医学遗传学4线粒体病
线粒体遗传病
高通量筛查技术的应用
高通量筛查技术能够同时检测多个样本，提高了 筛查效率，有助于线粒体遗传病的大规模筛查和 早期诊断。
新型治疗策略探索
基因治疗
基因治疗是线粒体遗传病治疗领域的研究热点，通过向患 者体内导入正常的线粒体基因或修复突变基因，以达到治 疗疾病的目的。
线粒体遗传病
演讲人:
日期：
目录
CONTENCT
• 线粒体遗传病概述 • 线粒体结构与功能 • 线粒体肌病 • 线粒体脑肌病 • 遗传咨询与产前诊断 • 研究进展与未来方向
01
线粒体遗传病概述
定义与发病机制
定义
线粒体遗传病是指由于线粒体DNA或核DNA缺陷导致线粒体结构 和功能障碍，ATP合成不足所引起的一组遗传性疾病。
病例分享与讨论
病例分享
某患者因肌无力、肌萎缩等症状就诊， 经肌肉活检和基因检测确诊为线粒体肌 病。经过药物治疗、运动疗法和饮食疗 法等综合治疗后，患者的症状得到一定 程度的改善。
VS
病例讨论
针对该病例，医生们就线粒体肌病的诊断 、治疗及预后评估等方面进行了深入讨论 。大家一致认为，对于线粒体肌病等遗传 性疾病，应加强科普宣传，提高公众对这 类疾病的认识和重视程度，以便更好地帮 助患者及其家庭应对疾病带来的挑战。
预后评估
线粒体遗传病的预后因病情严重程度、治疗及时与否等因素而异。一般来说，早 期发现、及时治疗可改善患者的预后。同时，患者的心理状况、家庭支持等也对 预后产生重要影响。
02
线粒体结构与功能
线粒体基本结构
外膜
平滑的膜结构，主要起界限作用，含有孔蛋白可允 许某些分子通过。
线粒体遗传病
第七章 线粒体疾病的遗传
整理ppt
1
本章节重点
掌握线粒体遗传、线粒体疾病、异质性、 阈值效应等基本概念
掌握线粒体DNA结构和遗传特点 ❖ 熟悉线粒体基因组和核基因组的关系 ❖ 了解线粒体病的类型及遗传机制
整理ppt
2
1894年，首次发现 1897年，正式命名为mitochondrion(线粒体)
野生型mtDNA和突变型mtDNA
整理ppt
13
三、阈值效应
异质型细胞的表现型依赖于细胞内突变型和野 生型mtDNA的相对比例，能够引起特定组织器官功 能障碍的突变mtDNA的最少数量称阈值。
突变型mtDNA的累积可使正常组织、器官的能 量供给减少。
整理ppt
14
能量
中枢神经系统、骨骼肌、心脏、胰腺、肾脏、肝脏
无数次分裂后？
细胞逐渐成为只有野生型mtDNA的纯质细胞
整理ppt
19
突变型mtDNA具有复制优势，在分裂不旺盛的细 胞中逐渐累积。形成只有突变型mtDNA的纯质细胞
整理ppt
20
第十二章 线粒体疾病
第一节 线粒体疾病的分类
生化分类
底物转运缺陷 底物利用缺陷 Krebs循环缺陷 电子传导缺陷 氧化磷酸化偶联缺陷
电镜下的线粒体
整理ppt
5
mtDNA的结构特征
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)。
整理ppt
6
mtDNA结构紧凑， 没有启动子和内含子， 缺少终止密码子，仅以 U或UA结尾。
基因间隔区只有 87bp，占mtDNA总长度 的的0.5%。有两段非编 码区
《医学遗传学》背诵重点分章
《医学遗传学》背诵重点第一章绪论【名词解释】1、遗传性疾病（genetic disease）：简称遗传病，是指遗传物质改变（基因突变或染色体畸变）所引起的疾病。
2、先天性疾病：是指个体出生后即表现出来的疾病。
大多数是遗传病与遗传因素有关的疾病和畸形。
3、家族性疾病:是指某些表现出家族性聚集现象的疾病，即在一个家族中有多人同患一种疾病。
【简答题】遗传病的特征及分类（1）特征：①垂直遗传②基因突变或染色体畸变是遗传病发生的根本原因，也是遗传病不同于其他疾病的主要特征。
③生殖细胞或受精卵发生的遗传物质改变才能遗传，而体细胞中遗传物质的改变，并不能向后代传递。
④遗传病常有家族性聚集现象。
（2）分类：（一）单基因病：由染色体上某一等位基因发生突变所导致的疾病。
①常染色体显性遗传病②常染色体隐性遗传病③X连锁隐性遗传病④X连锁显性遗传病⑤Y连锁遗传病⑥线粒体遗传病（二）多基因病：由两对以上的等位基因和环境因素共同作用所致的疾病。
（三）染色体病：染色体数目或结构改变所致的疾病。
（四）体细胞遗传病：体细胞中遗传物质改变所致的疾病。
第二章基因【名词解释】1、基因(gene)：是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必需的一段完整的DNA序列。
2、断裂基因(split gene)：真核生物结构基因包括编码序列和非编码序列两部分，编码顺序在DNA分子中是不连续的，被非编码顺序分隔开，形成镶嵌排列的断裂形式，因此称为断裂基因。
3、基因突变(gene mutation)：是DNA分子中核苷酸序列发生改变，导致遗传密码编码信息改变，造成基因的表达产物蛋白质的氨基酸变化，从而引起表型的改变。
4、外显子(exon)：编码顺序称为外显子5、内含子(intron)：非编码顺序称为内含子6、多基因家族(mumlti gene family)：指某一共同祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。
来源相同、结构相似、功能相关。
7、假基因(pseudo gene)：基因序列与具有编码功能的类α和类β珠蛋白基因序列类似，因为不能编码蛋白质，所以称为假基因。
《医学遗传学》第九章 线粒体遗传病
第九章线粒体遗传病一、概述线粒体(mitochondria)是真核细胞的能量代谢中心。
1963年Nass首次在鸡卵母细胞中发现线粒体中存在DNA，同年Schatz分离到完整的线粒体DNA(mtDNA)。
1987年Wallace等通过对线粒体DNA突变与Leber病之间的关系的研究，提出mtDNA突变可引起人类疾病，目前已发现100余种mtDNA突变引起的疾病。
线粒体遗传病属母系遗传，是由有性生殖中受精方式决定的。
第一节线粒体遗传病的临床症状与基因突变1．线粒体遗传病的临床症状：主要是肌肉系统。
如骨骼肌病，心肌病，突发性肌阵挛，另有耳聋、失明、贫血，糖尿病和大脑供血异常(休克)等。
2．MtDNA突变与线粒体遗传病：线粒体遗传病是否出现临床症状取决于：①在胚胎发育早期突变的线粒体DNA复制与分离程度。
若有突变的mtDNA复制率降低，则造成的影响小。
②突变的mtDNA在某一特定组织中存在的数量。
组织中突变的mtDNA要达到一定量(阈值)，才可形成临床症状。
3．线粒体遗传病的传递方式：①母系遗传。
因受精卵中无精子的细胞质。
②当子代所获得的突变mtDNA达不到出现临床症状的阈值时，母系遗传特点不明显。
一、线粒体遗传病(一)MERRF综合征(MIM545000)MERRF综合征又称肌阵挛?痫和破碎红纤维病(myoclonnus epilepsy and ragged-red fibers,MERRF)。
一种线粒体脑肌病，具有多系统紊乱的症状，包括线粒体缺陷和大脑与肌肉的功能变化。
1．主要症状：肌阵挛性癫痫的短暂发作（周期性抽搐），共济失调，感觉神经性听力丧失，轻度痴呆，耳聋，脊髓神经退化，肌细胞减少引起的扩张性心肌病，肾功能异常等症状。
2．发病机理：mtDNA8344G的点突变引起，该突变使tRNAlys发生改变，减少了线粒体蛋白质的整体合成水平，而且除复合物Ⅱ以外的氧化磷酸化成分含量降低，尤其是呼吸链酶复合物Ⅰ和Ⅳ的含量降低。
【人卫版医学遗传学】线粒体遗传（可编辑）
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。
图7-1 mtDNA与nDNA的协同作用一、线粒体基因组线粒体基因组是人类基因组的重要组成部分，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。
线粒体遗传病名词解释医学遗传学
线粒体遗传病名词解释医学遗传学线粒体遗传病是由线粒体基因突变引起的一类遗传病。
线粒体是细胞内的一种器官，它担负着产生能量的重要功能，而线粒体基因的突变则会影响到线粒体的功能，从而导致一系列疾病。
线粒体遗传病具有母系遗传特点，即由母亲传递给下一代。
因为精子中的线粒体只有很少的个数，而卵细胞中含有丰富且重要的线粒体，因此线粒体病毒的传递主要与母亲有关。
线粒体病比较罕见，但影响严重且无法治愈，导致心脏病、肌肉病、失明等严重疾病。
目前已有一些研究表明，将健康的线粒体基因插入到患者的生殖细胞中，可避免线粒体病的遗传。
在临床实践中，一些病人可以通过饮食、运动等生活方式干预，降低线粒体病复发风险，或通过药物治疗，缓解疾病进展。
此外，科学家正在寻求新的治疗方法，包括基因编辑等技术，为线粒体病研究开拓了新的方向。
川北医学院成教本科医学遗传学自习题及答案
《医学遗传学》自学习题一、名词解释1.医学遗传学：是应用遗传学的理论和方法研究人类遗传性疾病和人类疾病发生的遗传学问题的一门综合性学科。
2.两性畸形：两性畸形是在胚胎发育期间分化异常所致的性别畸形，一般根据性染色体、梁色质、性腺及外生殖器的不一致，可分型为男性假两性畸形、女性假两性畸形和真两性畸形。
3.嵌合体：体内同时存在两种或两种以上不同核型细胞系的个体4.先证者：指某个家族中第一个被医生或遗传研究者发现罹患某种遗传病的患者或具有某种性状的成员。
5.携带者：凡有一个致病基因而未发病的杂合子。
6.分子病：是由遗传基因突变或获得性基因突变是蛋白质的分子结构或合成的量异常直接引起机体功能障碍的一类疾病7.先天性代谢缺陷病：指由于基因突变导致酶蛋白缺失或酶活性异常所引起的遗传性代谢紊乱，又称遗传性酶病8.癌家族：指恶性肿瘤特别是腺Ca发病率高的家族,主要发生1~2种Ca,发病年龄早,男女发病机会均等,垂直传递,AD遗传9.癌基因：是一类影响正常细胞生长和发育的基因。
又称转化基因，它们一旦活化便能促使人或动物的正常细胞发生癌变10.家族性癌：指一个家族中多个成员均患有的某种恶性肿瘤11.干系：在某种肿瘤内，某种生长占优势或细胞百分数占多数的细胞系12.产前诊断：采用羊膜穿刺术或绒毛取样等技术，对羊水、羊水细胞和绒毛进行遗传学检验，对胎儿的染色体、基因进行分析诊断，是预防遗传病患儿出生的有效手段13.遗传咨询：为患者或其家属提供与疾病相关的知识或信息的服务。
14.优生学：是研究使用遗传学的原理和方法以改善人类遗传素质的科学二、填空题1.按研究的技术层次将医学遗传学涉及到的相关学科分为细胞遗传学、生化遗传学和分子遗传学三大类。
2.临床遗传学指研究临床各种遗传病的诊断、预防、治疗的学科，它是医学遗传学的核心内容。
3.研究人类正常性状和病理性状的遗传学基础及其应用的科学称为人类遗传学。
4.经调查，十二指肠溃疡在单卵双生中的同病率为50%，在双卵双生中的同病率为14%，由此可知该病的发生主要由遗传（因素）控制。
线粒体与疾病
➢线粒体DNA排列紧凑，没有内含子，任何mtDNA旳 突变都可能影响其基因组旳主要功能； ➢线粒体DNA缺乏组蛋白旳保护； ➢线粒体DNA轻易被呼吸链生成自由基氧化损伤； ➢线粒体中没有DNA损伤旳修复系统；
5. mtDNA具有阈值效应旳特征
同质性（homoplasmy） ：在一种细胞或组织中，全部 旳线粒体都具有相同旳基因组，或者全都是野生型序列，或 者都是携带有一样一种基因突变旳序列。
mtDNA长度（bp）
85779 19431 366924 490520 13794 19517 17553 16300
内共生学说
林恩·马古利斯（Lynn Margulis）
线粒体DNA旳遗传学特点
1. mtDNA具有半自主性。
❖线粒体DNA能独立地复制、转
录和翻译。
❖核DNA编码了大量维持线粒体
6.线粒体DNA在有丝分裂和减数分裂期间都要 经过复制分离
线 粒 体 遗 传 病
肌阵挛性癫痫和破碎红纤维病
（二）、遗传学基础
绝大部分病例是一种tRNA基因发生点突变的结果：
MTTK*MERRF8344G
MT表示线粒体基因突变， T代表转运RNA， K表示赖氨酸， 8344G表示该基因8344碱基位置的鸟嘌呤变异
肌阵挛性癫痫和破碎红纤维病
发生在转运RNA基因的这种突变影响了整个线
线 粒 体
电子传递链：由一系列能传递氢或电子的酶或辅酶组成， 它们按一定顺序排列在线粒体内膜上，组成传递氢或传递 电子的体系。这个体系进行的一系列连锁反应与细胞摄取 氧的呼吸过程有关，故又称为呼吸链。
线 粒 体
人线粒体呼吸链复合体
复合体 名称 亚单位数
复合体Ⅰ
复合体Ⅱ 复合体Ⅲ
NADH－泛醌还原酶
核基因突变引起电子传递链缺陷
引起电子传递链缺陷的
核基因突变主要发生在复
合体Ⅰ和复合体Ⅱ，通常 引起儿童期严重的神经系 统疾病。 如： NDUFS4基因突变
线粒体蛋白输入缺陷
丙酮酸脱羧酶：参 与构成丙酮酸脱氢 酶复合体，是由两 个α亚单位和两个β 亚单位组成的四聚 体。 丙酮酸脱羧酶前体 •成熟形式的蛋白质
线 粒 体 遗 传 病
华西基础医学与法医学院
法医物证教研室 颜 静
重要事件
1894年，Altmann在动物细胞中发现了线粒体， 线 称为生物芽体（bioblast） 粒 体 1897年,Benda将其命名为线粒体 （mitochondria） 线
1963年，Nass在鸡胚中发现线粒体DNA
线粒体DNA的突变率极高，约比核DNA高10 －20倍。
线粒体DNA缺少组蛋白的保护； 线粒体中没有DNA损伤的修复系统； 细胞中的线粒体DNA拷贝数多，且每个线粒体 基因组中的任何碱基都可能发生突变。
医学遗传学 第六章 线粒体遗传病 知识点
医学遗传学第六章线粒体遗传病线粒体基因组的结构特征：不与组蛋白结合，呈裸露闭环双链状。
分为重链H链和轻链L 链。
重链富含鸟嘌呤G。
轻链富含胞嘧啶C。
编码区：线粒体基因排列紧密，部分会重叠。
没有启动子和内含子。
有的基因没有完整的三连体终止密码。
基因间隔区短，只有87bp。
两条链都有编码功能。
非编码区（D环区/控制区）：与线粒体复制及转录有关。
包括H链复制的起始点。
H、L链转录的启动子。
四个高度保守序列（可通过此结构判定物种）。
两个高变区。
编码区的保守序列包含37个基因：2个rRNA基因，22个tRNA基因以及是13个氧化磷酸化有关的蛋白质编码基因。
线粒体基因组的遗传特征：半自主性遗传密码和通用密码不同母系遗传：母亲将mtDNA传递给她的所有子女，但只有她的女儿们能将其mtDNA传递给下一代。
mtDNA的突变率极高：原因是--mtDNA的特殊结构（缺乏酪蛋白和其他DNA组结合蛋白的保护。
无DNA损伤的修复系统，没有内含子。
独特的复制方式和复制错配。
mtDNA处于高度氧化的环境。
（ROS和自由基导致氧化损伤或诱导突变。
）同质性与异质性：同质性：一个组织或细胞中所有的线粒体具有相同的基因组，全部为野生型或全部为突变型mtDNA。
异质性：一个细胞或组织具有突变型，也有野生型mtDNA，基金组不同。
异质性的发生率：中枢神经系统＞肌肉组织＞血液。
成人大于儿童。
阀值效应：突变的mtDNA达到一定的比例，超过阀值时能引起某些器官或组织功能异常，导致能量产生急剧下降。
对ATP依赖程度：中枢神经系统＞骨骼肌＞心脏＞胰腺＞肾脏＞肝脏。
遗传瓶颈与复制分离：遗传瓶颈：卵母细胞中的线粒体数目从10万个锐减到少于100个的过程。
复制分离：细胞分裂时进行随机分配，导致mtDNA异质性变化的过程。
线粒体基因组突变类型：点突变：2/3的点突变发生在与线粒体内蛋白质翻译有关的tRNA和rRNA基因上，这些突变会导致tRNA和rRNA的结构异常，从而影响mtDNA编码的多肽链的翻译过程。
医学遗传学名词解释(线粒体遗传病)
医学遗传学名词解释(线粒体遗传病)1、线粒体病(mitochondrial disease) 广义的线粒体病指以线粒体功能异常为病因学核心的一大类疾病，包括线粒体基因组、核基因组缺陷以及二者之间的通讯缺陷。
狭义的线粒体病仅指线粒体DNA突变所致的线粒体功能异常，为通常所指的线粒体病。
线粒体DNA为呼吸链的部分肽链及线粒体蛋白质合成系统rRNA和t RNA编码，这些线粒体基因突变所导致的疾病也称为线粒体遗传病。
2、异质性（heterogeneity）由于mtDNA发生突变，导致一个细胞内同时存在野生型mtDNA和突变型mtDNA 。
3、阈值效应（threshold effect）在特定组织中，突变型mtDNA积累到一定程度，超过阈值时，能量的产生就会急剧地降到正常的细胞、组织和器官的功能最低需求量以下，引起某些器官或组织功能异常。
4、D—loop O环区，又称非编码区或控制区，与mtDNA的复制及转录有关，包含H链复制的起始点(OH)H链和L链转录的启动子(PH1、PH2、PL )以及4个保守序列。
5、母系遗传（maternal inheritance ）即母亲将mtDNA传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给后子代。
6、同质性（homogeneity）同一组织或细胞中的mtDNA分子都是相同的，称为同质性。
7、复制分离（explicative segregation)细胞分裂时，突变型和野生型mtDNA发生分离，随机地分配到子细胞中，使子细胞拥有不同比例的突变型mtDNA分子，这种随机分配导致mtDNA异质性变化的过程称为复制分离。
8、遗传瓶颈（genetic bottleneck）异质性在亲子代之间的传递非常复杂，人类的每个卵细胞中大约有10万个mtDNA，但只有随机的一小部分(2~200个)可以进入成熟的卵细胞传给子代，这种卵细胞形成期mtDNA数量剧减的过程称“遗传瓶颈”。
医学遗传学精品课件第十四章线粒体遗传病
公认的致病性最强的三种原发性突变 11778G→A 90. 9% 3460G→A 1. 8% 14484T→C 7. 3%
其 它 致 病 基 因 位 点 突 变
Leber遗传性视神经病家系
患者多在18~20岁发病，男性较多见，个体细胞中突变 mtDNA超过96％时发病，少于80％时男性病人症状不明显
CPEO患者眼外肌 慢性进行性瘫痪
mtDNA结构 16569 bp
第13460位
第8648位
网络资源
思考题
一、名词解释： 1．mtDNA 2．异质性 3．阈值效应 4. 遗传 瓶颈 5．线粒体病 6．LHON 7.Maternal inheritance 二. 线粒体DNA的结构特点。
mtDNA突变引起的疾病
中枢神经系统和骨骼肌对能量的依赖性最强， 故临床症状以中枢神经系统和骨骼肌病变为特征. 线粒体脑病: 病变以中枢神经系统为主； 线粒体肌病: 病变以骨骼肌为主； 线粒体脑肌病: 病变同时侵犯中枢神经系统和骨 骼肌。
（一）Leber遗传性视神经病（OMIM # 535000）
体结构或功能异常为主要病因的一大类疾病。 特点：
多数由于线粒体DNA改变而引起。 具有母系遗传的特点。 多为神经、肌肉系统疾病。
线粒体病涉及组织
病因：mtDNA发生突变（片段缺失或点突变）
无法编码M在氧化代谢过程中必须的酶/载体
糖原/脂肪酸（底物）不能进入M或不能被充分利用
ATP产生不足
细胞功能减退甚至坏死
命名为bioblast
1897年，Benda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，剑桥大学Anderson小组测定人mtDNA
线粒体疾病
MM(破碎的肌红纤维和形态异常的线粒体) 伴有失控的阵挛性癫痫(周期性抽搐)。 患者的母系亲属常表现一些症状如脑电图异常， 感觉神经听力丧失，痴呆，呼吸异常，扩张性
心肌病和肾功能障碍等症状。
MERRF
患 者
遗传学
母系遗传性
80％ ～90%MERRF患者 mtDNA的 tRNA 基因的第 8344 位
第一节 疾病过程中的线粒体变化
中毒、感染→→线粒体亦可发生肿胀甚至破裂。 原发性肝癌细胞癌变→→线粒体嵴的数目逐渐下降而 最终成为液泡状线粒体； 缺血性损伤→→线粒体也会出现结构变异如凝集、肿 胀等； 坏血病→→组织中有时也可见二到三个线粒体融合成 一个大的线粒体的现象，称为线粒体球； 氰化物、CO等→→可阻断呼吸链上的电子传递，造成 生物氧化中断、细胞死亡。
存在A→G突变，小部分患者在同一基因的 8356位存
在T→C突变。
主要影响线粒体呼吸链的酶复合物Ⅰ和Ⅳ，该突变
使tRNALys的TψC Loop区发生改变，蛋白质合成受阻。
三、线粒体肌病脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作
综合征 (MELAS)
临床症状
MELAS的常见症状为突发呕吐、乳酸中毒、肌肉组
六、线粒体心肌病
临床症状
主要累及心脏和骨骼肌，病人常有严重的心力衰竭，常见
临床表现为劳力性呼吸困难、心动过速、全身肌无力全身
严重水肿、心脏和肝脏增大等症状。
遗传学 Ozawa等1990年报道原发型、 肥厚型和扩张型心肌病病人 心肌mtDNA中存在有7.5kb的缺失，缺失部位两侧为同向重 复序列CATCAACAACCG，缺失位于ATP合成酶6基因和D环区 之间。
医学遗传学填空题
1．由于染色体数目或结构异常(畸变)所导致的疾病，称为。
2．多基因病是指由两对或两对以上基因和共同作用所导致的疾病。
3．先天性疾病是指的疾病。
分为和两种类型。
4．由于线粒体基因突变导致的疾病称为。
这类病通过传递。
5．双生可分为和两类。
6．具有家族聚集现象的疾病，即在一个家庭中不止一个成员罹患同一种疾病称为。
7．单基因病包括以下几类：、、、和。
8．体细胞中遗传物质的突变导致的疾病称为。
9．家族性疾病的发生有因素和因素两种。
10．生殖细胞或受精卵的遗传物质发生改变所引起的疾病，称为。
具有传递的特征。
1.染色体病2.环境因素3.出生时即发病遗传非遗传4.线粒体病母系5.单卵双生双卵双生6.家族性疾病7.常染色体显性遗传常染色体隐性遗传X连锁显性遗传X连锁隐性遗传Y连锁遗传病8.体细胞遗传病9.遗传非遗传10.遗传病垂直1．人的细胞分裂中期染色体在光镜下可见每个染色体均由两条组成，彼此互称为。
*2．染色体核型分为7组，其中有随体结构的是和两组染色体。
3．X染色体和组染色体的形态不易区分。
*4．染色体的基本结构单位是。
5．染色体分区的界标是、和。
6．三倍体的每个细胞中含个染色体组。
7．由核小体形成的串珠状纤维是染色质的级结构。
8．一个正常人体细胞中应有对染色体，其中为男女所共有，称为；另一对因男女性别而异，称为。
*9．根据染色体位置的不同，可将人类染色体分为、和三类。
10．正常女性个体在间期细胞核的核膜内缘，可见一个被碱性染料浓染的染色质，称为。
*11．减数分裂过程结束，一个初级精母细胞形成精细胞；一个初级卵母细胞形成。
*12．正常雌性哺乳动物的体细胞中，只有一条X染色体，另一条X染色体是，呈异固缩状态，称现象。
13．人类初级卵母细胞减数分裂前期I偶线期可见进行联会，联会后可出现个二价体。
14．减数分裂前期I可分为五个时期，分别为、、、和。
1.染色单体姐妹染色单体2.D G3.C4.核小体5.染色体短臂和长臂末端着丝粒染色体两臂上某些显著的带6.37.一8.23 22 常染色体性染色体9.着丝粒中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体近端着丝粒染色体10.X小体(或X染色质) 11.四一个卵细胞和三个极体12.具有活性失活的Lyon 13.同源染色体23 14.细线期偶线期粗线期双线期终变期1．多倍体的发生机理包括、和。
医学遗传学习题附答案线粒体遗传病
第六章线粒体遗传病（一）选择题（A型选择题）1．下面关于线粒体的正确描述是。
A.含有遗传信息和转译系统B.线粒体基因突变与人类疾病基本无关C.是一种完全独立自主的细胞器D.只有极少量DNA，作用很少E.线粒体中所需蛋白质均来自细胞质2.关于线粒体遗传的叙述，不正确的是 _______________________________________ 。
A.线粒体遗传同样是由DNA控制的遗传B.线粒体遗传的子代性状受母亲影响C.线粒体遗传是细胞质遗传D.线粒体遗传同样遵循基因的分离规律E.线粒体遗传的表现度与突变型mtDNA的数量有关。
3.以下符合mtDNA结构特点的是。
A.全长61569bpB.与组蛋白结合C.呈闭环双链状D.重链（H链）富含胞嘌呤E.轻链（L链）富含鸟嘧啶4.人类mtDNA的结构特点是。
A.全长16.6kb,不与组蛋白结合，为裸露闭环单链B.全长61.6kb,不与组蛋白结合，分为重链和轻链C.全长16.6kb,与组蛋白结合，为闭环双链D.全长61.6kb,不与组蛋白结合，为裸露闭环单链E.全长16.6kb,不与组蛋白结合，为裸露闭环双链5.下面关于mtDNA的描述中，不正确的是。
A.mtDNA的表达与核DNA无关B.mtDNA是双链环状DNAC.mtDNA转录方式类似于原核细胞D.mtDNA有重链和轻链之分E.mtDNA的两条链都有编码功能6．线粒体遗传属于 ____A.多基因遗传C.隐性遗传D.非孟德尔遗传E.体细胞遗传 7 .线粒体中的tRNA 兼用性较强，tRNA 数量为。
A.48 个B.32 个C.64 个D.61 个E.22 个8 . mtDNA 编码线粒体中。
A.全部呼吸链-氧化磷酸化系统的蛋白质B.约10%的蛋白质C.大部分蛋白质D.线粒体基质中的全部蛋白质E.线粒体膜上的全部蛋白质9 .目前已发现与mtDNA 有关的人类疾病种类约为。
A. 100余种B. 10多种C. 60多种D.几十种E.种类很多10 . UGA 在细胞核中为终止密码，而在线粒体编码的氨基酸是。
医学遗传学课件-线粒体病
除了典型的線粒體病以外，目前還發現 越來越多的疾病與線粒體功能障礙有關， 如2型糖尿病、腫瘤、帕金森病及衰老等。
mtDNA堿基替換疾病的命名
MTND4*LHON11778A 第一部分 MT：線粒體基因突變；ND4：
一、編碼線粒體蛋白的核基因缺陷
1.丙酮酸脫氫酶複合體缺乏症
X連鎖隱性遺傳病 患者主要臨床症狀：乳酸性酸中毒、眼部
異常和中樞神經系統退行性病變。 由定位於Xp22.12的PDHA1 基因突變引
起。
2.Mohr-Tranebjaerg 綜合征 又稱為肌張力障礙-耳聾綜合征
X連鎖隱性遺傳病 臨床特徵：兒童期起病的漸進性耳聾、肌
視神經細胞提供的能量不能長期維持視神
經的完整結構，導致神經細胞退行性變、 死亡。
利用LHON患者的特異性mtDNA突變，可 進行該病的基因診斷。
例如，mtDNA第11778位G→A是LHON患 者最常見的突變類型，該突變可導致原有 的限制性內切酶sfaNⅠ的切點消失，正常 人mtDNA經sfaNⅠ酶切後產生915bp、 679bp兩個片段，而LHON患者mtDNA經酶 切後只產生1590bp片段。
（三）糖尿病
母系遺傳的糖尿病伴耳聾（diabetes and deafness，maternally inherited，MIDD）：發病 與mtDNA點突變或缺失相關。
患者表現為成年後的糖尿病發病及神經性聽力損 傷，部分患者可能出現視網膜色素沉著、眼瞼下 垂、心肌病、肌病、腦病等。
由MTTL1 基因的A3243G突變 （最常見）、 MTTE 基因的T14709C突變、MTTK 基因的 A8396G等突變導致。
医学遗传学知识点2024
1、医学遗传学是应用遗传学的理论和方法研究人类遗传性疾病和人类疾病发生的遗传学问题的一门综合性学科。
2、遗传病是指遗传物质改变（基因突变或染色体畸变）所引起的疾病。
3、遗传病的类型：①单基因病；②多基因病（冠心病、高血压、生理性近视、消化性溃疡、精神分裂症、自闭症）；③染色体病（唐氏综合征、猫叫综合征）；④体细胞遗传病（肺癌、恶性肿瘤）；（⑤线粒体遗传病：帕金森综合征）4、基因是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必须的一段完整的DNA序列。
5、编码序列在DNA分子中是不连续的，被非编码序列分隔开，形成镶嵌排列的断裂形式，称为割裂基因。
6、割裂基因中内含子和外显子的关系不是完全固定不变的。
7、割裂基因结构中外显子-内含子的高度保守的接头形式叫做GT-AG法则。
8、侧翼序列是在第一个外显子和最末一个外显子外侧的一段非编码区，由前导区、尾部区和调控区组成。
均属于顺式作用元件。
9、启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列，位于基因转录起点上游的100bp 范围内。
TATA框或Hogness框：位于转录起始点上游-19~-27bp处，是高度保守的一段序列，与转录因子TF2结合，准确地识别转录的起始位置。
CAAT框：位于转录起始点上游-70~-80bp，也是一段保守序列，与转录因子CTF，其C端有激活转录的功能。
GC框：位于CAAT框两侧，顺序为GGCGGG，与转录因子SP1结合，N端有激活转录的作用。
10、增强子指能增强启动子转录活性的一段DNA序列。
作用特点：①通过启动子增强转录，明显提高转录效率；②具有远距离效应；③无明显方向性；④具有组织特异性。
增强子在任意位置有效。
11、终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA保守序列。
大多真核生物为AATAAA，加上一段富含CG的回文序列。
12、DNA分子中发生单个碱基的改变，称为点突变。
一种嘌呤替换另一种嘌呤，或者一种嘌呤，或者一种嘧啶替换另一种嘧啶，叫做转换。
线粒体病诊断标准
线粒体病的诊断标准主要包括以下三个方面：
1. 临床特征：出现不明原因的多系统病变，且临床表现复杂，如骨骼肌极度不能耐受疲劳、轻度活动即感疲乏、常伴肌肉酸痛及压痛、肌萎缩少见等。
2. 实验室检查：血清乳酸水平升高，电镜检查发现线粒体膜，呼吸链酶复合体活性测定异常以及基因检测发现线粒体DNA或和核基因突变。
3. 影像学检查：不同类型的线粒体病诊断依据不同，主要也是依据肌肉活检、基因检测等进行明确。
以上信息仅供参考，具体诊断标准可能因疾病类型、患者状况和医生经验等因素而有所差异。
如果有关于线粒体病或其他任何健康问题的疑问，请及时咨询专业医生或医疗机构进行进一步的诊断和治疗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例4
Kearns- Sayre综合征(KSS综合征)
5、线粒体糖尿病
临床表现为糖尿病及耳聋家系。一般特点为： 多在45岁以前发病，多数病人在发病时即需要胰 岛素治疗，常有轻至中度神经性耳聋，但耳聋与 糖尿病发病时间可不一致，可间隔20年，呈母系 遗传。
A3243G
6、线粒体与衰老
• 20世纪80年代以来，有许多学者从事mtDNA突变 和衰老关系的研究；
人类线粒体的基因组中各基因排列非常紧凑， 除与 mtDNA 复制及转录有关的一小段区 域外，无内含子序列。因此，几乎 mtDNA 的任何突变均会累及到基因组中 一个重要区域。线粒体拥有相对独立的 DNA 复制、转录和翻译系统，是半自主性 细胞器。
线粒体基因组结构特点
无内含子、基因之间少有间隔； 无核苷酸结合蛋白，缺少组蛋白的保护； 线粒体内无DNA损伤修复系统。
细胞分裂时，突变型和野生型mtDNA发生分 离，随机地分配到子细胞中，使子细胞拥有不 同比例的突变型mtDNA分子，这种随机分配 导致mtDNA异质化的过程称为复制分离。
抽样-扩增效应
mtDNA在细胞分裂过程中线粒体是随机、 不均等的分配到子代细胞的。
线粒体DNA遗传特征
（六）mtDNA突变率极高 1. 缺乏组蛋白的保护； 2. 缺乏完整的修复酶系。
线粒体基因组结构特点
每一个细胞含有数百个线粒体 每个线粒体含有2-10个拷贝的mtDNA分子
二、线粒体DNA的遗传特点
(一)mtDNA具半自主性
1、mtDNA能够独立地复制，转录和翻译；
2、mtDNA的功能又受核DNA的影响； 核DNA能编码大量的维持线粒体结构和功能的大分 子复合物以及大多数氧化磷酸化酶的蛋白质亚单位。
编码9种蛋白质的基因存在18种错义突变： G11778A （ND4） 、G14459A（ND6）、 G3460A（ND1）、T14484C（ND6）、 G15257A（cyt b）最为常见。
Leber遗传性视神经病 (LHON)
mtDNA11778位点G→A的突变
例3
线粒体肌病脑病合并乳酸酸中毒及中风样发作 (MELAS综合征)
线粒体突变 tRNA突变
赖氨酸突变
疾病纤维病 (MERRF综合征)
肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病 (MERRF综合征)
肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病 (MERRF综合征)
例2：Leber遗传性视神经病
是青少年早期发病的由眼神经炎引起 的视神经萎缩。首发症状为急性的视力模糊, 随后失明。通常两眼受累。主要病理特征是 神经元的退化。该病存在性别差异，男性患 病风险一般是女性的4-5倍，原因不清。
首先报道本病的Leber 医生
二、常见线粒体基因病
例2 Leber遗传性视神经病 (LHON)
由德国眼科医师Leber发现。一种急性亚 急性发作的母系遗传病。首发症状视物模 糊。视神经和视网膜神经元的退化是主要病 理特征。
患Leber遗传性视神经病的双胞胎兄弟
例2 Leber遗传性视神经病 (LHON)
（三）mtDNA为母系遗传
线粒体基因病系谱
（四）mtDNA的异质性与阈值效应
纯质性
一个细胞或组织所有的线粒体具有相同的线粒体基 因组。
异质性 一个细胞或组织既含有野生型又有突变型mtDNA。
阈值效应
异质性细胞中，突变型与野生型mtDNA的 比例决定了细胞是否出现能量短缺，即是 否出现表现型。
线粒体的数量与细胞的种类和代谢活动有关 ，最少的只有一个，最多的可达50万个。代谢 旺盛时线粒体的数量多，反之亦然。
电镜下线粒体的图像
第一节 线粒体DNA的结构特点和遗传特征
一、线粒体DNA的结构特点
mtDNA是独立于细胞核基因组之外的又一基因组。人 mtDNA 由16569 bp 的双链环状 DNA 组成：1个轻链和1个重链。 其 中 包 括 37 个 基 因 编 码 22 个 tRNA 、 2 个 rRNA(12S 和 16 rRNA) 和 13种蛋白质。 13 种蛋白质均参与组成 呼吸链。
mtDNA
第二节 线粒体基因突变与线粒体基因病
一、线粒体DNA的突变类型
错义突变（Leber 遗传性视神经病）
碱基突变
蛋白质生物合成基因突变
（MERRF综合征）
缺失、插入突变 （KSS 综合征）
突 mtDNA拷贝数目突变 变
线粒体遗传病
多系统疾病，最常受影响的是骨骼肌、脑及心肌、 其他为周围神经、肾、肝、内分泌腺体等； 母系遗传； 子代不一定发病； 阈值效应。
能引起特定组织器官功能障碍的突变 mtDNA的最少数量成称为阈值。
当突变的mtDNA数量超过阈值，就产生表 型，这就是阈值效应。
疾病表型出现与否以及严重程度取决于 两个因素：
1. 突变mtDNA与野生型mtDNA比 例；
2. 组织器官的能量依赖程度；
(五) mtDNA在细胞分裂过程中存在复制分 离
（二）线粒体基因组所用的遗传密码不同于通用密码
密码子
UGA AGA、AGG
AUA
核密码子 编码氨基酸
终止密码 精氨酸
异亮氨酸
mtDNA密码子编码
氨基酸（哺乳动物） 色氨酸
终止密码 甲硫氨酸
tRNA兼用性较强，仅用22个tRNA来识别多达48个密码 子。
（三）mtDNA为母系遗传
人类受精卵中的线粒体绝大部分来自于卵细 胞，也就是说来自母亲。这种传递方式称 为母系遗传。
二、常见线粒体基因病
例1：肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病（MERRF）
这是主要影响骨骼肌和中枢神经系统的线粒体脑肌 病，多见于儿童，有家族史；
特征为肌阵挛性癫痫伴小脑性共济失调，常合并智 能减退，痴呆。视神经萎缩，耳聋，周围神经病等。 血乳酸增高，肌活检可见破碎红纤维，即：大量的团 块状异常线粒体；
基因突变：MTTK﹡MERRF8344G；
• 科学家们发现： mtDNA突变随着年龄增加而增加； • mtDNA突变优先集中在神经元，而不是神经胶质细
第五章 线粒体遗传病
主要内容
• 线粒体DNA的结构特点与遗传特点 • 线粒体基因突变与常见线粒体遗传病
前言
线粒体是真核细胞的能量代谢中心。 产生大量的能量（ATP）供给整个机体利用。 细胞呼吸作用中的氧化还原反应是在线粒体中进行的。
人类第25号染色体或M染色体，遗传特点为 非孟德尔遗传方式，又称核外遗传。