مشخصات ظاهری نوزاد، شبیه مادر است یا پدر؟

شما به‌طور ژنتیکی، در واقع ژن‌ها را بیشتر از ژن مادر خود می‌گیرید تا از پدر خود. دلیلش این است که اندامک‌های کوچکی را به‌نام میتوکندری که در سلول‌های شما زندگی می‌کنند، فقط از مادر خود دریافت می‌کنید. میتوکندری کارخانه تولید انرژی سلول هستند. بدون آنها، یک سلول قادر به تولید انرژی از مواد غذایی نیست.
میتوکندری تاریخچه جالبی دارد. از حدود 2- 1/5 میلیارد سال پیش، آنها زندگی آزاد خود را به عنوان موجودات زنده شروع کرده‌اند. جد همه میتوکندری‌ها یک باکتری است که به‌وسیله باکتری دیگر در بر گرفته شده‌ است. اما دلیل اینکه یکی از آنها دیگری را هضم نکرده، ظهور یوکاریوت‌ها است. اساسا تمام گیاهان، حیوانات و قارچ‌ها، بجز آغازیان، یوکاریوت هستند. از آنجا که از تاریخ تکامل تاکنون باکتری‌ها زندگی آزاد خود را داشته‌اند، میتوکندری ژنوم خود را حفظ کرده‌ که DNA یا mtDNA نامیده می‌شوند.
هر سلول شامل بسیاری از نسخه‌هایی از mtDNA است، مانند میتوکندری که آزادانه در داخل سلول تکثیر پیدا می‌کند.

تاثیر ژن‌های مادری
بافت‌ها به مقدار زیادی انرژی نیاز دارند، مانند بافت‌های مغزی و ماهیچه‌. این بافت‌ها سلول‌هایی دارند که با میتوکندری بسته‌بندی شد‌اند. از آنجا که همه میتوکندری شما از مادرتان دریافت شده، اصولا ژن‌هایتان بیشتر از پدر، به مادرتان وابسته است. این تقریبا در همه حیوانات، گیاهان و قارچ‌ها صدق می‌کند که میتوکندری یکی از والدین منتقل می‌شود، هر چند لزوما از مادر نیست.
چرا ما باید دو نوع مختلف از ژنوم را، یکی ژنوم هسته‌ای (nDNA) که ترکیب بخش‌هایی از ژنوم مادر و پدر است و دیگری ژنوم میتوکندری، که به‌صورت کامل از یکی از والدین به فرزند می‌رسد، به ارث ببریم؟
در میان زیست‌شناسان علت تکامل ارث تک والدی تا مدت‌های طولانی یک راز بوده، ولی یک چیز روشن بود: بهترین مورد یک دلیل خوب است.

در پستانداران میتوکندری اسپرم، پس از تولید تخم بارور شده به سادگی نابود می‌شود. در واقع این پدیده در گیاهان نیز اتفاق می‌افتد که یک میتوکندری از پدر یا مادر، پیش از لانه‌گزینی تخم بارور شده از بین می‌رود. در مورد این نظریه چند دهه اختلاف‌نظر وجود داشت که چرا میتوکندری یکی از والدین به ارث می‌رسد. نظریه این است که همانندسازی mtDNA در داخل سلول است، به طوری که به‌مرور تعداد نسخه‌هایش را افزایش می‌دهد و رونوشت‌های بیشتری وجود دارد که به احتمال زیاد، هنگام تقسیم سلولی، به سلول دختر منتقل می‌شود.
اگر همه mtDNA به‌تنهایی از یکی از والدین منتقل می‌شوند و سپس mtDNA در داخل یک سلول به‌تمام کلونی مرتبط است، از این رو به عنوان یک نسخه از ژنوم میتوکندری برای کپی‌برداری رقابت می‌کند.

رقابت ناسالم
اما تصور کنید اگر اندامک تولید شده، از هر دو والدین به فرزند برسد، چهار پدربزرگ و مادربزرگ، و به همین ترتیب تا بی‌نهایت! اگر این شیوه تولید اندامک‌ها در تغییر جمعیت ژنتیکی هر سلول اتفاق افتاد، می‌تواند در یک کلونی خبر بدی باشد که mtDNAها با یکدیگر رقابت کنند. تکرار این نسخه تولیدی mtDNA به‌نسل بعدی سلول‌ها نیز گسترش پیدا می‌کند. در نهایت، اصل و نسب اندامک، از سلول حذف می‌شود. ژنوم اندامک کوچکتر، سریع تر می‌تواند تکثیر کند. بنابراین، رقابت میان اندامک‌ها در داخل سلول‌ها برای انتخاب ژنوم کوچکتر است.

تمیز کردن ترکیب
می‌تواند ارزشمند باشد. این فرضیه در واقع بسیار ساده است که به‌سادگی، روند وراثت عجیب میتوکندری را در مدل‌های نظری توضیح می‌دهد. موش‌هایی که به‌طور تجربی ساخته شده بودند و میتوکندری را از هر دو نسل دریافت می‌کردند، فعال‌تر بودند و کمتر می‌خوردند. محققان تاکید می‌کنند که به‌نظر می‌رسد حمل میتوکندری هم از پدر و هم مادر برای شما بد است.
پس چرا پاسخ به‌این پرسش که شما بیشتر شبیه پدر یا مادر هستید، دشوار است؟ از آنجا که آرایش ژنتیکی ما تنها بخشی از معادله‌ای است که ژن‌ها بیان می‌کنند، ولی به‌ظاهر تاثیر ژن پدر بیش از ژن‌های بیان شده است، بنابراین ممکن است بیشتر شبیه پدرتان باشید، اما از نظر ژنی بیشتر به مادر خود مربوط می‌شوید. اما آیا این پاسخی ساده است؟