'6
*******L2**
*****L3'4'6
********L6**
******L3'4
*********L4**
*********L3**
**********M**
*********M8: **CZ** (**C**, **Z**)
*********M9: **E**
*********M12'G: **G**
*********M29'Q: **Q**
***********D**
**********N**
*********N1: **I**
*********N2: **W**
*********N9: **Y**
***********A**
***********S**
***********X**
***********R**
**********R0 (FMKA pre-HV)
*************HV**: (**H**, **V**)
**********pre-JT ili R2'JT
*************JT**: (**J**, **T**)
**********R9: **F**
**********R11'B: **B**
************P**
************U** (bivša UK)
*************U8**: **K**
********* **O**

## Hronologija razvoja haplogrupa
### Evropske haplogrupe 
*Bryan Sykes* tvrdi da recentni Evropljani potiču od sedam glavnih mitohondrijskih lozaza ali ostali sada pretpostavljaju da ih je 10-12. Ove dodatne "kćeri" općenito uključuju haplogroupe I, M i W. Nedavni radovi re-mapirali su  evropske haplogrupe kao:  *H*, *J*, *K*, *N1*, *T*, *U4*, *U5*, *V*, *X* i *W*. Međutim, treba napomenuti da su haplogroupe proizvoljne kategorije definirane mutacijama, koje su i same rezultat brojnih slučajnih  procesa. Moglo bi se reći da je razumno da postoji gotovo neograničen broj haplogroupa koje su  prisutne u određenoj regiji. Osim toga, pripisujući specifično geografsko porijekla  bilo kojoj haplogrupi, kao što su one koje su predložene u tabeli ispod, smatra se da je visoko spekulativno i da mogu biti 'pričanje priča' i izvan domena nauke. Isto se može reći da su rezultat prijedloga  bliskih viđenja populacijskih genetičara.

## Afrička regija i  mtDNK haplotipovi
Prosječno evolucijsko vrijeme datiranja afričke mtDNK varijacije procjenjeno je na 125.500-165.000 godina (Chen et al. 2000). Ove vrijednosti znatno premašuju dob svih azijskih i evropskih specifičnih mtDNK varijanti. Karakteristična makrohaplogrupa afričke mtDNK filogenije je haplogrupa L, čija je geografska distribucija uglavnom ograničena u istočnoj Africi i južnim dijelovima subsaharskog područja, a podijeljena je na L0-L6. Neke subhaplogrupe L specifične su za istočnu Afriku (npr. L0a, L0f, L5, L3g), neke za pojedine etničke skupine, kao što su L0d i L0k, pronađene isključivo među populacijama južne Afrike. Akumulacijom regionalnih varijacija prije 70-100.000 godina, iz drevne L0 haplogrupe rezultirale su u centralnoj i istočnoj Africi dvije varijante L2 i L3, čija je subsaharska disperzija (prije oko 60.000 godina) uglavnom nadmašila distribuciju LO haplogrupe. Afričku makrohaplogrupu L karakteriše osnovni ne-CRS plimorfizam na 3594 bp (tranzicija C→T) i polimorfizam +3592HpaI. Polimorfizmi +3592HpaI, tranzicija A→G na 10394 bp i +10394DelI karkaterišu sve mtDNK haplotipove koji pripadaju afričkoj-specifičnoj makrohaplogrupi L.

Jedna od najuticajnijih populacionih ekspanzija u posljednje 3-4.000 godina, koja se najvjerovatnije odrazila na reorganiziranje geografske substrukture afričke populacije, bila je ekspanzija Bantu populacija. U prilog toj činjenici je starosna dob glavnih tipova mtDNK osnivača zapadnog i istočnog afričkog podrijekla, (L02,L2, L3E i L5) koja je u skladu sa vremenom disperzije Bantu populacija  iz zapadne, centralne i istočne Afrike prema jugu (Bandelt et al. 2001; Chen et al. 1995, Salas et al. 2002).

Afrički mtDNK genski fond je obogaćen i ne-afričkim mtDNK varijacijama (sl.10) Vrlo značajan uticaj na genetičku strukturu populacija sjeverne i istočne Afrike, imale su populacione ekspanzije sa Bliskog Istoka, iz perioda Gornjeg paleolita, iz kojih proizlaze haplogrupe N i M i njihove subhaplogrupe (Richards et al. 2003; Kivisild et al. 2004), zatim loze iz zapadne Euroazije u toku i nakon ledenog doba, post-glacijalne mtDNK haplogrupe iz francuskog-Cantabrian refugijuma i euroazijske linije unesene povratnim neolitskim ili skorašnjim migracijama (Rosa and Brehem 2011).

U Evropi, u ukupnom bazenu mtDNK varijacija loze afričke makrohaplogrupe L zastupljene su manje od 1% i ne pokazuju signale da su evulirale na evropskom kontinetu. Većina ovih loza (oko 65%) potiče iz skorijeg vremenskog perioda, perioda romanizacije, arapskog osvajanja Iberijskog poluotoka i Sicilije, dok ostale loze formiraju evropske specifične subhaplogrupe, otkrivajući da se protok gena iz subsaharske Afrike prema Evropi desio prije oko 11.000 godina (Cerezo et al. 2012).

Haplogrupa koja se izdvaja iz spektra afričkih mtDNK haplogrupa i smatra izvornom nukleotidnom mitohondrijalnom sekvencom, zajedničkim MRCA svih ne-afričkih mtDNK loza je L3. Ovu afričku haplogrupu karakteriše polimorfizmom -3952HpaI (Chen et al. 1995). MtDNK haplotipovi koji imaju ovaj polimorfizam odgovorni su za razdvajanje modernih sub-saharsko afričkih populacija od azijskih i evropskih.

Divergencijom afričke haplogrupe L3 prije 70-100.000 godina rezultirale su se dvije super-haplogrupe M i N, predstavnici mitohondrijalnih varijacija izvan Afrike (isključujući potomke migracija iz Afrike u posljednjih nekoliko hiljada godina). Ove loze emigrirala su iz Afrike prije oko 60-65.000 godina prema Euroaziji i Novom svijetu (Quintana-Murci et al. 1999; Mishmar et al. 2003; Macaulay et al 2005). Od inicijalnih M i N makrohaplogrupa u pojedinim regijama euroazijskog kontinenta nastale su nove, danas regionalno-specifične subhaplogrupe.
### Makrohaplogrupa M
Makrohaplogrupa M predstavlja ancestralnu haplogrupu istočno-euroazijskog porijekla. Prvobitno je definisana polimorfizmom +10394Ddel, (transverzija na A→G 10398) i +10397AluI  (tranzicija C→T na 10400bp) (Wallace et al. 1995). Veliki diverzitet i prostorni raspored sugeriraju da se azijska varijanta haplogrupe M odvojila od istočnog-afričke haplogrupe M1 (varijanta haplogrupe M u Africi), prije više od 50.000 godina.

Oko 60% mtDNK autohtonih populacija istočne Euroazije pripadaju makrohaplogrupi M i njenim subhaplogrupama. Najćešće subhaplogrupe pripadajuće makrohaplogrupe M su C, Z, D, G, E i Z. Najfrekventnije haplogrupe sjeverne, centralne, istočne Azije, a također i Amerike su C i D. Noviji podaci ukazuje da su se ove mtDNA grane  proširile prije posljednjeg glacijalnog maksimuma (engl. Last Glacial Maximum-LGM), sa svojim najstarijim lozama iz istočne Azije, a disperzija većine sjeverno-azijskih varijanti haplogrupa C i D se desila nakon LGM, ukazujući na naseljavanje ovog dijela Azije u post-glacijalnom periodu.

Južna Azija reprezentira sa oko trećinom specifičnih subhaplogrupa M. Najveći diverzitet makrohaplogrupe M zabilježen je u Indiji, gdje su prema dosadašnjim podacima identifikovane sljedeće subhaplogrupe: M2, M3, M4, M5, M6, M18, M25, M30-41, M48-50, označene kao indijsko-specifične loze. Drevna indijsko-specifična haplogrupa je M2, najstarija loza sa procjenom starosti oko 49.686 godina. MtDNK genofond južne Azije sadrži autohtone haplogrupe ukupnog mtDNK stabla proizašle direktno iz makrohaplogrupe M, kao N i R. Jedina indijsko-specifična subhaplogrupa koja ne proizilazi iz bazalne mitonodrijalne osnove je U2 koja sadrži tranziciju na 16051 bp u kontrolonom regionu, polimorfizam koji nije jedinstven za osnovu haplogrupu U. Vrijeme divergencije ove U2 je oko 50.000 godina.

U odnosu na najveći diverziteta i visoku prostornu distribuciju u Aziji, makrohaplogrupa M i njene subhaplogrupe u Evropi se tek sporadično pojavljuju (uočena frekvencija u zapadnoj i centralnoj Evropi je manja od 2%). Njeno prisustvou Evropi može biti uticaj vjerovatno skorijih historijskih ili individulanih migracija.

Za determinaciju strukture mtDNK loza prisutnih u Aziji korištene su brojne studije analiza kompletnih i parcijalnih sekvenci kodirajuće regije mtDNK. Kombinovanjem objavljenih podataka, sumirali su topologiju istočno, južno i zapadno-euroazijskih mtDNK haplogrupa uz ključne haplogrupe Australije i Nove Gvineje.

### Makrohaplogrupa N
Makrohaplogrupa N obuhvata ostatak azijskih i evropskih varijacija, te pripada evroazijskom porijeklu. To znači da filogenetičko stablo makrohaplogrupe N obuhvata sve evroazijske haplogrupe koje karaketriše polimorfizam -10397AluI i +10394Ddel (Maji et al. 2008). Prisutna je u skoro svim ne-afričkim populacijama i prema današnjoj distribuciji je ne-afričkog porijekla. Subhaplogrupe haplogrupe N uočene u Africi su vjerovatno imigranti, pripadnici haplogrupe U (kao npr. U6, koja je dominantna u sjevernoj Africi).
Osim navedenih glavnih zapadno-euroazijskih haplogrupa u evropskim populacijama je zastupljeno i nekoliko reprezentativnih azijskih (M) i afričkih (L1 i L2) varijanti, čije je porijeklo na evropskom tlu vjerovatno posljedica nekih tipova sporadičnih individualnih disperzija.

Prema dosadašnjim istraživanjima evropskih mtDNK varijacija, skoro svi evropljani dijele isti skup mtDNK haplogrupa kao i populacije B. Istoka, a koje su obično odsutne u subsaharsko-afričkim i istočno-afričkim populacijama. Kompletna mtDNK filogenija i geografska distribucija ukazuju da su evropske varijacije osiromašene u broju osnivačkih bazalnih mtDNK loza u odnosu na mtDNK varijacije B. Istoka. Smanjena zastupljenost bazalnih mtDNK varijacija u ukupnom evropskom mitohondrijalnom genofondu vjerovatno je rezultat periferne uloge pionirskih migracija, koje se u Evropi pojavljuju tek poslije naseljavanja B. Istoka. Vrijeme datiranja postojećih bazalnih (osnivačkih) mtDNK varijacija u evropskim haplogrupama je procjenjeno na oko 40-50.000 godina (Dansgaard et al. 1993). Prema literaturnim podacima još uvijek nije precizno jasno u kojoj mjeri i na koji način su prve migracije modernih ljudi iz Afrike oblikovale mtDNK bazen modernih evropljana i na koji način su kasnije migracije iz B. Istoka  zamijenile potomke prvih evropskih naseljenika.

Osim haplogrupa V i U5, za koje se predpostvalja da su autohtonog evropskog porijekla, sve ostale evropske haplogrupe unesene su iz B. Istoka protokolonizacijom prije oko 45–50.000 godina. Dalja divergencija mtDNK haplogrupa u Evropi rezultirala je najviše tokom migracija u periodu postglacijalnih ekspanzija (prije oko 14.000 godina) i neolitskih disperzija prije oko 10.000 godina iz Bliskog Istoka.

U popularnoj knjizi B. Sykes (2001) ,,The Seven Daughters of Eve,, evropske mtDNK haplogrupe, popularno su nazvane: Helena (H),  Velda (V), Jasmine (J), Tara (T), Xenia (X), Katrine (K), Ursula (U).

### Haplogrupa W
Karakteristična evropska haplogrupa W, prisutna je u Evropi sa veoma malom učestalošću (1-3%). Osim Evrope, pojavljuje se i u zapadnoj i južnoj Aziji. Rezultati novijih studija sugeriraju na njeno porijeklo iz B. Istoka iz perioda LGM. S obzirom na oskudicu podataka, budući radovi bi trebali što preciznije definisati historijsku distribuciju ove haplogrupe i preciznije odrediti njenu ulogu u procesu naseljavanja Evrope. 
### Haplogrupa X
Haplogrupa X, iako je distribuirana u skoro svim evropskim populacijama, zbog svoje niske učestalosti predstavlja mali udio u ukupnim evropskim mtDNK varijacijama. Relativno visoka učestalost ove haplogrupe u evropskim populacijama smatra se vrijednost od 4 do 5%, koja je zabilježena među populacijama istočnog i srednjeg Mediterana, te u Makedoniji. Najveća frekvencija ove haplogrupe je uočena u sjevernom Kavkazu, Istočnoj Evropi, Sibiru, i centralnoj Aziji. Haplogrupa X je također jedna pet haplogrupa pronađenih kod autohtonih Amerikanaca. Iako je zastupljena samo u 3% u autohtonim populacijama Amerike predstavlja glavnu haplogrupu sjeveroistočnog dijela sjeverne Amerike, gdje je među Algonquian populacija prisutna sa oko 25%.  U nešto manjem procentu (11-15%) je prisutna u zapadnim i južnim dijelovima sjeverne Amerike.

Iz glavne haplogrupe N prije oko 20-30.000 godina divergirala je genetska sekvenca haplogrupe X dajući dvije subhaplogrupe, X1 i X2. Subgrupa X1 je manje frekventna i ograničena je na sjevernu i istočnu Afriku i Bliski Istok (Derenko et al. 2001). Sub-grupa X2 pojavljuje se u ekspanziji populacija poslije posljednjeg glacijalnog maksimuma u zapadnoj Evroaziji.

Konstatacija o genetskoj udaljenosti između neandertalaca i modernih ljudi ne pruža dokaz za multiregionalnu hipotezu humane evolucije, ukazujući na to da su anatomski moderni ljudi i neandertalci bili različiti. Međutim, ne treba izbjeći ni pretpostavku eventualnog miješanja ranih modernih ljudi i neandertalaca, ali zbog značajne uloge genetičkog drfita ili  *genetičkog uskog grla* ovi haplotipovi vjerovatno nisu uspjeli preživjeti do danas. Ono što relativno značajno otežava detaljniju analizu je kontaminacija fosilnih ostataka i nedovoljna količina uzorkovanog materijla ranih modernih ljudi, što bitno utiče na donošenje nekih preciznijih sudova o ulozi mitohondrijalne sekvence neanderlataca u ukupnom genofondu modernog čovjeka. Dalji izvještaji poređenja mtDNK neandertalaca i modernih ljudi vjerovatno će dovesti do preciznijeg zaključka.

## Reference
## Također pogledajte
*Haplogrupa
*Mitohondrijska DNK
*Mitohondrijska Eva

## Vanjski linkovi
***Mitohondrijsko filogenetičko stablo**
**Ian Logan's Mitochondrial DNA Site
**Mannis van Oven's PhyloTree.org
**PhyloD3 - D3.js-based phylogenetic tree based on PhyloTree 
*Mitochondrial haplogroup skeleton
**Vincent Macaulay's Mitochondrial haplogroup motifs
**Cambridge DNA's An mtDNA view of the peopling of the world by Homo sapiens
**John S. Walden's Map of macro-haplogroup N
**List of mtDNA haplogroup projects
*MitoTool: a web server for the analysis and retrieval of human mitochondrial DNA sequence variations 
*HaploGrep: mtDNA haplogroup determination based on PhyloTree.org 
*HaploFind - fast automatic haplogroup assignment pipeline for human mitochondrial DNA 

Kategorija:Genetika
Kategorija:Molekularna biologija
Kategorija:Populacijska genetika
Kategorija:Mitohondrijska DNK
Kategorija:Nukleinske kiseline
Kategorija:DNK