Co to jest mitochondrialne DNA?
Mitochondrialny DNA to małe pętle DNA znajdujące się w organellach w komórce, mitochondriach. Mitochondria służą jako „elektrownie” komórki i uważa się, że są potomkami starożytnych bakterii, które tak symbiotycznie uczestniczyły w starożytnych komórkach, że zostały zintegrowane z nimi jako organelle. Ogromna większość DNA u wszystkich zwierząt znajduje się w jądrze i jest znana jako DNA jądrowe, podczas gdy DNA mitochondrialne jest jedynym DNA znajdującym się poza jądrem.
W przeciwieństwie do DNA w jądrze, które zawiera około 20 000 genów kodujących białko w ponad 3 miliardach par zasad, mitochondrialny DNA jest stosunkowo mały, składający się tylko z 13 genów kodujących białko w 15 000-17,000 par zasad. W przeciwieństwie do DNA jądrowego, które składa się z liniowego DNA, mitochondrialne DNA znajduje się w formacie pętli, podobnie jak DNA znalezione w bakteriach. Geny w mitochondriach wyrażają białka, które pomagają w budowie mitochondriów, chociaż przez miliardy lat ewolucji DNA jądrowe przyjęło znaczącą rolę w mitochondrialnym DNA w konstruowaniu mitochondriów.
W przeciwieństwie do jądrowego DNA, który podlega rekombinacji z pokolenia na pokolenie z powodu płci między mężczyzną i kobietą, mitochondrialny DNA podlega rekombinacji z DNA z tej samej organelli, co znacznie ogranicza zmianę genetyczną. Dlatego jedynym czynnikiem, który wprowadza zmiany genetyczne, jest mutacja, a nie mutacja plus rekombinacja, jak ma to miejsce w przypadku jądrowego DNA. To sprawia, że mitochondrialny DNA jest wysoce użytecznym markerem genetycznym, którego można używać do porównywania różnych linii, w tym różnych linii ludzkich.
Analiza ludzkiego mitochondrialnego DNA okazała się kluczowa dla ustalenia przodków różnych grup ludzkich i wzorców wczesnej migracji ludzi na całym świecie. Badania te poparły teorię poza Afryką, która głosi, że gatunek ludzki miał swoje pochodzenie w Afryce około 250 000 lat temu, a następnie rozprzestrzenił się na cały świat. Główną konkurencyjną teorią jest hipoteza wieloregionalna, która zakłada, że różne rasy ludzkie na całym świecie ewoluowały niezależnie od prekursorów hominidów. Ze względu na dowody z mitochondrialnej analizy DNA, hipoteza ta została zasadniczo wykluczona.