Wat is mitochondriaal DNA?

Mitochondriaal DNA zijn kleine lussen van DNA die worden gevonden in organellen in de cel, mitochondria. Mitochondria dienen als de "krachtcentrales" van de cel en worden verondersteld de afstammelingen te zijn van oude bacteriën die zo symbiotisch deelnamen aan oude cellen dat ze erin werden geïntegreerd als organellen. Het overgrote deel van het DNA bij alle dieren bevindt zich in de kern en staat bekend als nucleair DNA, terwijl mitochondriaal DNA het enige DNA is dat zich buiten de kern bevindt.

In tegenstelling tot het DNA in de kern, dat ongeveer 20.000 eiwitcoderende genen in meer dan 3 miljard basenparen bevat, is het mitochondriale DNA relatief klein, bestaande uit slechts 13 eiwitcoderende genen in 15.000-17.000 basenparen. In tegenstelling tot het nucleaire DNA, dat bestaat uit lineair DNA, wordt mitochondriaal DNA in het lusformaat gevonden, net als het DNA dat in bacteriën wordt gevonden. De genen in de mitochondriën brengen eiwitten tot expressie die helpen de mitochondriën op te bouwen, hoewel het nucleaire DNA gedurende miljarden jaren van evolutie veel van de rollen van mitochondriaal DNA heeft overgenomen bij het construeren van de mitochondriën.

In tegenstelling tot nucleair DNA, dat recombinatie van generatie op generatie ondergaat vanwege seks tussen een mannelijk en een vrouwelijk, ondergaat mitochondriaal DNA alleen recombinatie met DNA van hetzelfde organel, wat de genetische verandering sterk beperkt. Daarom is de enige factor die genetische veranderingen introduceert, mutatie in plaats van mutatie plus recombinatie, zoals het geval is met nucleair DNA. Dit maakt mitochondriaal DNA tot een zeer nuttige genetische marker die kan worden gebruikt om verschillende lijnen, waaronder verschillende menselijke lijnen, te vergelijken.

Analyse van menselijk mitochondriaal DNA is cruciaal gebleken voor het bepalen van de afkomst van verschillende menselijke groepen en de vroege migratiepatronen van mensen over de hele wereld. Deze studies hebben de Out-of-Africa-theorie ondersteund, de theorie die beweert dat de menselijke soort ongeveer 250.000 jaar geleden zijn oorsprong in Afrika had en zich vervolgens over de hele wereld verspreidde. De belangrijkste concurrerende theorie is de multiregionale hypothese, die veronderstelt dat verschillende menselijke rassen over de hele wereld onafhankelijk van hominide voorlopers zijn geëvolueerd. Vanwege bewijs van mitochondriale DNA-analyse is deze hypothese in wezen uitgesloten.