MtDNA
mtDNA steht für mitochondriale DNA, ein ringförmiges DNA-Molekül im Inneren von Mitochondrien. Mitochondrien sind für die Energieerzeugung innerhalb von Zellen verantwortlich.mtDNA erlaubt den Mitochondrien nicht sich unabhängig von der Zelle, in der sie sich befinden, zu teilen und zu vermehren. Allerdings ist die Teilungsfrequenz der Mitochondrien nur indirekt von der der Zelle abhaengig. Auf der mtDNA befinden sich einige, wenn auch nicht alle, Gene für die Enzyme des Citrat-Zyklus (auch Zitronensäure- oder Krebs-Zyklus), sowie Gene, die für die Struktur und Reproduktion der Mitochondrien verantwortlich sind. Jedoch sind mehr als 90% der Proteine, aus denen ein Mitochondrium besteht, im Zellkern lokalisiert und werden im Cytoplasma der Zelle synthetisiert. Die fertigen Proteine werden im Anschluss an die Transkription mit Hilfe einer komplexen Translokationsmaschinerie über die beiden mitochondrialen Membranen ins Innere der Mitochondrien importiert, wo sie dann ihren Platz einnehmen können (vgl. hierzu besonders diverse Veroeffentlichungen von Pfanner et al.und Neupert et al.).
Das Vorhandensein einer eigenen DNA ist einzigartig unter den Zellorganellen der Tiere, bei den Pflanzen besitzen die Chloroplasten dieselbe Eigenschaft. Dies ist Ausgangspunkt für die Endosymbionten-Hypothese, die besagt, dass Chloroplasten und Mitochondrien ursprünglich eigenständige Organismen waren, die im Laufe der Evolution in tierische bzw. pflanzliche Vorläuferzellen inkorporiert wurden und nun bestimmte Aufgaben für diese Zellen übernehmen. Weitere Indizien hierfür sind, dass Mitochondrien in etwa die gleiche Größe wie kleine Bakterien haben, ein ringförmiges DNA-Molekül besitzen und von zwei Membranen umgeben sind. Auch ist die Proteinsynthesemaschinerie (z. B. Ribosomen) der Mitochondrien der von Prokaryoten sehr aehnlich.
mtDNA ist zu einiger Bedeutung in Genealogie und Anthropologie gekommen. Dies hat einerseits damit zu tun, dass Mitochondrien bei vielen Organismen nur maternal, d.h. nur von der Mutter, an die Nachkommen weitergegeben werden. Die Mitochondrien des Spermiums befinden sich in dessen "Hals", der nicht an der Verschmelzung teilnimmt. Zudem mutiert mtDNA mit einer sehr konstanten Rate, sodass man relativ genau sagen kann, wie nah (zeitlich gesehen) zwei Volksstämme verwandt sind, d.h. wann sich die Vorläufer dieser Stämme trennten. In der Anthropologie konnte so gezeigt werden, dass die amerikanischenische Urbevölkerung am engsten mit der Urbevölkerung Japans verwandt ist (also von einem gemeinsamen Vorläufer abstammt).
Andererseits konnte auch noch viele Jahre nach ihrem Tod nachgewiesen werden, dass eine Frau nicht die Zarentochter Anastasia war, wie sie behauptet hatte. Dazu wurde mtDNA eines Nachkommen in weiblicher Linie von ihr und eines Nachkommen der angeblichen Mutter, der Zarin, verglichen.