細(xì)胞器與疾病ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-05 16:20本頁(yè)面
【正文】 乏 DNA損傷修復(fù)系統(tǒng) ， mtDNA的突變率較高 。 人 mtDNA是一個(gè)長(zhǎng)為 16,569 bp的 雙鏈閉合環(huán)狀 分子 ， 外環(huán)含 G較多 ，稱重鏈 (H鏈 )， 內(nèi)環(huán)含 C較多 ， 稱輕鏈 (L鏈 )。 mtDNA的結(jié)構(gòu)和遺傳特征 mtDNA結(jié)構(gòu)緊湊 ，沒有內(nèi)含子 ， 唯一的非編碼區(qū)是 D環(huán)區(qū) ， 長(zhǎng)約 1,000 bp左右 。 D環(huán)區(qū)包括 mtDNA重鏈復(fù)制起始點(diǎn) ， 重輕鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子 。 線粒體的 H鏈?zhǔn)?12種多肽鏈 、 12S rRNA、 16S rRNA和 14種 tRNA的轉(zhuǎn)錄模板 ， L鏈?zhǔn)?1種多肽鏈和 8種 tRNA轉(zhuǎn)錄的模板 。 人類的 mtDNA編碼13條多肽鏈 、 22種 tRNA和 2種 rRNA。 13種蛋白質(zhì)均是呼吸鏈酶復(fù)合物的亞單位 。 由于缺乏組蛋白的保護(hù) ， 線粒體亦缺乏 DNA損傷修復(fù)系統(tǒng) ， mtDNA的突變率較高 。 一 、 mtDNA的結(jié)構(gòu)特征 線粒體是細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立的細(xì)胞器 ， 也是動(dòng)物細(xì)胞核外唯一的含有 DNA的細(xì)胞器 。 1981年 ， 劍橋大學(xué)的 Anderson小組測(cè)定了人mtDNA的完整 DNA序列 ， 稱為 “ 劍橋序列 ” 。 第一節(jié) mtDNA的結(jié)構(gòu)和遺傳特征 1. mtDNA具有半自主性 mtDNA的遺傳學(xué)特性 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 mtDNA的 UGA編碼色氨酸 ， 而非終止信號(hào) 。 其tRNA的通用性較強(qiáng) ， 22個(gè) tRNA可識(shí)別 48個(gè)密碼子 。 3. mtDNA為母系遺傳 2. mtDNA的遺傳密碼與通用密碼不同 1. mtDNA具有半自主性 mtDNA的遺傳學(xué)特征 mtDNA的母系遺傳 母親將她的 mtDNA傳遞給兒子和女兒，但只有女兒能 將其 mtDNA傳遞給下一代； 人的細(xì)胞里通常有上千個(gè) mtDNA拷貝，在突變體和正 常 mtDNA共存的細(xì)胞中，子細(xì)胞出現(xiàn)三種基因型：純 合的突變體、純合的正常、突變體和正常的的雜合 。 線粒體病發(fā)病有一閾值，只有當(dāng)異常的 mtDNA超過閾 值才發(fā)病。女性攜帶者未發(fā)病，但仍可以通過 mtDNA 突變體向下代傳遞。 母系遺傳的特點(diǎn)： mtDNA的遺傳學(xué)特征 1. mtDNA具有半自主性 2. mtDNA的遺傳密碼與通用密碼不同 3. mtDNA為母系遺傳 4. mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂間都要經(jīng)過 復(fù)制分離 5. mtDNA的雜質(zhì)性與閾值效應(yīng) 6. mtDNA的突變率和進(jìn)化率極高 線粒體基因突變與線粒體基因病 對(duì) mtDNA分子病理學(xué)的研究證實(shí) mtDNA突變?cè)谠S多疾病中存在 ， 包括具有母系遺傳特征的疾病 ， 中老年時(shí)發(fā)病的一些退化性疾病 ， 甚至衰老本身 。 線粒體突變導(dǎo)致的疾病主要累及肌肉、中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)，與貧血和糖尿病等疾病也相關(guān)。 線粒體遺傳病（ mitochondrial diseases） 致病基因位于線粒體基因組上，由于受精卵的 細(xì)胞質(zhì)主要來自卵子，存在于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體也 來自卵子，所以線粒體遺傳病表現(xiàn)為母系遺傳，即 男女均可患病，但只有女性患者的子代患病，男性 患者子代正常。 線粒體 DNA的突變類型 (一 ) 堿基突變 也稱氨基酸替換突變 ， 主要與腦脊髓性及神經(jīng)性疾病有關(guān) ， 常見有 Leber遺傳性視神經(jīng)病 (LHON) (MIM 535000)和神經(jīng)肌病 。 1. 錯(cuò)義突變 比錯(cuò)義突變的疾病表型更具有系統(tǒng)性特征 ， 且所有生物合成基因突變都為 tRNA突變 ， 并與線粒體肌病相關(guān) 。 主要有 MERRF綜合征 (癲癇伴碎紅纖維病 ) (MIM 545000)。 2. 蛋白質(zhì)生物合成基因突變 線粒體 DNA的突變類型 (一 ) 堿基突變 1. 錯(cuò)義突變 mtDNA缺失突變引起絕大多數(shù)眼肌病 ， 這種缺失導(dǎo)致的疾病一般無(wú)家族史 。 線粒體 DNA的突變類型 2. 蛋白質(zhì)生物合成基因突變 (一 ) 堿基突變 1. 錯(cuò)義突變 (二 ) 缺失 、 插入突變 線粒體 DNA的突變類型 2. 蛋白質(zhì)生物合成基因突變 (一 ) 堿基突變 1. 錯(cuò)義突變 (二 ) 缺失 、 插入突變 (三 ) mtDNA拷貝數(shù)目突變： 致死性嬰兒呼吸障礙 乳酸中毒或肌肉 、 肝腎衰竭 Leber遺傳性視神經(jīng)病 (LHON) Leber遺傳性視神經(jīng)病是被證實(shí)的第一種母系遺傳的疾病 ， 至今尚未發(fā)現(xiàn)一個(gè)男性患者將此病傳給后代 。 LHON是以德國(guó)眼科醫(yī)生 Theodor Leber的名字命名的 ， 為一種急性或亞急性發(fā)作的母系遺傳病 。 男女病人比例 5:1。 11778G→A 導(dǎo)致編碼NADH脫氫酶亞單位 4(ND4)中第 340位的 Arg精 → His組 ，從而影響線粒體能量的產(chǎn)生 。 Leber遺傳性視神經(jīng)病 (LHON) 11778 G→A MERRF綜合征 MERRF綜合征是一種罕見的 、 雜質(zhì)性的母系遺傳病 。 典型為 8344 bp突變 ，即 MTTK*MERRF8344G，導(dǎo)致 tRNALys改變 ， 使蛋白質(zhì)合成受阻 。 8344 bp
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