Com o advento das técnicas de seqüenciamento de DNA, a organização do genoma mitocondrial de vertebrados mostrou variação entre níveis taxonômicos superiores. A organização "conservada" é encontrada em mamíferos placentários, tartarugas, peixes, alguns lagartos e Xenopus. As aves, outras espécies de lagartos, crocodilianos, mamíferos marsupiais, cobras, tuatara, lampréia, uma espécie de peixe e alguns outros anfíbios apresentam ordens que diferem do que foi inicialmente considerado a "ordem gênica conservada". O mecanismo mais provável de novos rearranjos gênicos parece ser duplicação in tandem e múltiplos eventos de deleção, sempre associados com seqüências de tRNAs. Alguns novos rearranjos parecem ser típicos de grupos monofiléticos e o uso destes dados pode ser útil em questões de filogenia envolvendo níveis taxonômicos superiores. Outros aspectos como a estrutura secundária de tRNA e códons de início e de parada de transcrição de genes codificantes para proteínas podem ser úteis para comparações entre os genomas mitocondriais de vertebrados.
