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第六章 线粒体遗传病;mtDNA的结构特征;线粒体基因组特点
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。 ;线粒体基因组构成
mtDNA分为编码区与非编码区
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。
非编码区(D loop),1122bp,H链复制起始点,H链和L链的启动子,保守序列。
;编码区为保守序列,包括37个基因:
2个基因编码线粒体核糖体的rRNA(16S、2S)
22个基因编码线粒体中的tRNA
13个基因编码与线粒体氧化磷酸(OXPHOS)有关的蛋白质。
;线粒体基因组遗传半自主性;线粒体的复制;线粒体基因的突变;;;;;;;mtDNA突变率比nDNA高10~20倍,其原因:
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
mtDNA是裸露的分子,不与组蛋白结合
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
缺乏有效的DNA损伤修复能力
;线粒体疾病的遗传 ;;三、异质性
同质性(homoplasmy):同一组织或细胞中的mtDNA分子都是一致的。
异质性(heteroplasmy):同时存在野生型和突变型mtDNA 。
同一个体不同组织、同一组织不同细胞、同一细胞甚至同一线粒体内有不同的mtDNA拷贝;
同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNA。;四、阈值效应
突变型mtDNA的表达受细胞中线粒体的异质性水平以及组织器官维持正常功能所需的最低能量影响,可产生不同的外显率和表现度。
阈值: 能引起特定组织器官功能障碍的mtDNA的最少数量。;五、不均等的有丝分裂分离
;线粒体基因突变与线粒体基因病;Leber遗传性视神经病(LHON);Leber遗传性视神经病(LHON);11778 G→A;线粒体碱基替换疾病的命名包括三部分内容:
如MTND4﹡LHON11778A;;;MERRF综合征;;KSS综合征;KSS综合征;MELAS综合征;其他与线粒体有关的病变 ;核DNA突变与线粒体基因病
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