《线粒体dna多态性》PPT课件

《《线粒体dna多态性》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章线粒体DNA多态性学习目的1了解mtDNA的结构与功能、线粒体基因组;2掌握mtDNA多态性、mtDNA单核苷酸多态性、mtDNA的串联重复序列多态性、mtDNA单倍群;3了解mtDNA分型命名、mtDNA分析技术（法医mtDNA分型、人类线粒体全基因组DNA分析）;4掌握mtDNA分型的特殊问题。生物的遗传DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）97.5%2.5%前言线粒体电镜照片线粒体——“能量工厂”光镜下线粒体外型多样，一般为颗粒状，电

2、镜下的主要特征是双层膜且有嵴。线粒体中分布着三羧酸循环系统和电子传递系统，是细胞氧化磷酸化反应产生ATP的场所。此外，线粒体是核外唯一含有遗传效应物质的细胞器。线粒体是真核细胞内的重要细胞器，它是细胞的能量工厂，细胞产生能量的95%来自线粒体中进行的氧化磷酸化。除了红细胞外，人类所有体细胞都含有线粒体，其中多数细胞含有数以万计的线粒体。通常把所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质，统称为细胞质基因组。把细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传。◆细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质，统称为细胞质基

3、因组(plasmon)。由于缺乏组蛋白的保护，线粒体亦缺乏DNA损伤修复系统，mtDNA的突变率较高。一、mtDNA的结构特征线粒体是细胞质中独立的细胞器，也是动物细胞核外唯一的含有DNA的细胞器。1981年，剑桥大学的Anderson小组测定了人mtDNA的完整DNA序列，称为“剑桥序列”。第一节mtDNA的结构和功能人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)。mtDNA双链闭合环状在降解检材中不易被核酸外切酶影响，在法医

4、检材中能保持mtDNA完整性。线粒体DNA惟一的细胞核外DNA，携带有编码蛋白质和RNA的基因结构：双链16569bp，其中一条为重连，一条为轻连。基因编码物各不相同。基因中不含非编码序列，多数情况下，几乎不含终止密码。转录与翻译均在线粒体中进行。DNA不与组蛋白结合部分密码子不同于核基因组密码子。特征（1）碱基结构紧凑、简洁：以最少碱基数编码尽量多的蛋白质和RNA♦基因间无间隔序列♦基因内无内含子、前导序列、带帽序列和终止信号♦相邻基因甚至有碱基的重叠（2）不存在同源基因间的重组与交换结果：mt

5、DNA所有序列变异呈单倍型特性精细胞卵细胞遗传密码与一般的通用密码不同密码子核DNAmtDNAUGA终止色氨酸AGA,AGG精氨酸终止AAA赖氨酸天冬酰胺AUA异亮氨酸蛋氨酸甲硫酰胺AUGAUA起始甲硫酰胺AUGAUGAUAAUUAUC功能：储存信息---编码参与氧化磷酸化蛋白质和RNA的基因H链：2个rRNA，14个tRNA，12个蛋白质L链：8个rRNA，1个蛋白质自身复制---单向复制:置换环复制或D-环(D-loop)复制特点：不对称的复制，H链和L链各有一个复制起点，先复制H链，H链复制

6、到达L链起始点后，L链开始复制D-环：新合成第三条H链姊妹链，序列与L链互补H链复制起点附近（520-700），高变异转录功能--两条链同时转录合成RNA--对称转录mtDNA与核常染色体DNA的比较mtDNA核常染色体DNA结构闭合、环状子，无组蛋白线状，形成核小体大小大小为16,569bp约30亿bp数目50～几千个拷贝/细胞1个拷贝/细胞编码约有1,100bp非编码区基因组大部分为非编码区遗传方式母系遗传孟德尔方式遗传重组不发生重组，单倍型遗传发生重组突变率高低全序列获得1981年,Ader

7、son序列（剑桥序列）2001年草图二、mtDNA的遗传学特征1.mtDNA为母系遗传2mtDNA高拷贝和异质性3mtDNA复制分离和瓶颈效应4.mtDNA的阈值效应5半自主的细胞器二mtDNA母系遗传线粒体基因组的遗传表现出典型的母系遗传的特点：只有女性患者可将致病基因传递给后代，而后代无论男女均可发病。精子的线粒体外膜上存在有泛素，当精子进入卵子后，受精卵以一种主动的方式降解了来自精子的线粒体及其中的DNA。高拷贝和异质性mtDNA在一个细胞中具有数百次拷贝，因此mtDNA突变比例可以在0到1

8、00%之间变化，异质性：一两个不同的mtDNA序列存在于一个个体的细胞、组织和不同的个体时。阈值效应（thresholdeffects）对于异质性的mtDNA突变，细胞可以承受正常的mtDNA减少直到一个阈值时细胞才调亡或细胞的功能受损。mtDNA突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例，只有突变型DNA达到一定数量（阈值）才足以引起细胞的功能障碍，这种现象称为阈值效应。阈值效应的一个表现就是在某些线粒体遗传病的家系中，有些个体起初并没有临床症状，但随年龄增加