Como otros mencionaron la teoría endosimbiótica, omitiré eso en esta respuesta. En los animales, y en la mayoría de los organismos (pero no en las plantas y las levaduras), los genomas mitocondriales han perdido genes de sus ancestros bacterianos originales. Una razón es debido a la redundancia. Siendo ahora simbiótico en lugar de independiente, el anfitrión puede codificar muchos genes relacionados con el metabolismo mitocondrial que hace que la versión mitocondrial sea prescindible. Además, muchos genes mitocondriales antiguos se han translocado a genomas nucleares (lo que se conoce como numit). La replicación más rápida, especialmente cuando aún es capaz de funcionar eficientemente, proporciona una ventaja replicativa competitiva para genomas mitocondriales más pequeños. En humanos, se estima que más de 1.500 proteínas relacionadas con mitocondrias están codificadas en el genoma nuclear. Esto significa que todos esos componentes necesitan ser transportados y regulados a través de la diafonía entre el núcleo y la mitocondria. Se ha estudiado la adaptación para la interregulación / comunicación entre el núcleo y las mitocondrias, especialmente a través de líneas híbridas en las que las mitocondrias se insertan en un citoplasma que contiene ADN nuclear de una especie o individuo extraño. Estos estudios han demostrado que los genomas mitocondriales son más eficientes en antecedentes nucleares particulares.
Los genomas mitocondriales existen en una jerarquía anidada: hay numerosas moléculas de ADN mitocondrial en cada mitocondria, múltiples mitocondrias por célula y muchas células en un individuo. Esta estructura poblacional permite que las fuerzas evolutivas actúen (e interactúen) en diferentes niveles, como los niveles celular y tisular, además de la selección organismal (y deriva, etc.). Creo que la evolución del genoma mitocondrial es muy fácil de estudiar, y el análisis es bastante diferente del estudio de los genomas nucleares y requiere un enfoque no mendeliano. ¡Echa un vistazo a David Rand, ha escrito algunos excelentes trabajos sobre este tema!
