第第88章线粒体遗传章线粒体遗传病病线粒体（线粒体（mitochondrionmitochondrion））产生ATP信号转导细胞分化细胞凋亡18941894年，首次发现线粒体年，首次发现线粒体18971897年，正式命名为年，正式命名为mitochondrion(mitochondrion(线粒体线粒体))19631963年，年，NassNass在鸡胚中发现线粒体中存在在鸡胚中发现线粒体中存在DNADNASchatzSchatz分离到完整的线粒体分离到完整的线粒体DNADNA19811981年，测定人年，测定人mtDNAmtDNA的的DNADNA序列序列19881988年，年，WallaceWallace提出提出mtDNAmtDNA突变可引起人类疾病突变可引起人类疾病线粒体研究的历史线粒体研究的历史8.18.1线粒体基因组的分子结构线粒体基因组的分子结构和遗传学特征和遗传学特征8.28.2线粒体疾病线粒体疾病8.18.1线粒体基因组的分子结线粒体基因组的分子结构构和遗传学特征和遗传学特征一、线粒体基因组的分子结构一、线粒体基因组的分子结构11、线粒体的起源、线粒体的起源内共生假说：线粒体来源于被原始的前真核生物吞噬的好氧性细菌，这种细菌和前真核生物共生，在长期的共生过程中演化成了线粒体。环状结构包括37个基因：2个rRNA（12S、16S）22个tRNA13个与氧化磷酸化有关的蛋白质线粒体中的其他线粒体中的其他15001500余个蛋白是由分散在染余个蛋白是由分散在染色体中的核色体中的核DNADNA编码，这些基因编码的线编码，这些基因编码的线粒体蛋白在细胞质核糖体中合成，通过线粒粒体蛋白在细胞质核糖体中合成，通过线粒体蛋白转入系统有选择地运输到线粒体内。体蛋白转入系统有选择地运输到线粒体内。22、线粒体基因组、线粒体基因组((mtDNA)mtDNA)细胞色素b基因细胞色素氧化酶3个亚基基因NADH氧化还原酶7个亚基基因ATP酶2个亚基基因线粒体基因组编码蛋白质的基因L链：tRNAGlu、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer(UCN)、tRNAGln和tRNAProH链：tRNAPhe、tRNAVal、tRNALeu(UUR)、tRNALeu(CUN)、tRNAIle、tRNAMet、tRNASer(AGY)、tRNATrp、tRNAAsp、tRNALys、tRNAGly、tRNAArg、tRNAHis和tRNAThr线粒体基因组编码tRNA的基因12SrRNA16SrRNA线粒体基因组编码rRNA的基因控制区（controlregion），又称D环区（displacement1oopregion，D-Loop）LL链复制起始区链复制起始区线粒体基因组的非编码区D-LOOP两栖类和哺乳类mtDNA中HSP的转录起始位点位于tRNAPhe基因上游35nt处，这一段间隔区中存在一个潜在的ORF，编码一个含26个氨基酸的多肽，相应的RNA长155nt，包含起始密码子ATG和一个线粒体通用的终止密码子。潜在的开放阅读框D-LOOPAUA成为起始密码子，而不是通用的Ile密码子UGA编码Trp密码子，而不是终止密码子AGA、AGG编码终止密码子，而不是Arg密码子tRNA兼用性较强，仅用22个tRNA来识别多达48个密码子线粒体密码子系统的特性33、线粒体基因突变的类型、线粒体基因突变的类型错义突变：mRNA基因突变蛋白质生物合成基因突变：tRNA或rRNA基因突变碱基突变缺失突变：mtDNA的异常重组或在复制过程中异常滑动所致。插入突变：较少见。缺失、插入突变通常为mtDNA拷贝数大大低于正常，分为常染色体显性或隐性遗传，提示该病是由核基因缺陷所致线粒体功能障碍。拷贝数变异二、线粒体的遗传学特征二、线粒体的遗传学特征11、母系遗传、母系遗传受精卵中的mtDNA几乎全都来自于卵子，来源于精子的mtDNA对表型无明显作用，这种双亲信息的不等量传递决定了线粒体遗传病的传递方式不符合孟德尔遗传，而是表现为母系遗传。线粒体疾病遗传系谱22、线粒体、线粒体DNADNA的半自主复制的半自主复制D环复制33、线粒体、线粒体DNADNA的转录的转录人类mtDNA有三个启动子，分别是H1、H2和L。两条链均具有编码功能。两条链从D-环区的启动子处同时开始以相同速率转录。两条链各产生一巨大的多顺反子初级转录mRNA。44、线粒体、线粒体DNADNA的遗传瓶颈的遗传瓶颈卵母细胞中大约有10万个线粒体，在卵母细胞到卵细胞的发育过程中，线粒体的数目会锐减到100个以下，这个过程被称之为遗传瓶颈效应（geneticbottleneckeffect）。如果通过遗传瓶颈携带某种突变的一个线粒体...
