线粒体遗传ppt课件.ppt

《线粒体遗传ppt课件.ppt》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、第七章线粒体疾病的遗传(一)大小:为较大的细胞器,直径约0.5-1.0um(二)数目:数百至数千不等,代谢旺盛的细胞多；一般随机分布，可自由移动，需能部位比较集中。哺乳动物成熟红细胞:无精子细胞:25个肝细胞:1300个卵母细胞:30万个(三)电镜下结构:双层膜套叠而成的封闭性膜囊结构,内外膜不相连,与细胞质隔离。内膜是线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的主要部位。(四)功能：氧化磷酸化，产生ATP，储积钙离子。1894年，德国学者Altman在动物细胞中现，并称之为:bioblast(生命小体)；189

2、7年，正式命名为:mitochondrion；1963年，首次在鸡卵细胞中发现线粒体中存在DNA；同年，分离得到完整的线粒体DNA（mtDNA）；1981年发表了线粒体DNA测序结果；1987年Wallace提出mtDNA突变可能引起人类疾病；1988年首次报道线粒体突变。第一节人类线粒体基因组线粒体内含有DNA分子，是动物细胞核以外唯一含有遗传信息和表达系统的细胞器，其遗传特点表现为非孟德尔遗传方式，又称核外遗传。一、线粒体基因组的结构1981年，剑桥大学的Anderson小组测定了人mtDNA完整

3、的序列，被命名为“剑桥序列”。mtDNA是人类基因组的组成部分，被称为第25号染色体。线粒体基因组全长16569bp；不与组蛋白结合，呈裸露闭环双链状，根据其转录产物在CsCl中密度的不同分为重链和轻链；重链（H链）富含鸟嘌呤，轻链（L链）富含胞嘧啶。线粒体基因组特点：mtDNA分为编码区与非编码区编码区：保守序列，包括37个基因线粒体基因组构成：2个基因编码线粒体核糖体的rRNA（16S、12S）22个基因编码线粒体中的tRNA13个基因编码与线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）有关的蛋白质3个为构成细

4、胞色素c氧化酶（COX）复合体（复合体Ⅳ）催化活性中心的亚单位（COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ）2个为ATP合酶复合体（复合体Ⅴ）F0部分的2个亚基（A6和A8）7个为NADH-CoQ还原酶复合体（复合体Ⅰ）的亚基（ND1、ND2、ND3、ND4L、ND4、ND5和ND6）1个编码的结构蛋白质为CoQH2-细胞色素c还原酶复合体（复合体Ⅲ）中细胞色素b的亚基线粒体基因组遗传半自主性：mtDNA仅编码13种，绝大部分蛋白质亚基和其他维持线粒体结构和功能的蛋白质都依赖于核DNA（nuclearDNA，nDN

5、A）编码，在细胞质中合成后，经特定转运方式进入线粒体；mtDNA基因的表达受nDNA的制约，线粒体氧化磷酸酶化系统的组装和维护需要nDNA和mtDNA的协调，二者共同作用参与机体代谢调节。mtDNA任何区域的突变都可能导致线粒体氧化磷酸化功能的病理性改变。各基因之间排列极为紧凑，部分区域出现重叠，无启动子和内含子，缺少终止密码子，仅以U或UA结尾。控制区：（Dloop）1122bp，串联重复序列，H链复制起始点，H链和L链转录启动子，4个保守序列L链复制起始区非编码区：mtDNA突变率极高，多态现象比

6、较普遍。尤其D环区是线粒体基因组中进化速度最快的DNA序列，极少有同源性。二、线粒体基因转录特点与核基因转录比较，mtDNA的转录有以下特点：两条链均有编码功能两条链从D-环区的启动子处同时开始以相同速率转录，L链按顺时针方向转录，H链按逆时针方向转录mtDNA的基因之间无终止子，产生巨大的多顺反子结构tRNA基因通常位于mRNA基因和rRNA基因之间mtDNA的遗传密码与nDNA不完全相同碱基摆动：密码子的头两个碱基与相应tRNA上反密码子的第2个和第3个碱基互补配对，而密码子的第3个碱基（3’端）

7、与反密码子5’端碱基的识别有一定的自由度，配对专一性相对较差，被称为碱基摆动。丙氨酸（Ala）的tRNA反密码子摆动密码子反密码子核tRNA线粒体tRNAGCU、GCCGCA、GCGGGCUGCUGC三、线粒体基因组复制特点mtDNA可进行半保留复制，其H链复制的起始点（OH）与L链复制起始点（OL）相隔2/3个mtDNA。复制起始于L链的转录启动子，首先以L链为模板合成一段RNA作为H链复制的引物，在DNA聚合酶作用下，复制一条互补的H链，取代亲代H链与L链互补。被置换的亲代H链保持单链状态，这段发

8、生置换的区域称为置换环或D环，故此种DNA复制方式称D-环复制。D-环复制第二节线粒体基因的突变一、突变率比nDNA高10－20倍。其原因有以下几点：1、mtDNA中基因排列紧凑，任何突变都可能会影响到其基因组内的某一重要功能区域2、mtDNA是裸露的分子，不与组蛋白结合3、mtDNA位于线粒体内膜附近，直接暴露于呼吸链代谢产生的超氧离子和电子传递产生的羟自由基中，极易受氧化损伤mtDNA复制频率较高，复制时不对称4、缺乏有效的DNA损伤修复能力2/3发