1、线粒体遗传病1981年,剑桥大学的 Anderson小组测定了人的 mtDNA序列1987年, Wallac , mtDNA突变可引起疾病1898年,正式命名为 mitochondrion(线粒体 )1857年,首次发现1963年, Schatz, 分离到完整的 mtDNA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)例:紫茉莉叶色的遗传Louis with inbred cornLouis with hybrid cornMitochondrial DNA mutations can help in the production o
2、f hybrid corn!什么是线粒体遗传病 (mitochondrial diseases) 线粒体遗传病是由于mtDNA的突变所导致。有性生殖的方式决定了线粒体遗传属于 母系遗传 。(细胞质遗传)1987年首次提出线粒体病概念,目前已经发现100多种疾病与线粒体DNA突变有关。线粒体病 (mitochondriopathy)的定义l 因遗传缺陷引起线粒体代谢酶的缺陷导致 ATP 合成障碍,能量产生不足而出现的一组多系统疾病,也称为线粒体细胞病 (mitochondrial cytopathy)。 也可见散发病例。l 线粒体的主要功能体现在氧化磷酸化系统:产生能量,生成氧自由基,调节程序化
3、细胞死亡 , 即细胞凋亡 (apoptosis)。mtDNA的结构特征的结构特征线粒体是动物细胞核外唯一的含有DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)的细胞器。 其遗传特点表现为非孟德尔遗传方式,又称核外遗传线粒体基因组特点l 线粒体基因组全长 16569bp;l 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;l 重链( H链)富含鸟嘌呤,轻链( L链)富含胞嘧啶。 线粒体基因组构成mtDNA分为编码区与非编码区l 编码区: 各基因之间排列极为紧凑,部分区域出现重叠,无内含子,缺少终止密码子,仅以 U或 UA结尾。 l 非编码区控制区
4、( D loop): 1122bp, H链复制起始点, H链和 L链的启动子,保守序列。L链复制起始区编码区为保守序列,包括 37个基因:l 2个基因编码线粒体核糖体的 rRNA( 16S、 2S)l 22个基因编码线粒体中的 tRNAl 13个基因编码与线粒体氧化磷酸( OXPHOS)有关的蛋白质。 mtDNA结构结构16569 bpComplexComplexComplexATPase 8/6rRNAtRNA线粒体基因组遗传半自主性Complex Subunits Nuclear mtDNA 41 34 7 4 4 0 11 10 1 13 10 3ATPase 14 12 283 70 13半保留复制半自主性的细胞器100多种蛋白质中,只有 10种左右是线粒体自身合成的,其它蛋白质是由核基因组编码的线粒体遗传系统线粒体遗传系统 仍需依赖于仍需依赖于 细胞核遗传系统细胞核遗传系统