Что такое митохондриальная ДНК?

Митохондриальная ДНК - это небольшие петли ДНК, обнаруженные в органеллах клетки, митохондриях. Митохондрии служат «силовыми установками» клетки и, как полагают, являются потомками древних бактерий, которые так симбиотически участвовали в жизни древних клеток, что стали интегрированными в них как органеллы. Подавляющее большинство ДНК у всех животных находится в ядре и известно как ядерная ДНК, в то время как митохондриальная ДНК является единственной ДНК, расположенной вне ядра.

В отличие от ДНК в ядре, которая содержит около 20000 кодирующих белок генов в более чем 3 миллиардах пар оснований, митохондриальная ДНК является относительно небольшой, состоящей только из 13 кодирующих белок генов в 15000-17000 пар оснований. В отличие от ядерной ДНК, которая состоит из линейной ДНК, митохондриальная ДНК находится в формате петли, точно так же, как ДНК, обнаруженная в бактериях. Гены в митохондриях экспрессируют белки, которые помогают строить митохондрии, хотя за более чем миллиарды лет эволюции ядерная ДНК взяла на себя большую часть роли митохондриальной ДНК в конструировании митохондрий.

В отличие от ядерной ДНК, которая подвергается рекомбинации из поколения в поколение из-за пола между мужчиной и женщиной, митохондриальная ДНК подвергается рекомбинации только с ДНК одной и той же органеллы, что значительно ограничивает генетические изменения. Следовательно, единственным фактором, который вносит генетические изменения, является мутация, а не мутация плюс рекомбинация, как в случае с ядерной ДНК. Это превращает митохондриальную ДНК в очень полезный генетический маркер, который можно использовать для сравнения разных линий, включая разные линии человека.

Анализ человеческой митохондриальной ДНК оказался решающим для определения предков различных групп людей и ранних моделей миграции людей по всему миру. Эти исследования подтвердили теорию «За пределами Африки», которая утверждает, что человеческий род возник в Африке около 250 000 лет назад, а затем распространился по всему миру. Основной конкурирующей теорией является мультирегиональная гипотеза, которая предполагает, что разные человеческие расы в мире развивались независимо от предшественников гоминидов. В связи с данными анализа митохондриальной ДНК, эта гипотеза была по существу исключена.