粒線體是細胞內的「發電廠」,負責將我們攝取的營養物質(醣類、脂質和蛋白質)轉化為能量供身體使用。

它的剖面圖長這樣

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這一顆顆小發電廠坐落於我們的細胞內,隨著細胞的功能、大小及生長時期不同,其數目也有所不同,從零個到上千個都有可能。一般來說,粒線體數目越多,代表細胞的代謝活動越旺盛,例如肝細胞就擁有較多的粒腺體。

 

粒線體是媽媽給的?

追溯到生命的最初,我們全身上下的細胞都由一顆受精卵分裂並分化而來;爸爸和媽媽會各提供半套的遺傳因子,結合為完整的一套而形成了我們。在大部分的動物中,由於精子中的粒腺體主要位於鞭毛區域,而在精卵結合時只有精核會進入卵子中,因此由父系提供的粒線體數目相對較少

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接著,受精卵還會進一步「消滅」這些來自精子的粒腺體!使受精卵內的粒腺體皆為卵子提供,此即為粒腺體特有的母系遺傳現象

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這麼做的理由目前有兩項推論:

  1. 避免粒線體過度競爭:細胞內的資源有限,若粒線體過多而彼此競爭反而危害細胞。
  2. 留下最好的給後代:精子在泳動的過程中需耗費極大的能量,而可能使其中用來「發電」的粒腺體產生突變或受損,因此為了讓受精卵健康成長,只留下品質較好、來自卵子的粒腺體。


自己的
DNA

一般細胞內的DNA(遺傳物質)主要位於細胞核內,分裂時這群DNA也會複製並分配給分裂的子細胞。但粒線體也擁有自己的DNA,這些粒線體DNA和細胞分裂無關,而是用於它自己的增殖和分裂。我們對於粒線體DNA的了解目前仍不多,但最近英國的一篇研究才發現,它們的存在對於粒腺體能自行高效率的製造能量非常重要

Fairy DNA
photo credit: Stuart Caie @flickr

 

 

粒線體夏娃

既然我們的粒腺體一代代皆來自於母方,並擁有自己的DNA(且這些DNA的突變率並不大),那麼經過計算就能推得我們擁有共同的一位「粒線體母親」,科學家稱她為「粒線體夏娃(mitochondrial eve)」。

粒線體DNA存在著地區性的差異,隨著遷徙,不同大陸人類間的粒腺體差異也較大。雖過去推算這位「夏娃」約存在於15萬年前的非洲大陸,但近年來也有不少研究指出我們或許高估了粒腺體DNA的突變率,這位夏娃也許比我們推算的更”年輕”相關的研究也同時支持了人類的多地起源說(認為人類最早起源於多個地區,而非單位於非洲一地)。

off . weg
photo credit: westpark @flickr

 

雖然人類確切的起源仍是個謎,但不論對於考古學或微觀的分子生物學而言,我們想「尋根」的慾望一代代都不曾停息。

God's Creating Hand
photo credit: Lawrence OP @flickr

 

 

§ 參考資料:

科學人雜誌-如何利用粒線體DNA追尋人類起源?

夏娃,請問芳齡?

Science-News- Why do our cell’s power plants have their own DNA?

profile photo credit: National Human Genome Research Institute (NHGRI) @flickr
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