Por que temos somente as mitocôndrias das nossas mães?

Você consegue acordar todos os dias graças a sua mãe. E a sua avó. E a sua bisavó. E assim por diante. Não só porque elas gestaram seus antepassados, é claro; mas também porque suas mitocôndrias, as usinas de energia do corpo humano, são exclusivamente de origem materna.

Dentro das células, existem duas organelas que possuem DNA. A principal delas é o núcleo, onde fica o material genético com basicamente todas as informações que formam o indivíduo. Mas ele não é o único. As mitocôndrias também possuem material genético, ainda que em uma proporção bem menor (somente 37 genes, comparado a 20 mil do genoma).

O DNA nuclear, encontrado na forma de cromossomos, é uma combinação de informações vindas tanto da mãe quanto do pai. Mas no caso do mtDNA (DNA mitocondrial), a história é outra. As mitocôndrias possuem o DNA somente das mães, aquelas presentes no óvulo.

Isso significa que toda mulher tem o mesmo mtDNA de sua mãe, que tem o mesmo de sua avó, e assim por diante. Dessa forma, é possível voltar na linhagem até encontrar uma mulher que foi a ancestral comum de todas as pessoas vivas hoje. Essa teoria é chamada “Eva Mitocondrial”, e supõe-se que essa mulher tenha vivido há mais ou menos 200 mil anos,.

Os espermatozoides também possuem mitocôndrias. Então por que só a do óvulo vai parar no feto? No caso dos espermatozoides, as mitocôndrias ficam na peça intermediária – uma parte que fica de fora da fecundação.

O espermatozóide é dividido em três partes: a cabeça, a peça intermediária e a cauda. A cabeça é onde fica o núcleo, com o DNA nuclear, e o acrossomo, região na ponta onde ficam enzimas e pedaços do complexo de Golgi, que vão ajudar o gameta a entrar no óvulo. 

É na peça intermediária que ficam as mitocôndrias. Isso porque, para “correr” e chegar primeiro no óvulo, os espermatozóides gastam uma grande quantidade de energia para movimentar a cauda o mais rápido possível. 

E essa pode ser uma das razões pelas quais temos somente o mtDNA materno.

Nova pesquisa

Quando o espermatozóide entra no óvulo, sua cauda fica para trás, com nenhum ou poucos resquícios do mtDNA paterno após a fertilização. Um estudo publicado na Nature Genetics recentemente pode explicar o porquê.

A principal hipótese é de que a alta geração de energia das mitocôndrias presentes nos espermatozóides poderiam levar a um aumento no número de mutações do mtDNA. Além disso, o mtDNA paterno não possui uma proteína responsável por proteger esse material durante a passagem para o óvulo.

Dessa forma, ao entrar no óvulo, o mtDNA do espermatozóide é degradado por enzimas específicas presente no próprio gameta masculino. Em outras palavras, o mtDNA possui uma enzima que causa a sua própria destruição momentos antes da fertilização, visto que a sua alta produção de energia poderia levar a mutações em seu genoma.

De acordo com um dos pesquisadores do estudo, o biólogo Shoukhrat Mitalipov do Centro de Terapia Celular e Genética Embrionária da Universidade de Ciências e Saúde do Oregon, o mesmo não acontece com o óvulo.

Em 2018, um estudo publicado na PNAS revelou um caso em que foram encontrados mtDNA paternos nas células dos filhos. Apesar disso, os pesquisadores disseram que casos como esse devem ser tratados como exceção – e que apesar dos resultados serem robustos, é necessário estudos mais amplos sobre essa parte da origem da vida.

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