九线粒体遗传病.ppt

4. Reduction of mtDNA copy number mtDNA Mutation Disease 3. Insertion OR deletion mutation 2. Protein synthesis mutation——tRNA 1. Missense mutation Aging Genetic Characteristics of mtDNA mtDNA Mutation Disease Emphasis Replicative segregation: Heteroplasmy Homoplasmy 1. Semi-independent 2. Non-universality of the genetic code 3. Matrilineal inheritance 5. Threshold value 6. High mutation rate Genetic Characteristics 4. Reduction of mtDNA copy number mtDNA Mutation Disease 3. Insertion OR deletion mutation 2. Protein synthesis mutation——tRNA 1. Missense mutation 第九章 线粒体遗传病 Genetic Characteristics of mtDNA mtDNA Mutation Disease Emphasis 1894，found in animal cell 1897，mitochondrion 1894，found in animal cell 1897，mitochondrion 1963，mtDNA 1894，found in animal cell 人线粒体基因组的结构特征： 1.每个细胞含2～100个线粒体，每个线粒体中含有2～10个环状 DNA——mitochondrial DNA (mtDNA), 位于内膜附近或基质中。 2.mtDNA为双链环状结构，总长度为16 569bp，相当于5523个密码子。 3.大部分序列具有编码功能，共含有37个基因。编码2个 rRNA，22个 tRNA 和 13 个与细胞氧化磷酸化功能有关的蛋白质。 4.线粒体基因DNA分子排列非常紧凑；基因内不含插入序列，无内含子，少侧翼序列；某些区域存在基因重叠。 线粒体 DNA 的遗传学特点 Genetic Characteristics 1.mtDNA具有半自主性。能够独立地复制、转录和翻译，但其功能又受核DNA的影响。 semi-independent Complex Subunits Nuclear mtDNA Ⅰ 41 34 7 Ⅱ 4 4 0 Ⅲ 11 10 1 Ⅳ 13 10 3 Ⅴ 14 12 2 83 70 13 Genetic Characteristics 2.线粒体基因组所用的遗传密码和通用密码不同。 UGA 编码色氨酸，而非终止密码；tRNA 兼用性也较强。 Variations in the Genetic Code Codon Universal code mtDNA UGG Trp Trp UGA Stop Trp AGG Arg Stop AGA Arg Stop AUG Met Met AUA Ile Met 3.mtDNA存在于胞浆中，不以孟德尔方式遗传而表现为母系遗传。受精卵中的细胞质全部来自卵子。 4.mtDNA 在有丝分裂和减数分裂期间都经过复制分裂。 一个人的卵母细胞约10万个 mtDNA，成熟后，数目少于100个，称为遗传瓶颈。此后，经过胚胎细胞前期分裂，mtDNA会达到每个细胞大于1万个。 如果通过遗传瓶颈保留下来的一个线粒体碰巧携带一种突变基因，在随后形成的成体组织细胞会具有高比例的携带突变基因的线粒体。如果氧化磷酸化系统缺陷的线粒体数量超过野生型，将会造成组织中能量供应水平降低，影响那些高需能的组织。 5.mtDNA具有阈值效应的特性 当突变的 mtDNA 达到一定比例时，才有受损的表型出现。 当突变的 mtDNA 达到一定比例时，才有受损的表型出现。 纯质（homoplasmy): 一个细胞或组织中所有的线粒体具有相同的基因组，或者都是野生型序列，或者都是携带一个基因突变的序列。 杂质( heteroplasmy )：一个细胞或组织既含有突变型，又含有野生型线粒体基因组。 突变细胞的表型取决于突变体 mtDNA 在总mtDNA中占的比例