《线粒体遗传病》PPT课件

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1、线粒体遗传病华西基础医学与法医学院法医物证教研室颜静1894年，Altmann在动物细胞中发现了线粒体，称为生物芽体（bioblast）1897年,Benda将其命名为线粒体（mitochondria）1963年，Nass在鸡胚中发现线粒体DNA同年，Schata分离到完整的线粒体DNA1981年，Anderson等公布了完整的人mtDNA序列1987年，Wallace等人证实了线粒体DNA突变和Leber病之间的关系1990’,线粒体基因组时代线粒体线粒体DNA线粒体遗传病研究历史的回顾线粒体一、

2、线粒体的形态结构线粒体的形态线粒体的结构线粒体是个敏感而形态多变的细胞器,线粒体的形态常因细胞的不同而有差异，即使在同一细胞内线粒体的形态也不尽相同。光镜下可以看到形态各异的线粒体：粒状、杆状、线状、颗粒状等。线粒体外膜：缺乏传送系统，但却有较大的通道，便于小分子物质进入外膜。内膜：各种不同的运输蛋白质可选择性地进行膜内外小分子物质的转移；电子传递链膜间腔：内外膜之间的空隙线粒体嵴：内膜向内凹陷形成嵴间腔：嵴间的空隙基质：含有脂质、蛋白质、DNA分子和核糖体线粒体电子传递链：由一系列能传递氢或电子的

3、酶或辅酶组成，它们按一定顺序排列在线粒体内膜上，组成传递氢或传递电子的体系。这个体系进行的一系列连锁反应与细胞摄取氧的呼吸过程有关，故又称为呼吸链。镶嵌在线粒体内膜中的、位置相近的、能共同完成电子传递过程中的某个生物化学反应的酶或辅酶形成了一个酶复合体。整个呼吸链由五个酶复合体构成，分别为复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。线粒体线粒体人线粒体呼吸链复合体复合体名称亚单位数复合体ⅠNADH－泛醌还原酶46复合体Ⅱ琥珀酸－泛醌还原酶4复合体Ⅲ泛醌－细胞色素C还原酶11复合体Ⅳ细胞色素氧化酶13复合体ⅤATP合成

4、酶16泛醌为脂溶性，分子较小，不与任何蛋白质结合，可在线粒体内膜的不同组分间穿梭游动，传递电子。细胞色素C的分子量也较小，是可在线粒体内膜外侧移动的递电子体.线粒体二、线粒体的功能——线粒体是生物体从营养物中获取能量的主要结构，是三大能源物质糖、脂肪和蛋白质的分解代谢中心。这些能源物质在线粒体内进行分解代谢，最后通过氧化磷酸化过程转化成生物体可利用的高能化合物ATP。能量转换线粒体DNA一、线粒体DNA的结构特征位于线粒体的基质内每个线粒体通常含有2－10个拷贝的mtDNAmtDNA为环状线粒体DN

5、A线粒体DNA是一个双链闭合环状分子，外环为重链（H链），内环为轻链（L链）。线粒体DNA长度约16，569bp。具有37个基因，分别编码13种蛋白质，22种tRNA和2种rRNA。这13种蛋白质都是呼吸链复合体的亚单位。线粒体DNA结构紧凑，没有内含子，唯一的非编码区是约1000bp的D-环区。D-环区有mtDNA轻重链转录的启动子和轻链复制的起始点。线粒体DNA二、线粒体DNA的遗传学特征1、线粒体DNA具有半自主性线粒体DNA能独立地复制、转录和翻译。（第25号染色体，M染色体）核DNA编码了

6、大量维持线粒体结构和功能的大分子复合物以及大多数氧化磷酸化酶的蛋白质亚单位，所以线粒体DNA的功能又受核DNA的影响。线粒体DNA2、线粒体基因组所用的遗传密码和通用密码不同1979年，Barrell报道了人线粒体DNA所用的遗传密码。密码子线粒体DNA编码核DNA编码UGA色氨酸终止AUA蛋氨酸异亮氨酸AGG终止精氨酸通用遗传密码和线粒体遗传密码的差异UGA不是终止信号，而是色氨酸的密码。因此，线粒体tRNAtrp可以识别UGG和UGA两个密码子。多肽内部的甲硫氨酸由AUG和AUA两个密码子编码；

7、而起始甲硫氨酸由AUG，AUA，AUU和AUC四个密码子编码。AGA，AGG不是精氨酸的密码子，而是终止密码子，因而，在线粒体密码系统中有4个终止密码子（UAA，UAG，AGA，AGG）。线粒体DNA线粒体tRNA的简并性（degeneracy）密码子前两位碱基一样，最后一位（3‘位）的碱基无论是嘌呤（A,G）或嘧啶（C,T），都编码同一种氨基酸。——mttRNA的反密码子5’摆动位上的核苷酸为U，可以与上述密码子3‘位的4种核苷酸配对，因而，一个tRNA可以识别4种密码子。密码子仅3‘位核苷酸不同

8、，由嘌呤碱基组成的密码子与由嘧啶碱基组成的密码子编码不同的氨基酸，——mttRNA反密码子上5‘位的U经过修饰，识别3'位由嘌呤碱基组成的密码子，而不再识别3'位由嘧啶碱基组成的密码子，这样，便可以防止错误翻译的发生。线粒体DNA编码的tRNA简并性较强，仅用22个tRNA来识别多达48个密码子。线粒体DNA线粒体DNA3、线粒体DNA为母系遗传人类受精卵中的线粒体绝大部分来自卵母细胞。母亲把线粒体DNA传递给所有的子女，但是只有她的女儿们将其线粒体DNA传给下一代。