Cos'è il DNA mitocondriale?
Il DNA mitocondriale sono piccoli anelli di DNA trovati all'interno degli organelli nella cellula, i mitocondri. I mitocondri fungono da "centrali elettriche" della cellula e si ritiene che siano i discendenti di batteri antichi che hanno partecipato in modo così simbiotico con cellule antiche che si sono integrati in essi come organelli. La stragrande maggioranza del DNA in tutti gli animali si trova nel nucleo ed è noto come DNA nucleare, mentre il DNA mitocondriale è l'unico DNA situato al di fuori del nucleo.
A differenza del DNA nel nucleo, che contiene circa 20.000 geni codificanti per proteine in oltre 3 miliardi di coppie di basi, il DNA mitocondriale è relativamente piccolo, costituito da soli 13 geni codificanti per proteine in 15.000-17.000 coppie di basi. A differenza del DNA nucleare, che è costituito da DNA lineare, il DNA mitocondriale si trova nel formato ad anello, proprio come il DNA presente nei batteri. I geni nei mitocondri esprimono proteine che aiutano a costruire i mitocondri, anche se oltre miliardi di anni di evoluzione, il DNA nucleare ha assunto gran parte dei ruoli del DNA mitocondriale nella costruzione dei mitocondri.
A differenza del DNA nucleare, che subisce la ricombinazione di generazione in generazione a causa del sesso tra un maschio e una femmina, il DNA mitocondriale subisce solo la ricombinazione con il DNA dello stesso organello, limitando notevolmente il cambiamento genetico. Pertanto, l'unico fattore che introduce cambiamenti genetici è la mutazione, piuttosto che la mutazione più la ricombinazione, come nel caso del DNA nucleare. Ciò trasforma il DNA mitocondriale in un marcatore genetico estremamente utile che può essere utilizzato per confrontare diversi lignaggi, compresi diversi lignaggi umani.
L'analisi del DNA mitocondriale umano si è rivelata cruciale per determinare la progenie di vari gruppi umani e i primi modelli di migrazione degli esseri umani in tutto il mondo. Questi studi hanno supportato la teoria fuori dall'Africa, la teoria che afferma che la specie umana ha avuto la sua origine in Africa circa 250.000 anni fa, per poi diffondersi in tutto il mondo. La principale teoria concorrente è l'ipotesi multiregionale, che suppone che le diverse razze umane nel mondo si siano evolute indipendentemente dai precursori degli ominidi. A causa delle prove dell'analisi del DNA mitocondriale, questa ipotesi è stata sostanzialmente esclusa.