线粒体与疾病.ppt

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1、线粒体与疾病1857年，瑞士解剖学家及生理学家阿尔伯特·冯·科立克在肌肉细胞中发现了颗粒状结构。1890年，德国病理学家及组织学家理查德·阿尔特曼将这些颗粒命名为“原生粒”（bioblast）。阿尔伯特·冯·科立克理查德·阿尔特曼线粒体的认识历程1897年，德国科学家卡尔·本达因这些结构时而呈线状时而呈颗粒状，所以用希腊语中“线”和“颗粒”对应的两个词-“mitos”和“chondros”-组成“mitochondrion”来为这种结构命名。1900年，美国化学家莱昂诺尔·米歇利斯开发出用具有还原性的健那绿染液为线粒体染色的方法，并推断线粒体参与某些氧化反应。线粒体的

2、认识历程1904年,FriedrichMeves第一次记录了植物中的线粒体。英国生物学家大卫·基林在1923年至1933年这十年间对线粒体内的氧化还原链的物质基础进行探索，辨别出反应中的电子载体--细胞色素。线粒体的认识历程1931年，奥托.海因里希.瓦尔伯因“发现呼吸酶的性质及作用方式”被授予诺贝尔生理学或医学奖。1937年，汉斯·阿道夫·克雷布斯发现了三羧酸循环，于1953年获诺贝尔生理学医学奖。OttoHeinrichWarburgHansAdolfKrebs线粒体的认识历程1946年，阿尔伯特•克劳德推断负责呼吸链的细胞色素氧化酶和呼吸链中的其他酶位于线粒体。

3、1967年，O‘Brien和Kalf等在大鼠肝脏细胞的线粒体中发现核糖体。1968年，Nass等通过电镜确认了线粒体DNA(mtDNA)的存在。1976年，完成酵母线粒体的遗传和物理图谱。AlbertClaude线粒体的认识历程数量:与细胞新陈代谢有关分布：线粒体一般均匀分布。但有些细胞分布有一定的规律，通常分布在功能旺盛，需能较多的部位。心肌细胞精子尾部鞭毛髓部线粒体线粒体的形态可塑性细胞器，多为粒状、杆状或线状直径为0.5～1.0m，长1.5～3.0m蝙蝠胰腺细胞线粒体的电镜图线粒体的超微结构分为5个部分：外膜膜间隙内膜嵴基质由两层单位膜围成的封闭的囊状结构线

4、粒体基因组每个细胞含2～100个线粒体，每个线粒体中含有2～10个环状DNA--mitochondrialDNA(mtDNA),位于内膜附近或基质中。25号染色体线粒体基因组的结构特征人mtDNA是一个长为16,569bp的双链闭合环状分子，外环为重链(H链)，富含G，内环为轻链(L链)，富含C。mtDNA结构紧凑，没有内含子，唯一的非编码区是D环区，长约1,000bp左右。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。线粒体基因组的结构特征人类的mtDNA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

5、是呼吸链酶复合物的亚单位。H链编码12种多肽链和14种tRNA和12srRNA和16srRNA；L链仅编码1种多肽链和8种tRNA。线粒体基因组的结构特征几种模式生物mtDNA的长度生物学名mtDNA长度（bp）芽殖酵母Saccharomycescerevisiae85779裂殖酵母Schizosaccharomycespombe19431拟南芥Arabidopsisthaliana366924水稻Oryzasativa490520秀丽隐杆线虫Caenorhabditiselegans13794黑腹果蝇Drosophilamelanogaster19517非洲爪蟾Xe

6、nopuslaevis17553小鼠Musmusculus16300林恩·马古利斯（LynnMargulis）内共生学说线粒体DNA的遗传学特点线粒体DNA能独立地复制、转录和翻译。核DNA编码了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。1.mtDNA具有半自主性。2.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。通用遗传密码和线粒体遗传密码的差异密码子线粒体DNA编码核DNA编码UGA色氨酸终止AUA甲硫氨酸异亮氨酸AGG终止精氨酸3

7、.mtDNA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。这种传递方式被称为母系遗传。4.mtDNA的突变率极高。线粒体DNA的突变率极高，约比核DNA高10-20倍。线粒体DNA排列紧凑，没有内含子，任何mtDNA的突变都可能影响其基因组的重要功能；线粒体DNA缺少组蛋白的保护；线粒体DNA容易被呼吸链生成自由基氧化损伤；线粒体中没有DNA损伤的修复系统；5.mtDNA具有阈值效应的特性同质性（homoplasmy）：在一个细胞或组织中，所有的线粒体都具有相同