线粒体遗传病6教学ppt课件

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1、医学生物学与遗传学教研室陈绍坤luyicsk@163.com医学遗传学(MedicalGenetics)案例：刘某，32岁，男性，自诉其从母亲身上继承了一种奇怪疾病，半年前突发双眼视力障碍，视物模糊。同时下肢无力,继而不能行走。医学遗传学母系遗传——线粒体遗传病家系调查：123456781234567891011121312ⅠⅡⅢ医学遗传学第六章线粒体遗传病P58（Mitochondrialgeneticdisease）mitochondrion(线粒体)是细胞物质氧化的主要场所和能量供给中心。其存在自己的遗传系统，是

2、动物细胞核外唯一含DNA的细胞器，被称为“人类第25号染色体”。医学遗传学1963年，Nass在鸡胚中发现线粒体中存在DNASchatz分离到完整的线粒体DNA1981年，测定人mtDNA的DNA序列1987年，Wallace提出mtDNA突变可引起疾病1988年，Wallen等报道了首例由线粒体DNA(mtDNA)突变引起的人类疾病，明确了mtDNA突变可引起人类疾病。1962年，Lufe等发现一位35岁女性，肌无力，极度不能耐受疲劳，多汗、而甲状腺功能正常。经生化证实为氧化磷酸化脱偶联引起。这是人类首次认识线粒体与

3、人类疾病的发生有关。医学遗传学第一节线粒体基因组医学遗传学人mtDNA是一个长为16,569bp的双链闭合环状分子；外环含G较多，称重链(H链)，内环含C较多，称轻链(L链)。一、线粒体基因组的结构特征医学遗传学mtDNA分编码区和非编码区。人类的mtDNA编码区含37个基因，编码13条多肽链、22种tRNA和2种rRNA。13种蛋白质均是呼吸链酶复合物的亚单位。H链的基因编码12种多肽链和14种tRNA和12srRNA和16srRNA；L链的基因仅编码1种多肽链和8种tRNA。一、线粒体基因组的结构特征医学遗传学mt

4、DNA唯一的非编码区是D环区，由1122bp组成，与mtDNA的复制及转录有关。D环区包括mtDNA重链复制起始点，轻重链转录的启动子及4个高度保守序列和终止区。一、线粒体基因组的结构特征医学遗传学mtDNA结构紧凑，利用率高。除与mtDNA复制及转录有关的D环区外，无内含子；缺少非翻译区，很多基因没有完整的终止密码，仅以T或TA结尾；间隔区少，部分基因可出现重叠；两条链都有编码功能。一、线粒体基因组的结构特征医学遗传学（一）半自主性线粒体虽具有自己的遗传体系，但其功能又受到核DNA的影响。ComplexSubunit

5、sNuclearmtDNAⅠ41347Ⅱ440Ⅲ11101Ⅳ13103Ⅴ14122837013二、线粒体基因组的遗传特征医学遗传学（二）线粒体基因组的遗传密码和通用密码不同二、线粒体基因组的遗传特征密码子nDNA（通用密码）mtDNAUGA终止密码色氨酸AUA异亮氨酸甲硫氨酸AGA精氨酸终止密码AGG精氨酸终止密码nDNA与mtDNA遗传密码的部分差异线粒体tRNA兼用性也较强，仅用22个tRNA识别多达48个密码子。医学遗传学（三）mtDNA为母系遗传母系遗传（maternalinheritance）：指母亲将mtD

6、NA传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代。二、线粒体基因组的遗传特征医学遗传学机制:精卵结合时，精子提供的主要是核DNA，受精卵的胞质绝大部分来自卵子，即受精卵中的mtDNA几乎都是母亲提供的。医学遗传学线粒体遗传理论的临床运用——利用核移植技术阻断线粒体病的遗传核转移去核医学遗传学2011年3月24日英国政府人类生育和胚胎学管理局颁发了一项“特殊执照”：允许纽卡斯尔大学利用三个基因父母创造人类胚胎，目的：以医疗为目的基因修补研究。为修复人类缺陷DNA，英国政府开绿灯———使一个刚出生的婴儿竟有

7、三个父母？医学遗传学（四）同质性与异质性同质性（homoplasmy）：同一组织或细胞中的mtDNA分子都是一致的。异质性（heteroplasmy）：同一组织或细胞中有两种或两种以上mtDNA共存，一种为野生型，另一种为突变型。二、线粒体基因组的遗传特征医学遗传学（四）同质性与异质性同质性（homoplasmy）异质性（heteroplasmy）表现为：①不同的个体、组织、细胞、线粒体内有不同的mtDNA拷贝；②同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNA。不同组织异质性不同。mtDNA编码区和非编码区均可存在异质性

8、。二、线粒体基因组的遗传特征医学遗传学（五）mtDNA在有丝分裂和减数分裂期间都要经过复制分离线粒体数目从10万个锐减到少于100个的过程称为遗传瓶颈（geneticbottle-neck）。细胞分裂时，突变型和野生型mtDNA发生分离，随机地分配到子细胞中，使子细胞拥有不同比例的突变型mtDNA分子，这种随机分配导致mtDNA异