第6章-线粒体遗传病.ppt

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1、Chapter6线粒体遗传病Mitochondrialdisorders2021/8/21复习相关知识线粒体2021/8/221894,foundinanimalcell.发现及命名2021/8/231897,Benda---mitochondrion2021/8/24两膜两空外膜内膜基质腔膜间腔结构2021/8/25功能2021/8/26线粒体DNA(mitochondriaDNA,mtDNA)Nass鸡卵母细胞剑桥序列2021/8/27线粒体蛋白质两个来源线粒体合成：mtDNA转录13种mRNA，翻译成13种蛋白质，都是呼吸链或ATP酶复合物的亚单位。核-质系统合成：线粒体内1000多

2、种蛋白质绝大多数是核基因编码，在细胞质中的游离核糖体合成，输入到线粒体内。怎么输入的呢？2021/8/28解折叠跨膜再折叠切导肽2021/8/29线粒体遗传病由于mtDNA结构或功能异常所导致的疾病称为线粒体遗传病。线粒体病？线粒体的结构、功能发生变化导致的疾病。包括mtDNA、核DNA及线粒体本身的病变。2021/8/210OutlinemtDNA的结构特点与遗传特征mtDNA突变与人类疾病2021/8/211第一节mtDNA的结构特点与遗传特征mtDNA的结构特点mtDNA的遗传特征2021/8/212形态特点复制特点序列特点结构特点2021/8/213形态特点双链环状闭合裸露

3、2021/8/214序列特点1656937紧密D环mtDNA唯一的非编码序列2021/8/215复制特点back自我复制不同步复制D环复制2021/8/216半自主性突变率高母系遗传阈值效应复制分离遗传密码不相同遗传特征2021/8/217自主性不自主性mtDNA又称为第25号染色体，也称为M染色体，能自我复制、转录和翻译。需依赖于核DNA编码的蛋白质，如相关细胞器的结构蛋白，整个过程中所需要的酶等。半自主性2021/8/218密码子核DNAmtDNAUGA终止色氨酸AGA,AGG精氨酸终止AUA异亮氨酸甲硫氨酸AAA赖氨酸天冬酰胺CUU,CUC亮氨酸苏氨酸遗传密码不相同2021/8/21

4、9maternalinheritance：受精时精子只提供核DNA，受精卵中的线粒体全部来自卵子，即个体mtDNA来自母系。线粒体病如何遗传？母系遗传2021/8/220母系遗传2021/8/221mtDNA自主复制，不依赖于核染色体而将复制后的DNA随机分配到子细胞中去。随机不均等分离有的细胞含野生型mtDNA的线粒体比例高，有的则含高比例突变型线粒体。复制分离2021/8/222线粒体随机不均等分离2021/8/223遗传瓶颈geneticbottleneck：在细胞成熟过程中，线粒体数目锐减的现象。卵母细胞中约有10万个线粒体，成熟过程中，剩余10-100个。例如胚胎早期，线粒体再繁

5、殖达到1万或更多。有何意义？2021/8/224%界限？阈值？2021/8/225纯质性细胞(homoplasmy)：细胞中所有线粒体带有相同的野生型或突变型mtDNA。杂质性细胞(heteroplasmy)：细胞内同时含有突变型和野生型mtDNA的线粒体。阈值效应2021/8/226正常发病2021/8/227杂质性个体是否发生线粒体病细胞中突变型和野生型线粒体的比例。决定于能阈值(threshold)：影响细胞对能量需求的最小的突变型线粒体的比例。2021/8/228阈值效应thresholdeffects:突变型DNA达到一定数量(阈值)才引起细胞的功能障碍。在某些线粒体遗传病的家系

6、中，有些个体起初不发病，到一定年龄才出现临床症状。例如2021/8/229mtDNA不与组蛋白结合线粒体内缺乏DNA修复系统处于高自由基环境无内含子，直接攻击基因突变率约为核DNA的10倍以上。个体间mtDNA序列差异大，平均每1000bp有4个不同。原因后果back突变率高2021/8/230第二节mtDNA突变与人类疾病线粒体基因突变类型线粒体遗传病LHONMERRFMELASKSS2021/8/231线粒体基因突变类型碱基突变错义突变蛋白质合成基因突变AGU——丝氨酸；GGU——甘氨酸；均为tRNA突变；与线粒体肌病相关；2021/8/232缺失、插入突变缺失：多见，指mtDNA的部

7、分丧失，常引起眼肌病。插入：指多余的mtDNA以数以千计的核苷酸插入基因。2021/8/233mtDNA拷贝数目突变该种突变不常见；mtDNA拷贝数目大大低于正常；见于一些致死性婴儿疾病中。back2021/8/234Leber遗传性视神经病(MIM535000)LeberHereditaryOpticNeuropathy,LHON:为一种罕见的眼部线粒体疾病，是被证实的第一种母系遗传疾病。常见线粒体遗传病2021/8/