第七章线粒体疾病的遗传 几乎每个人体细胞中都含有数以百计的线粒体,每个线粒体内膜 上富含5种具有传递电子功能的酶复合体,组成呼吸链-氧化磷酸化系 统,将代谢过程中产生的电子通过连锁反应逐步传递给氧并将质子从 线粒体基质转移到膜间腔,形成跨内膜的质子梯度,复合物Ⅴ(ATP 合酶)利用质子顺浓度回流到基质中所产生的势能,使ADP磷酸化 生成ATP,为细胞提供进行各种生命活动所需要的能量。 线粒体内还含有DNA分子,被称为人类第25号染色体,是细胞 核以外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。1981年 Anderson等人完成了人类线粒 体基因组的全部核苷酸序列的测定,1988年, Wallace等发现 Leber 视神经病的发生与线粒体DNA( mitochondrial dna, mtDNA)突变 有关。近年来,人们发现线粒体不仅在细胞的生长代谢中起重要作用, 而且mDNA突变是许多人类疾病的重要病因 第一节人类线粒体基因组 mtDNA编码线粒体中部分蛋白质和全部的tRNA、rRNA,能够 独立进行复制、转录和翻译,但所含信息量小,呼吸链-氧化磷酸化系 统的80多种蛋白质亚基中, 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( nuclear DNA,nDNA)编码,在细胞质中合成后,经特定转运方式进入线粒 体。此外, 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,因此线粒体是一种半自主细胞器,受线粒体基因组 和核基因组两套遗传系统共同控制(图7-1),nDNA与mDNA基因 突变均可导致线粒体中蛋白质合成受阻,细胞能量代谢缺陷。1 第七章 线粒体疾病的遗传 几乎每个人体细胞中都含有数以百计的线粒体，每个线粒体内膜 上富含 5 种具有传递电子功能的酶复合体，组成呼吸链-氧化磷酸化系 统，将代谢过程中产生的电子通过连锁反应逐步传递给氧并将质子从 线粒体基质转移到膜间腔，形成跨内膜的质子梯度，复合物Ⅴ（ATP 合酶）利用质子顺浓度回流到基质中所产生的势能，使 ADP 磷酸化 生成 ATP，为细胞提供进行各种生命活动所需要的能量。 线粒体内还含有 DNA 分子，被称为人类第 25 号染色体，是细胞 核以外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。1981 年 Anderson 等人完成了人类线粒 体基因组的全部核苷酸序列的测定，1988 年，Wallace 等发现 Leber 视神经病的发生与线粒体 DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）突变 有关。近年来，人们发现线粒体不仅在细胞的生长代谢中起重要作用， 而且 mtDNA 突变是许多人类疾病的重要病因。 第一节 人类线粒体基因组 mtDNA 编码线粒体中部分蛋白质和全部的 tRNA、rRNA，能够 独立进行复制、转录和翻译，但所含信息量小，呼吸链-氧化磷酸化系 统的 80 多种蛋白质亚基中，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（nuclear DNA，nDNA）编码，在细胞质中合成后，经特定转运方式进入线粒 体。此外，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，因此线粒体是一种半自主细胞器，受线粒体基因组 和核基因组两套遗传系统共同控制（图 7-1），nDNA 与 mtDNA 基因 突变均可导致线粒体中蛋白质合成受阻，细胞能量代谢缺陷