Mengapa Mitokondria memiliki DNA sendiri? Hal tersebut dikarenakan mitokondria merupakan ‘sel Prokariota’ yang bergabung bersama ‘sel Prokariota’ lain dalam suatu simbiosis hipotetik yang disebut sebagai teori Endosimbion yang juga merupakan salah satu hipotesis tentang pembentukan sel Eukariota.
Menurut teori Endosimbion, terdapat sel prokariota yang memiliki pelipatan membran ke dalam, yang selanjutnya menjadi cikal bakal dinding inti sel dan retikulum endoplasma. Sel mitokondria, dalam beberapa paper dijelaskan diduga berasal dari Proteobacteria karena memiliki membran dan matriks tersendiri, pada awalnya merupakan sel prokariota bebas yang dapat memproses oksigen.
Sel mitokondria masuk ke dalam sel prokariota yang mengalami pelipatan dinding sel, dapat sebagai parasit atau mangsa. Sel mitokondria yang dapat memproses oksigen tersebut sangat menguntungkan bagi sel prokariota untuk memperoleh energi dari oksigen yang mulai banyak di udara. Sel mitokondria diduga memperoleh keuntungan berupa perlindungan dari predasi. Simbiosis tersebut disebut sebagai Endosimbiosis.
Dalam beberapa waktu berikutnya, sel cyanobacteria yang dapat melakukan fotosintesis masuk dalam Sel Eukariota tersebut. Hasilnya merupakan sel Eukariota yang dapat memproduksi energi dari respirasi oksigen dan fotosintesis.
Secara umum, mengapa mitokondria memiliki DNA? karena mitokondria merupakan Sel Prokariot yang hidup bebas (free living organism) sebelum bergabung melakukan endosimbiosis menjadi Sel Eukariota.
MtDNA bersama-sama dengan genom inti bertanggung jawab menyandi kompleks enzim respiras yang sangat diperlukan untuk transfer elektron pada proses fosforilasi oksidasi dalam menghasilkan energi ATP, yang digunakan untuk menggerakkan mikrotubul flagela ekor sperma.
DNA Mitokondria
DNA mitokondria (Mitochondrial DNA; mtDNA atau mDNA) adalah materi genetik DNA yang berada di dalam mitokondria. Mitokondria adalah organel dalam sel eukariotik yang mengubah energi kimia dari makanan dalam bentuk yang dapat digunakan oleh sel, adenosin trifosfat (ATP). DNA mitokondria hanya sebagian kecil DNA dalam suatu sel eukariotik; sebagian besar DNA didapati pada nukleus sel, dan pada tumbuhan, juga dalam kloroplas. Berbeda dengan organel sel lainnya, mitokondria memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik di inti sel.
Mitokondria, sesuai dengan namanya, merupakan rantai DNA yang terletak di bagian sel yang bernama mitokondria. DNA mitokondria memiliki ciri-ciri yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran, jumlah gen, dan bentuk. Di antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi, yaitu sekitar 10-17 kali DNA inti.[3] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel, sedangkan DNA inti hanya berjumlah dua kopi. DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited).
Besar genom pada DNA mitokondria relatif kecil apabila dibandingkan dengan genom DNA pada nukleus. Ukuran genom DNA mitokondria pada tiap tiap organisme sangatlah bervariasi. Pada manusia ukuran DNA mitokondria adalah 16,6 kb, sedangkan pada Drosophila melanogaster kurang lebih 18,4 kb. Pada khamir, ukuran genom relatif lebih besar yaitu 84 kb.
Tidak seperti DNA nukleus yang berbentuk linear, mtDNa berbentuk lingkaran. Sebagian besar mtDNA membawa gene yang berfungsi dalam proses respirasi sel. Eksperimen yang dilakukan dengan menghilangkan mtDNA pada Saccharomyces cerevisiae menunjukan penurunan tingkat pertumbuhan yang signifikan yang ditandai dengan mengecilnya ukuran sel.