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1、医医 学学 遗遗 传传 学学线粒体遗传病线粒体遗传病本章节重点本章节重点vvmtDNAmtDNA的遗传特点的遗传特点vv线粒体病的发病机制线粒体病的发病机制18941894年，首次发现年，首次发现18971897年，正式命名为年，正式命名为mitochondrionmitochondrion( (线粒体线粒体) )18941894年，首次发现年，首次发现19631963年，年，NassNass，鸡胚线粒体中存在，鸡胚线粒体中存在DNADNASchatzSchatz，分离到完整的，分离到完整的mtDNAmtDNA18971897年，正式命名为年，正式命名为mitochondrionmitocho
2、ndrion( (线粒体线粒体) )18941894年，首次发现年，首次发现19811981年，测定人年，测定人mtDNAmtDNA的的DNADNA序列序列19871987年，年，WallacWallac，mtDNAmtDNA突变可引起疾病突变可引起疾病19881988年，首次报道年，首次报道mtDNAmtDNA突变突变18971897年，正式命名为年，正式命名为mitochondrionmitochondrion( (线粒体线粒体) )18941894年，首次发现年，首次发现19631963年，年，NassNass，鸡胚线粒体中存在，鸡胚线粒体中存在DNADNASchatzSchatz，分离
3、到完整的，分离到完整的mtDNAmtDNAmtDNAmtDNA的结构特征的结构特征线粒体是细胞质中独立的细胞器，也是动线粒体是细胞质中独立的细胞器，也是动 物细胞核外唯一的含有物细胞核外唯一的含有DNA(DNA(mitochondrial mitochondrial DNADNA，mtDNAmtDNA) )的细胞器。的细胞器。19811981年，剑桥大学的年，剑桥大学的AndersonAnderson小组测定了人小组测定了人 mtDNAmtDNA的完整的完整DNADNA序列，称为序列，称为“ “剑桥序列剑桥序列” ”。mtDNAmtDNA结构结构16569 bp16569 bpComplexC
4、omplexComplexATPase 8/6rRNAtRNAmtDNAmtDNA的结构特征的结构特征由于缺乏组蛋白的保护，线粒体亦缺乏由于缺乏组蛋白的保护，线粒体亦缺乏DNADNA 损伤修复系统，损伤修复系统，mtDNAmtDNA的突变率较高。的突变率较高。线粒体是细胞质中独立的细胞器，也是动线粒体是细胞质中独立的细胞器，也是动 物细胞核外唯一的含有物细胞核外唯一的含有DNA(DNA(mitochondrial mitochondrial DNADNA，mtDNAmtDNA) )的细胞器。的细胞器。19811981年，剑桥大学的年，剑桥大学的AndersonAnderson小组测定了人小组测
5、定了人 mtDNAmtDNA的完整的完整DNADNA序列，称为序列，称为“ “剑桥序列剑桥序列” ”。mtDNAmtDNA的结构特征的结构特征vvmtDNAmtDNA具有半自主性具有半自主性ComplexSubunitsNuclearmtDNA41347 440 11101 13103 ATPase14122 837013mtDNAmtDNA的遗传特性的遗传特性vvmtDNAmtDNA的遗传密码与通用密码不同的遗传密码与通用密码不同MetIleAUAMetMetAUGStopArgAGAStopArgAGGTrpStopUGATrpTrpUGGmtDNAUniversal codeCodonv
6、vmtDNAmtDNA具有半自主性具有半自主性mtDNAmtDNA的遗传特性的遗传特性vvmtDNAmtDNA为母系遗传为母系遗传vvmtDNAmtDNA的遗传密码与通用密码不同的遗传密码与通用密码不同vvmtDNAmtDNA具有半自主性具有半自主性mtDNAmtDNA的遗传特性的遗传特性mtDNAmtDNA的母系遗传的母系遗传vvmtDNAmtDNA在在有丝分裂和减数分裂间都要有丝分裂和减数分裂间都要经过经过复制分离复制分离vvmtDNAmtDNA为母系遗传为母系遗传vvmtDNAmtDNA的遗传密码与通用密码不同的遗传密码与通用密码不同vvmtDNAmtDNA具有半自主性具有半自主性mtD
7、NAmtDNA的遗传特性的遗传特性vvmtDNAmtDNA的杂质性与阈值效应的杂质性与阈值效应vvmtDNAmtDNA的突变率和进化率极高的突变率和进化率极高vvmtDNAmtDNA的分离的分离线粒体基因突变与线粒体基因病线粒体基因突变与线粒体基因病对对mtDNAmtDNA分子病理学的研究证实分子病理学的研究证实mtDNAmtDNA突变在许多疾病中存在，包括具有突变在许多疾病中存在，包括具有母系遗传特征的疾病，中老年时发病的一母系遗传特征的疾病，中老年时发病的一些退化性疾病，甚至衰老本身。些退化性疾病，甚至衰老本身。vv线粒体线粒体DNADNA的突变类型的突变类型碱基突变碱基突变也称也称氨基酸
8、替换突变氨基酸替换突变，主要与脑脊髓，主要与脑脊髓 性及神经性疾病有关，常见有性及神经性疾病有关，常见有LeberLeber遗传遗传 性视神经病性视神经病( (LHONLHON) ) (MIM (MIM 535000)535000)和神经和神经肌病。肌病。OO错义突变错义突变线粒体基因突变与线粒体基因病线粒体基因突变与线粒体基因病LeberLeber遗传性视神经病遗传性视神经病( (LHONLHON) )LeberLeber遗传性视神经病是被证实的第一遗传性视神经病是被证实的第一种母系遗传的疾病，至今尚未发现一个男性种母系遗传的疾病，至今尚未发现一个男性 患者将此病传给后代。患者将此病传给后代
9、。11778 GAmtDNAmtDNA结构结构16569 bp16569 bpLeberLeber遗传性视神经病遗传性视神经病( (LHONLHON) )比错义突变的疾病表型更具有系统性特比错义突变的疾病表型更具有系统性特 征，且所有生物合成基因突变都为征，且所有生物合成基因突变都为tRNAtRNA突变突变，并与线粒体肌病相关。主要有，并与线粒体肌病相关。主要有MERRFMERRF综综合征合征( (癫痫伴碎红纤维病癫痫伴碎红纤维病) ) ( (MIM 545000)MIM 545000)。OO蛋白质生物合成基因突变蛋白质生物合成基因突变线粒体基因突变与线粒体基因病线粒体基因突变与线粒体基因病v
10、v线粒体线粒体DNADNA的突变类型的突变类型碱基突变碱基突变OO错义突变错义突变mtDNAmtDNA结构结构16569 bp16569 bpMERRFMERRF综合征综合征8344 bp8344 bpMTTK*MERRF 8344GMTTK*MERRF 8344GmtDNAmtDNA缺失突变引起绝大多数眼肌病，缺失突变引起绝大多数眼肌病，这种缺失导致的疾病一般无家族史。这种缺失导致的疾病一般无家族史。缺失、插入突变缺失、插入突变线粒体基因突变与线粒体基因病线粒体基因突变与线粒体基因病OO蛋白质生物合成基因突变蛋白质生物合成基因突变vv线粒体线粒体DNADNA的突变类型的突变类型碱基突变碱基突变OO错义突变错义突变mtDNAmtDNA拷贝数目突变拷贝数目突变缺失、插入突变缺失、插入突变线粒体基因突变与线粒体基因病线粒体基因突变与线粒体基因病OO蛋白质生物合成基因突变蛋白质生物合成基因突变vv线粒体线粒体DNADNA的突变类型的突变类型碱基突变碱基突变OO错义突变错义突变本章节重点本章节重点vvmtDNAmtDNA的遗传特点的遗传特点vv线粒体病的发病机制线粒体病的发病机制
