10 - MITOCHONDRIAL DNA AND HUMAN EVOLUTION (DNA Mitocondrial e a Evolução Humana)

O DNA mitocondrial, apesar de pouco diverso, é abundante: existem centenas de mitocôndrias dentro de nossas células, já o DNA nuclear contém muitos cromossomos diferentes, mas resume-se à região do núcleo. Como temos mais cópias de DNA mitocondrial nas nossas células, fica mais fácil encontrá-lo em bom estado num material fossilizado. O DNA mitocondrial se mantém íntegro, pois não se recombina na reprodução sexual enquanto o DNA nuclear se dilui e se reagrupa. 

O DNA mitocondrial é transmitido às gerações seguintes pela chamada herança citoplasmática, exclusiva das mulheres, formando assim, uma matrilinhagem. Ele favorece a investigação da evolução da espécie, pois sua integridade genética é totalmente mantida, a não ser pelas mutações. Sua taxa de mutação é várias vezes mais rápida em relação ao DNA nuclear, dessa forma, se assumirmos que a taxa de mutação é relativamente constante, podemos utilizar esse número de mutações do DNA mitocondrial como um relógio biológico. O mesmo não poderia ser feito com o DNA nuclear, pois, além de ocorrerem a uma taxa menor, os polimorfismos(mutações), seriam muito mais difíceis de interpretar em decorrência do processo de recombinação gênica e do fluxo de genes mais ou menos intenso em diferentes populações, fruto de movimentos migratórios.

É por meio do estudo do polimorfismo do DNA mitocondrial que se estabelece o grau de parentesco nas populações atuais e, por consequência, a antiguidade relativa de cada ramo populacional. A busca de polimorfismos é feita com enzimas de restrição, que cortam o DNA em sequencias específicas (com quatro a seis bases). O melhor exemplo de reconstrução da evolução a partir do DNA mitocondrial foi feito em 1987 na Universidade da Califórnia. Com base no estudo do DNA mitocondrial de 147 indivíduos de várias origens geográficas, foi elaborada uma árvore filogenética que apontou apenas um ancestral comum: o DNA mitocondrial de uma mulher africana que viveu há cerca de 200 mil anos, chamada de Eva Mitocondrial pela imprensa.  A análise do material mitocondrial de populações atuais revelou que durante quase 100 mil anos o homem ficou disperso em pequenas comunidades pelo continente africano, com pouquíssimo fluxo gênico proporcionado por migrações. Esses grupos chegaram à beira da extinção em virtude de secas desastrosas. 

Muitas potenciais falhas  nessa teoria têm sido extensivamente debatidas. Os 200.000 anos estimados ao ancestral comum poderiam ser um erro significante se fosse assumido que a taxa de mutação para o DNAmt estivesse errada. O DNA mitocondrial possui uma taxa de mutação mais alta do que o DNA nuclear, porque a mitocôndria não possui o mecanismo de reparo extensivo do DNA, presente no núcleo da célula. Mesmo assim a taxa de mutação não pode estar errada por mais de um ou dois fatores.. Alguns antropólogos se incomodam com o fato das gravações fósseis da evolução do homem não se igualarem a este curto espaço de tempo sugerido pelas gravações do DNA. Mesmo assim, muita discussão e os novos dados dos últimos anos sugerem que o modelo está basicamente correto. A análise de DNAmt para o estudo da evolução em muitas espécies está sendo genericamente aceita. A tecnologia do DNA recombinante se tornou uma ferramenta aceita e altamente quantitativa para os estudos em antropologia, evolução e ecologia.