mtDNA突变率比nDNA高10~20倍,其原因有以下几点:① mtDNA中基因排列非常紧凑,任何 mtDNA的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,缺乏组蛋白的保护;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粒子和电子传递产生的羟自由基中,极 易受氧化损伤。如:mDNA链上的脱氧鸟苷(dG)可转化成羟基脱 氧鸟苷(8-OH-dG),导致 mtDNA点突变或缺失;④ mtDNA复制频 率较高,复制时不对称。亲代H链被替换下来后,长时间处于单链状 态,直至子代L链合成,而单链DNA可自发脱氨基,导致点突变; ⑤缺乏有效的DNA损伤修复能力。过去人们认为线粒体中缺乏DNA 修复系统,近年来的研究表明,线粒体有一定的自我修复能力。 mtNA的修复机制主要有两种。一种为切除修复:核酸内切酶 先切除损伤DNA片段,然后DNA聚合酶以未损伤链为模板,复制正 确的核苷酸序列以填补形成的空缺。线粒体内存在上述过程所需的几 种酶;另一种是转移修复,通过转移酶识别突变核苷酸(如甲基化核 苷酸),并将该突变核苷酸清除。线粒体中虽然存在该修复类型所需 的某些酶,但种类较少,清除突变碱基的能力远低于nDNA,而且在 分裂旺盛的组织中有酶活性,在分裂终末组织(如脑组织)中则无酶 活性。 第三节线粒体疾病的遗传 每个细胞中有许多线粒体,每个线粒体中有若干个DNA分子 因此,由线粒体DNA突变所引起的细胞病变就不可能像核DNA突变 引起的细胞病变那么简单。缺失多发生于体细胞中,引起的疾病常为 散发,无家族史,突变 mtdNA随年龄增长在组织细胞中逐渐积累, 故诱发的疾病在一定的年龄阶段表现并进行性加重,缺失的大小、位 置与疾病的生化表现和严重程度是否相关尚无定论;发生在生殖细胞7 mtDNA 突变率比 nDNA 高 10～20 倍，其原因有以下几点：① mtDNA 中基因排列非常紧凑，任何 mtDNA 的突变都可能会影响到其 基因组内的某一重要功能区域；②mtDNA 是裸露的分子，不与组蛋 白结合，缺乏组蛋白的保护；③mtDNA 位于线粒体内膜附近，直接 暴露于呼吸链代谢产生的超氧粒子和电子传递产生的羟自由基中，极 易受氧化损伤。如：mtDNA 链上的脱氧鸟苷（dG）可转化成羟基脱 氧鸟苷（8-OH-dG），导致 mtDNA 点突变或缺失；④mtDNA 复制频 率较高，复制时不对称。亲代 H 链被替换下来后，长时间处于单链状 态，直至子代 L 链合成，而单链 DNA 可自发脱氨基，导致点突变； ⑤缺乏有效的 DNA 损伤修复能力。过去人们认为线粒体中缺乏 DNA 修复系统，近年来的研究表明，线粒体有一定的自我修复能力。 mtDNA 的修复机制主要有两种。一种为切除修复：核酸内切酶 先切除损伤 DNA 片段，然后 DNA 聚合酶以未损伤链为模板，复制正 确的核苷酸序列以填补形成的空缺。线粒体内存在上述过程所需的几 种酶；另一种是转移修复，通过转移酶识别突变核苷酸（如甲基化核 苷酸），并将该突变核苷酸清除。线粒体中虽然存在该修复类型所需 的某些酶，但种类较少，清除突变碱基的能力远低于 nDNA，而且在 分裂旺盛的组织中有酶活性，在分裂终末组织（如脑组织）中则无酶 活性。 第三节 线粒体疾病的遗传 每个细胞中有许多线粒体，每个线粒体中有若干个 DNA 分子。 因此，由线粒体 DNA 突变所引起的细胞病变就不可能像核 DNA 突变 引起的细胞病变那么简单。缺失多发生于体细胞中，引起的疾病常为 散发，无家族史，突变 mtDNA 随年龄增长在组织细胞中逐渐积累， 故诱发的疾病在一定的年龄阶段表现并进行性加重，缺失的大小、位 置与疾病的生化表现和严重程度是否相关尚无定论；发生在生殖细胞