5. O DNA mitocondrial

A presença de DNA e de uma capacidade, ainda que limitada, de síntese protéica, tem suscitado o aparecimento de várias hipóteses sobre a possível origem evolutiva das mitocôndrias. Uma das hipóteses mais interessantes é a de que tais organelas tenham sido, originalmente, procariontes de vida livre (equivalentes às bactérias aeróbicas) eventualmente fagocitados por organismos unicelulares fermentativos, semelhantes a bactérias ou que já possuíam alguma organização membranosa interna (um protoeucarioto).

Assim, existência de uma vantagem mútua neste tipo de associação (proteção e alimento para a bactéria, e uma fonte importante de energia para a célula hospedeira) teria levado, ao longo do tempo evolutivo, ao estabelecimento de uma relação simbiótica permanente entre os dois tipos de organismos. A fixação deste tipo de associação deve ter ocorrido com a transferência de praticamente todo o genoma da bactéria simbionte para o genoma da célula hospedeira, atualmente compartimentalizado no interior do núcleo celular. De fato, existem muitas semelhanças entre mitocôndrias e alguns tipos de bactérias que são geralmente apontadas como evidências que apóiam esta hipótese.

Por exemplo, a síntese protéica na bactéria e na mitocôndria são inibidas pelo antobiótico cloranfenicol, enquanto que a síntese protéica que ocorre no citoplasma celular não é inibida por essa substância. Muitos dos genes que estão no núcleo da célula, e que codificam proteínas mitocondriais, têm muitas semelhanças moleculares com genes bacterianos.