《线粒体遗传病》.pptVIP

一、线粒体DNA的突变类型 1. 碱基突变 2. 插入、缺失 3. 拷贝数目改变 一、线粒体DNA的突变类型 1. 碱基突变 2. 插入、缺失 3. 拷贝数目改变 二、常见线粒体基因病 1.线粒体病分类 2. 插入、缺失 3. 拷贝数目改变 底物转运缺陷 底物利用缺陷 三羧酸循环缺陷 电子传导缺陷 氧化磷酸化偶联缺陷 线粒体病分类 病理学背景 ATP 合成障碍 氧自由基产生增加 线粒体遗传病的特征 多系统疾病，最常受影响的是骨骼肌、脑及心肌、其他为周围神经、肾、肝、内分泌腺体等； 母系遗传； 子代不一定发病； 阈值效应。 （一）Leber遗传性视神经病 (LHON) 18种错义突变： G11778A （ND4） 、G14459A（ND6）、 G3460A（ND1）、T14484C（ND6）、 G15257A（cyt b） mtDNA11778位点G→A的突变 （二）肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病 (MERRF综合征) 肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病 (MERRF综合征) 线粒体遗传病 线粒体脑肌病合并乳酸血症及卒中样发作 (MELAS综合征) 线粒体脑肌病合并乳酸血症及卒中样发作 (MELAS综合征) 线粒体脑肌病合并乳酸血症及卒中样发作 (MELAS综合征) 线粒体遗传病 Kearns- Sayre综合征(KSS综合征) Kearns- Sayre综合征(KSS综合征) Kearns- Sayre综合征(KSS综合征) 其他线粒体遗传相关疾病 帕金森病 肿瘤 糖尿病 冠心病 氨基糖甙抗生素诱发的耳聋 衰老 其他线粒体遗传相关疾病 其他线粒体遗传相关疾病 其他线粒体遗传相关疾病 其他线粒体遗传相关疾病 其他线粒体遗传相关疾病 lihongyi@mail.sysu.edu.cn 李洪义 线粒体遗传病 李洪义 The only animal cellular organelle that contains its own DNA Hundreds to thousands of mitochondria per cell Egg cells: ~200,000, sperm cells: ~10 2-10 copies of mtDNA per mitochondrion Major Function of mitochondria electron transport chain Oxidative Phosphorylation producing energy, ATP NADH FADH2 O2 ADP H2O ATP NAD FAD Proton gradient Respiratory chain subunits encoded by two genomes: Nuclear and Mitochondria 7/43 0/4 1/11 3/13 2/13 Complex Mito/ nuclear I: NADH DH II: SDH III: cyt c red IV: COX V: ATPase 第一节 线粒体DNA的结构与遗传 （一）线粒体基因组的结构特点 （二）线粒体DNA遗传特征 长16,569bp的双链闭环分子，外环为重(H)链，内环为轻(L)链； 编码13种蛋白质、22种tRNA和2种rRNA； 无内含子、基因之间少有间隔； 无核苷酸结合蛋白，缺少组蛋白的保护； DNA损伤修复能力弱。 一、线粒体基因组的结构特征 二、mt DNA的遗传特征 mtDNA复制具半自主性 mtDNA遗传密码和通用密码不完全相同 mtDNA为母系遗传 复制分离(Replicative segregation) mtDNA的杂质性与阈值效应 mtDNA突变率极高 1. mtDNA复制具半自主性 mtDNA能相对独立地复制、转录和翻译 mtDNA的功能受核DNA的影响 2. mtDNA遗传密码和通用密码不完全相同 Met Ile AUA Stop Arg AGA Stop Arg AGG Trp Stop UGA mtDNA Universal code Codon 线粒体基因组的复制与表达 3. mtDNA为母系遗传 4. 复制分离 (replicative segregation ) 在有丝和减数分裂期间要经过复制分离; 随机分配到子代细胞。 遗传瓶颈 (genetic bottleneck) 卵细胞mtDNA数目从100,000骤减到10～100个 有丝分裂的不均等分离 vs. 随机分配 5. mtDNA的杂质性与阈值效应 同质 homoplasmy 异质 heteroplasmy