Mitochondria i chloroplasty
genomy mitochondrialne Mitochondria i chloroplasty są wyjątkowymi organellami, zawierają bowiem własne genomy w postaci stosunkowo niewielkich, najczęściej kolistych cząsteczek DNA. DNA mitochondrialny (mtDNA) koduje u wszystkich organizmów eukariotycznych podobny zestaw białek i RNA: są to składniki aparatu translacyjnego, niezbędnego do ekspresji genów mitochondrialnych kodujących część białek łańcucha oddechowego. Białek tych np. u człowieka jest tylko 13, wszystkie pozostałe składniki łańcucha oddechowego i białka tworzące mitochondrium są kodowane przez genom jądrowy, a ich liczbę szacuje się na ok. 600. Genomy chloroplastowe są nieco większe i kodują więcej produktów.
Przyjmuje się, że mitochondria i chloroplasty są pochodzenia endosymbiotycznego — pochodzą od organizmów prokariotycznych, które ok. 1 mld lat temu dokonały dwóch niezależnych inwazji na teren cytoplazmy przodka komórek eukariotycznych. pochodzenie mitochondriów i chloroplastów Wykształciła się wewnątrzkomórkowa symbioza: prokarionty, które specjalizowały się w uzyskiwaniu energii w postaci ATP, w wyniku procesów utleniania przekształciły się z biegiem ewolucji w mitochondria. Utraciły większość swych genów, które przeniosły się do genomu jądrowego komórki gospodarza. Podobnie było w przypadku chloroplastów, z tą różnicą, że nowe endosymbionty wniosły komórce gospodarza zdolność do fotosyntezy.
badania genomów mitochondrialnych Badania genomów mitochondrialnych stanowią ważną dziedzinę biologii molekularnej z dwóch powodów. Po pierwsze, mutacje w genach mitochondrialnych są powodem ciężkich dziedzicznych chorób człowieka, dziedziczonych wyłącznie po matce, ponieważ mitochondria plemnika wnikają wprawdzie do oocytu, ale w jego cytoplazmie ulegają całkowitemu zniszczeniu. Po drugie, badanie różnic w sekwencji nukleotydowej genów mitochondrialnych jest doskonałym narzędziem w śledzeniu ewolucji gatunków. Mitochondrialny DNA u ssaków ma długość jedynie ok. 16 tys. par zasad i ewoluuje znacznie szybciej niż geny jądrowe. hipoteza Ewy mitochondrialnej Badania sekwencji mtDNA u ludzi różnych ras na wszystkich kontynentach stały się podstawą do wysunięcia hipotezy o istnieniu tzw. Ewy mitochochndrialnej, czyli kobiety, która żyła w Afryce ok. 100-200 tys. lat temu; od jej genomu mitochondrialnego dają się wyprowadzić wszystkie obecnie spotykane genomy. Hipoteza Ewy mitochondrialnej nie jest jeszcze w pełni udokumentowana, ostatnio postuluje się znacznie szybsze tempo mutacji w pewnych obszarach mtDNA, niż zakładano pierwotnie. Szybki postęp techniki sekwencjonowania DNA na dużą skalę i analiza sekwencji DNA mitochondrialnego i jądrowego u różnych ras pozwoli z pewnością na uzyskanie dokładniejszych danych na temat najnowszej ewolucji Homo sapiens.
