医 学 遗 传 学线粒体遗传病本章节重点
mtDNA结构和遗传特点
线粒体病的类型
1894年,首次发现
1894年,首次发现
1897年,正式命名为 mitochondrion(线粒体 )
1894年,首次发现
1897年,正式命名为 mitochondrion(线粒体 )
1963年,Nass在鸡胚中发现线粒体中存在 DNA
Schatz分离到完整的线粒体 DNA
1981年,测定人 mtDNA的 DNA序列
1987年,Wallac提出 mtDNA突变可引起疾病
1988年,首次报道 mtDNA突变
mtDNA的结构特征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 DNA(mitochondrial
DNA,mtDNA)的细胞器 。
1981年,剑桥大学的 Anderson小组测定了人
mtDNA的完整 DNA序列,称为,剑桥序列,。
人 mtDNA是一个长为 16,569 bp的 双链闭合环状分子,外环含 G较多,
称重链 (H链 ),内环含 C
较多,称轻链 (L链 )。
mtDNA的结构特征
mtDNA结构紧凑,
没有内含子,唯一的非编码区是 D环区,长约 1,000
bp左右 。
D 环区包括 mtDNA
重链复制起始点,重轻链转录的启动子 。
mtDNA的结构特征线粒体的 H链是 12种多肽链,12S rRNA,16S
rRNA和 14种 tRNA的转录模板,L链是 1种多肽链和 8种 tRNA转录的模板 。
人类的 mtDNA编码
13条多肽链,22种 tRNA
和 2种 rRNA。 13种蛋白质均是呼吸链酶复合物的亚单位 。
mtDNA的结构特征由于缺乏组蛋白的保护,线粒体亦缺乏 DNA
损伤修复系统,mtDNA的突变率较高 。
mtDNA的结构特征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 DNA(mitochondrial
DNA,mtDNA)的细胞器 。
1981年,剑桥大学的 Anderson小组测定了人
mtDNA的完整 DNA序列,称为,剑桥序列,。
mtDNA具有半自主性
Complex Subunits Nuclear mtDNA
Ⅰ 41 34 7
Ⅱ 4 4 0
Ⅲ 11 10 1
Ⅳ 13 10 3
Ⅴ 14 12 2
83 70 13
mtDNA的遗传特征
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
MetIleAUA
MetMetAUG
StopArgAGA
StopArgAGG
TrpStopUGA
TrpTrpUGG
mtDNAUniversal codeCodon
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的母系遗传
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
遗传瓶颈
复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的杂质性与阈值效应
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的复制分离
mtDNA的杂质性与阈值效应
mtDNA的突变率和进化率极高
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征线粒体基因突变与线粒体基因病对 mtDNA分子病理学的研究证实 mtDNA突变在许多疾病中存在,包括具有母系遗传特征的疾病,中老年时发病的一些退化性疾病,甚至衰老本身 。
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变也称氨基酸替换突变,主要与脑脊髓性及神经性疾病有关,常见有 Leber遗传性视神经病
(LHON) (MIM 535000)和神经肌病 。
错义突变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患者将此病传给后代 。
LHON是以德国眼科医生 Theodor Leber的名字命名的,为一种急性或亚急性发作的母系遗传病 。 男女病人比例 5:1。
11778G→A 导致编码
NADH脱氢酶亚单位 4(ND4)
中第 340位的 Arg→His,从而影响线粒体能量的产生 。
11778 G→A
Leber遗传性视神经病 (LHON)
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 tRNA突变,并与线粒体肌病相关 。 主要有 MERRF综合征 (癫痫伴碎红纤维病 ) (MIM 545000)。
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 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变
MERRF综合征
MERRF综合征是一种罕见的,杂质性的母系遗传病 。
典型为 8344 bp突变,
即 MTTK*MERRF8344G，
导致 tRNALys改变,使蛋白质合成受阻 。8344 bp
mtDNA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 。
缺失,插入突变线粒体基因突变与线粒体基因病
蛋白质生物合成基因突变
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变
mtDNA拷贝数目突变线粒体基因突变与线粒体基因病
缺失,插入突变
蛋白质生物合成基因突变
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变本章节重点
mtDNA结构和遗传特点
线粒体病的类型
mtDNA结构和遗传特点
线粒体病的类型
1894年,首次发现
1894年,首次发现
1897年,正式命名为 mitochondrion(线粒体 )
1894年,首次发现
1897年,正式命名为 mitochondrion(线粒体 )
1963年,Nass在鸡胚中发现线粒体中存在 DNA
Schatz分离到完整的线粒体 DNA
1981年,测定人 mtDNA的 DNA序列
1987年,Wallac提出 mtDNA突变可引起疾病
1988年,首次报道 mtDNA突变
mtDNA的结构特征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 DNA(mitochondrial
DNA,mtDNA)的细胞器 。
1981年,剑桥大学的 Anderson小组测定了人
mtDNA的完整 DNA序列,称为,剑桥序列,。
人 mtDNA是一个长为 16,569 bp的 双链闭合环状分子,外环含 G较多,
称重链 (H链 ),内环含 C
较多,称轻链 (L链 )。
mtDNA的结构特征
mtDNA结构紧凑,
没有内含子,唯一的非编码区是 D环区,长约 1,000
bp左右 。
D 环区包括 mtDNA
重链复制起始点,重轻链转录的启动子 。
mtDNA的结构特征线粒体的 H链是 12种多肽链,12S rRNA,16S
rRNA和 14种 tRNA的转录模板,L链是 1种多肽链和 8种 tRNA转录的模板 。
人类的 mtDNA编码
13条多肽链,22种 tRNA
和 2种 rRNA。 13种蛋白质均是呼吸链酶复合物的亚单位 。
mtDNA的结构特征由于缺乏组蛋白的保护,线粒体亦缺乏 DNA
损伤修复系统,mtDNA的突变率较高 。
mtDNA的结构特征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 DNA(mitochondrial
DNA,mtDNA)的细胞器 。
1981年,剑桥大学的 Anderson小组测定了人
mtDNA的完整 DNA序列,称为,剑桥序列,。
mtDNA具有半自主性
Complex Subunits Nuclear mtDNA
Ⅰ 41 34 7
Ⅱ 4 4 0
Ⅲ 11 10 1
Ⅳ 13 10 3
Ⅴ 14 12 2
83 70 13
mtDNA的遗传特征
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
MetIleAUA
MetMetAUG
StopArgAGA
StopArgAGG
TrpStopUGA
TrpTrpUGG
mtDNAUniversal codeCodon
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的母系遗传
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
遗传瓶颈
复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的杂质性与阈值效应
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征
mtDNA的复制分离
mtDNA的杂质性与阈值效应
mtDNA的突变率和进化率极高
mtDNA在有丝分裂和减数分裂间都要经过 复制分离
mtDNA为母系遗传
mtDNA的遗传密码与通用密码不同
mtDNA具有半自主性
mtDNA的遗传特征线粒体基因突变与线粒体基因病对 mtDNA分子病理学的研究证实 mtDNA突变在许多疾病中存在,包括具有母系遗传特征的疾病,中老年时发病的一些退化性疾病,甚至衰老本身 。
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变也称氨基酸替换突变,主要与脑脊髓性及神经性疾病有关,常见有 Leber遗传性视神经病
(LHON) (MIM 535000)和神经肌病 。
错义突变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患者将此病传给后代 。
LHON是以德国眼科医生 Theodor Leber的名字命名的,为一种急性或亚急性发作的母系遗传病 。 男女病人比例 5:1。
11778G→A 导致编码
NADH脱氢酶亚单位 4(ND4)
中第 340位的 Arg→His,从而影响线粒体能量的产生 。
11778 G→A
Leber遗传性视神经病 (LHON)
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 tRNA突变,并与线粒体肌病相关 。 主要有 MERRF综合征 (癫痫伴碎红纤维病 ) (MIM 545000)。
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 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变
MERRF综合征
MERRF综合征是一种罕见的,杂质性的母系遗传病 。
典型为 8344 bp突变,
即 MTTK*MERRF8344G，
导致 tRNALys改变,使蛋白质合成受阻 。8344 bp
mtDNA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 。
缺失,插入突变线粒体基因突变与线粒体基因病
蛋白质生物合成基因突变
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变
mtDNA拷贝数目突变线粒体基因突变与线粒体基因病
缺失,插入突变
蛋白质生物合成基因突变
线粒体 DNA的突变类型
碱基突变
错义突变本章节重点
mtDNA结构和遗传特点
线粒体病的类型
