مجموعه ژن دوم ما: ژن‌هایی که در میتوکندری داریم
دوین شومان: هر کدام از ما درون سلول‌هایمان، یک مجموعه دوم ژن داریم که کاملا مجزا از ۲۳ جفت کروموزومی است که از والدینمان به ارث می‌بریم. اما این موضوع نه تنها در مورد انسان‌ها، بلکه برای هر حیوان، گیاه و قارچ و تقریبا هر جاندار چندسلولی دیگری روی زمین صدق می‌کند. این مجموعه ژن دوم به میتوکندری تعلق دارد: یک اندامک کوچک درون سلول‌های ما. میتوکندری‌ها کاملا به ما تعلق ندارند و کاملا هم از ما جدا نیستند. پس چرا اینقدر با هر چیز دیگری در بدن‌مان فرق دارند؟
دانشمندان معتقدند حدود ۱/۵ میلیارد سال پیش یک ارگانیسم تک‌سلولی، جد اولیه میتوکندی را بلعیده و نیای تمام جانداران چندسلولی را خلق کرده است. میتوکندری‌ها نقش مهمی ایفا می‌کند: آنها غذایی که می‌خوریم و اکسیژنی که تنفس می‌کنیم، به نوعی انرژی تبدیل می‌کنند که سلول‌های بدن می‌توانند استفاده کنند: مولکولی به نام ATP . بدون این انرژی، سلول‌های بدن می‌میرند. انسان‌ها بیش از ۲۰۰ نوع سلول دارند که همه این سلول‌ها به جز گلبول‌های قرمز میتوکندری دارند. به این علت که وظیفه هر گلبول قرمز، جابجایی اکسیژن است که میتوکندری قبل از رسیدن به مقصد از آن استفاده می‌کند.
پس میتوکندری‌ها از اکسیژن و متابولیت‌ها [Metabolite: ماده موثر در سوخت‌وساز بدن] برای خلق انرژی استفاده می‌کنند و DNA مخصوص خودشان را هم دارند. اما DNA میتوکندری در گونه‌های مختلف با هم فرق می‌کند. در پستانداران، میتوکندری معمولا ۳۷ ژن دارد در بعضی گیاهان مثل درخت خیار، میتوکندری تا ۶۵ ژن هم دارد و در بعضی قارچ‌ها میتوکندری فقط ۱ ژن دارد. بعضی میکروب‌ها که در محیط‌های کم‌اکسیژن زندگی می‌کنند به‌تدریج میتوکندری‌شان را از دست می‌دهند و اکسی‌موناد مونوسرکومونوئیدها میکروب‌هایی هستند که اصلا میتوکندری ندارند
این تنوع ناشی از تکامل تدریجی میتوکندری است هم تکامل در جانداران دارای میتوکندری و هم تکامل خود میتوکندری‌ها در طول عمرشان. برای اینکه این حقایق را بهتر درک کنیم، بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که درست از لحظه تشکیل نطفه میتوکندی درون بدن ما چه می‌کند؟
تقریبا در همه گونه‌ها، DNA میتوکندری از یکی از والدین منتقل می‌شود. در انسان و اکثر حیوانات این والد مادر است. دُم هر اسپرم حاوی حدود ۵۰-۷۵ میتوکندری است که به اسپرم کمک می‌کند تا شنا کند. پس از تشکیل نطفه، این میتوکندری‌ها همراه با دم منحل می‌شوند. ضمنا، هر تخمک هزاران میتوکندری دارد که هر کدام حاوی چندین رونوشت از DNA میتوکندری هستند. در نتیجه، ما بیش از ۱۵۰,۰۰۰ کپی از DNA میتوکندری را از مادرهایمان به ارث می‌بریم که هر کدام مستقل و کمی متفاوت از بقیه است.
همزمان با رشد و تقسیم یک تخمک بارور شده، همان هزاران میتوکندری در سلول‌های جنین در حال رشد، تقسیم می‌شوند وقتی بافت‌ها و دستگاه‌های بدن شکل گرفتند DNAهای میتوکندری متنوعی به‌صورت تصادفی در کل بدن پراکنده می‌شوند. موضوع وقتی پیچیده‌تر می‌شود که بدانید فرایند تکثیر میتوکندری از سلول‌ها مجزاست. بنابراین در حالی‌که سلول‌ها تقسیم می‌شوند میتوکندری به سلولی جدید منتقل می‌شود. و در تمام این مدت، میتوکندری‌ها مشغول ترکیب و تکثیر در بازه زمانی خودشان هستند. وقتی میتوکندری‌ها ترکیب و تجزیه می‌شوند DNA یا میتوکندری‌های ناقص و معیوب را هم از خود جدا می‌کنند. به عبارت دیگر، انتخاب تصادفی DNA میتوکندری مادر که موقع تولد به ارث می‌برید می‌تواند در کل زندگی و کل بدن‌تان تغییر کند.
بنابراین میتوکندری‌ها پویا و نسبتا مستقل هستند، اما آنها نیز بر اساس محیط خود شکل می‌گیرند: ما. ما معتقدیم که مدت‌ها پیش، برخی از ژن‌های آنها به مجموعه ژن‌های جاندار میزبان‌شان منتقل شدند. بنابراین گرچه امروزه میتوکندری‌ها مجموعه ژن خودشان را دارند و مجزا از سلول‌های بدن تکثیر می‌شوند اما آنها نمی‌توانند این کار را بدون دستور DNA هسته‌ای انجام بدهند. گرچه DNAمیتوکندری از یک والد به‌ارث می‌رسد ژن‌های دخیل در ساخت و تنظیم میتوکندری از هر دوی والدین به ارث می‌رسد.
میتوکندرها همیشه از طبقه‌بندی منظم گریزان هستند. داستان آنها همچنان درون هر یک از سلوهایمان بازگو می‌شود، همزمان هم مجزا و هم جدایی‌ناپذیر از ما. اگر درباره میتوکندری بیشتر بدانیم می‌توانیم ابزارهایی به دست بیاوریم تا از سلامت انسانی در آینده حفاظت کنیم و درباره پیشینه‌مان بیشتر بدانیم.
