(完整版)(基础医学)医学遗传学第8章线粒体疾病的遗传
医药护专业课复习资料-医学遗传学习题
医学遗传学医学遗传学是一门涉及数千种疾病的基础理论和临床实践科学对于医学来说有一定难度，为了巩固学生所学的理论知识和培养综合分析能力的能力，我们编了这套习题，希望有助于医学生自我检查学习效果，再次复习课程的重点内容，也有助于学生联系有关知识，以融会贯通。
第一章遗传学与医学学习指导：本章要求大家重点掌握遗传学的概念和遗传性疾病的分类及其依据，一般了解医学遗传学发展简史和任务。
一、填空题：1、遗传性疾病分为＿＿＿＿＿。
2、单基因病起源于＿，多基因病起因于＿和＿，线粒体病呈＿遗传。
二、名词解释：1、遗传病2、单基因病3、染色体病4、体细胞遗传病第二章遗传信息的结构与功能学习指导：本章要求大家重点掌握核基因及其表达与调控、遗传信息的传递方式及遗传的基本规律，一般掌握DNA的结构及其序列分类，突变和修复。
其中的难点是减数分裂，同时也是重要的基础内容。
一、填空题1、人类细胞有丝分裂中期的一条染色体由两条＿构成，彼此互称为＿。
2、DNA分子的复制发生在细胞间期的＿期。
3、DNA的组成单位是＿，后者由＿＿＿＿组成。
4、基因中核苷酸链上插入或丢失一两个碱基时，可导致＿突变。
5、由于进化趋异的复制使具有＿的基因成簇或分散在基因组中，构成基因家族。
6、基因两侧的调控序列主要有＿＿＿。
7、人体中在许多细胞中都表达的基因称＿。
8、转录因子与DNA的结构域分为＿＿＿＿四种。
9、细胞周期包括＿＿。
10、联会发生在减数分裂前期的＿期，交叉开始于＿期。
11、＿是最常见的突变，发生在基因编码序列的突变根据其不同突变效应分为＿＿＿。
12、人类DNA突变修复的主要方式是＿二、选择题：1、下列不属于启动子序列的是：（）A、TA TAAATB、AATAAAC、GGGCCAA TCAD、GGCGGG2、增强子（）A、是一短序列元件B、位置相对恒定C、可以特异性结合转录因子D、有助于增强基因转录活性3、关于基因表达调控不正确的是：（）A、无转录活性的染色质DNA甲基化的程度较高B、组蛋白乙酰化适合基因表达C、转录因子最常见的结构是螺旋-转角-螺旋D、RNA的加工是基因表达调控的关键步骤4、在DNA复制中，下列那些步骤是不正确的：（）A、复制过程是半保留的B、冈崎片段以5’—3’DNA为模板的C、真核生物有多个复制起始点D、原核生物双向复制形成复制叉5、有关细胞有丝分裂周期不正确的是：（）A、间期可分为G1期、S期和G2期B、S期主要进行RNA和蛋白质的合成C、M期分为前、中、后、末四期D、G2期为细胞进入分裂期准备物质条件6、下列那些不符合减数分裂特点：（）A、DNA复制一次，细胞分裂两次。
医学遗传学试题及答案(复习)
医学遗传学复习思考题第1章1．名词：遗传病：由于遗传物质改变而引起的疾病家族性疾病:指表现出家族聚集现象的疾病先天性疾病:临床上将婴儿出生时就表现出来的疾病。
2．遗传病有哪些主要特征？分为哪5类？特征:基本特征：遗传物质改变其他特征:垂直传递、先天性和终生性、家族聚集性、遗传病在亲代和子代中按一定比例出现分类：单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病、体细胞遗传病、线粒体遗传病3、分离律，自由组合律应用。
第2章1.名词：(第七章）核型：一个体细胞的全部染色体所构成的图像称核型核型分析:将待测细胞的全部染色体按照Denver（丹佛)体制经配对、排列，进行识别和判定的分析过程，成为核型分析Denver体制:指1960年人类染色体研究者在美国丹佛市聚会制定的人类有丝分裂染色体标准命名系统,Denver体制主要依据染色体大小和着丝粒位置等形态特点,将人类体细胞的46条染色体分为23对，7组，其中22对为男女所共有，称常染色体,以长度递减和着丝粒位置依次编号为1~22号,另外一对与性别有关，随性别而异，称性染色体.Xx代表女性,而xy代表男性。
2．莱昂假说(1)雌性哺乳动物间期体细胞核内仅有一条染色体有活性，其他的X染色体高度螺旋化而呈异固缩状态的x染色质，在遗传上失去活性.（2失活发生在胚胎发育的早期（人胚第16天)；在此之前体细胞中所有的x染色体都具有活性。
（3)两条X染色体中哪一条失活是随机的，但是是恒定的。
3．染色质的基本结构染色质的基本结构单位为核小体；主要化学成分DNA 和组蛋白；分为常染色质、异染色质。
第3章1．名词：基因：基因组中携带遗传信息的最基本的物理和功能单位。
基因组：一个体细胞所含的所有遗传物质的总和，包括核基因组和线粒体基因组.基因家族：指位于不同染色体上的同源基因。
2．断裂基因的结构特点,断裂基因如何进行转录真核生物结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因，一个断裂基因能够含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称为外显子。
第八章线粒体疾病ppt课件
熟悉： 线粒体遗传病的传递和发病规律；mtDNA的阈值 效应
了解： 线粒体的结构，线粒体疾病的分类。
人线粒体的结构
每个线粒体可含2－10条DNA链， 单个细胞内可存在多个线粒体。
线粒体的核糖体与原核生物相似， 对一些抗生素敏感，
线粒体可能是细胞内处于共生状态 的微生物独立进化而来
Lynn Margulis
线粒体的复制、转录、翻译都不依赖于细胞核DNA, 但 是
细胞核和线粒体在功能上相互依赖。
人线粒体DNA的结构
7445A>G
Reid et al, 1994
7510T>C
Tiranti et al, 1995
核基因突变引起的线粒体疾病
大量的参与线粒体功能活动的蛋白质是由核基因编码。 如，氧化磷酸化过程：≧69基因；线粒体编码其中13个。
每一个核DNA编码的线粒体蛋白在其N－末端通常有数十 个氨基酸组成的序列—靶序列。后者结合在线粒体外膜的 受体上，后者促使蛋白质从外膜进入膜间隙或进入基质，行 使诸多的功能：分子转运，底物代谢，氧化磷酸化，线粒体 DNA复制，维持DNA结构的稳定。 参与线粒体功能活动的细胞核基因突变可导致相应线粒体功 能的异常
Leber遗传性视神经病（LHON）的遗传异质性
在编码线粒体呼吸链蛋白（多肽）的线粒体基因中，至少有 18种错义突变直接和间接地导致LHON表型出现。 LHON分为两种类型： （1）单一突变导致LHON表型 （2）需要2次突变或其它变异才能产生临床表型 第一种类型中，90％以上病例存在有下列突变之一： MTND1*LHON3460A、MTND4*LHON11778A、 MTND6*LHON14484C， LHON家族中存在同质性和异质性，而异质性LHON中突变 线粒体DNA的阈值水平 70%。
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：线粒体病
线粒体DNA的遗传学特征
呼吸链即电子(包括H+) 的传递链，起自NADH， 终端为02，NADH→02 共产生3个ATP，其间任 何环节缺陷将导致电子 传递障碍。
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。
中 南 大 学
线粒体病
Mitochondrial disease
目录
CONTENTS
1 正常线粒体DNA的结构及遗传特点 2 线粒体病的遗传特点 3 线粒体基因突变、相关疾病及其治疗
正常线粒体DNA的结构及遗传特点
线粒体基因组
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。 每个正常人的细胞内约有几百到几千 个线粒体，每个线粒体内约有2 - 10 mtDNA拷贝。
疾病：病因、诊断、治疗
Leber遗传性视神经病变 线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作（MELAS）
线粒体病的分类
线粒体病(mitochondrial disease)是由线粒体功能异常而引起的一大类疾病。 狭义的线粒体病 广义的线粒体病
mtDNA突变的类型 点突变 大片段缺失重组 mtDNA数量减少
线粒体遗传病的突变类型
1.碱基突变 ●错义突变: 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遗传性视神经病和神经肌病。所造成的疾病为 母系遗传，但同一种点突变，对不同患者可造成不同的临 床表现。 ●蛋白质生物合成基因突变: 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。
线粒体遗传病PPT课件
6、线粒体DNA的高突变率
mtDNA突变率比nDNA高10～20倍
mtDNA处于高超氧化物的环境下，更易受到损伤。 线粒体中的mtDNA损伤后，修复能力非常有限。 mtDNA复制频率较高，复制时不对称。 mtDNA不与组蛋白结合，缺乏组蛋白的保护。 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。
11778 G→A
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。
二、 氨基糖苷类药物性耳聋
氨基糖苷类药物性耳聋是指由于使用氨基糖甙类抗 生素(aminoglycoside antibiotics，AmAn)而导致的 耳聋。
第8章 线粒体遗传病
线粒体（mitochondrion）
产生ATP 信号转导 细胞分化 细胞凋亡
线粒体研究的历史
1894年，首次发现线粒体 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 1988年，Wallace提出mtDNA突变可引起人类疾病
因上游35nt处，这一段间隔区
中存在一个潜在的ORF，编码
D-LOOP
一个含26个氨基酸的多肽，相
应的RNA长155nt，包含起始密
码子ATG和一个线粒体通用的
终止密码子。
线粒体密码子系统的特性
AUA成为起始密码子，而不是通用的Ile密码子 UGA编码Trp密码子，而不是终止密码子 AGA、AGG编码终止密码子，而不是Arg密码子 tRNA兼用性较强，仅用22个tRNA来识别多达48个密码子
第8章 线粒体遗传病-ok——【医学遗传学 精品讲义】
线粒体遗传病
线粒体研究历史
1850年发现 1898年命名线粒体 1981年完成人类线粒体 的全部测序 1988年发现Leber’s视神 经病的发生与线粒体 ＤＮＡ突变有关。
线粒体功能
产生ATP 信号转导 细胞分化 细胞凋亡
目录 Contents
线粒体基因组 的分子结构和 遗传学特征
2
UGA编码Trp密码子，而不是终止密码子文内容
3
AGA、AGG编码终止密码子，而不是Arg密码子
4
tRNA兼用性较强，仅用22个tRNA来识别多达48个密码子
线粒体基因突变类型
碱基突变
错义突变 蛋白质生物合成基因突变
缺失、插入突变 mtDNA缺失发生的原因往往是由于mtDNA的异常重组或在 复制过程中异常滑动所致。
线粒体密码子系统的特性
线粒体基因组编码蛋白质的基因
• 细胞色素b基因 • 细胞色素氧化酶3个亚
基基因 • NADH氧化还原酶7个亚
基基因 • ATP酶2个亚基基因
这些都是线粒体内膜呼吸链的组成成分。
线粒体基因组编码tRNA的基因
H链：
tRNA-Glu，A1a， Asn，Cys，Tyr， Ser(UCN)，Gln和Pro
• mtDNA突变率明显高于核DNA，大约10~20倍
综述
①mtDNA处于高超氧化物的环境下，mtDNA更易受到损伤 ②线粒体中的mtDNA损伤后，修复能力非常有限 ③mtDNA复制频率较高，复制时不对称 ④由于线粒体中的mtDNA缺乏组蛋白保护而呈现裸露的闭 合双环状结构，使其更易被损伤 ⑤mtDNA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
• 线粒体中的其他1500余个蛋白是由分散在染色体中的核DNA 编码，这些基因编码的线粒体蛋白在细胞质核糖体中合成， 通过线粒体蛋白转入系统有选择地运输到线粒体内。
2024版医学遗传学基础课件(全)
红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良 等。
要点三
遗传特点
男性发病率高于女性、交叉遗传、女性 携带者的儿子有1/2的可能患病。
05
多基因遗传病
多基因遗传病的概念与特点
01
02
03
04
概念
多基因遗传病是由多个基因和 环境因素共同作用所致的疾病。
家族聚集性
多基因遗传病在家族中有明显 的聚集现象。
遗传病是由单个基因突变引起的疾病，而多基因遗传病和复杂疾病则涉
及多个基因和环境因素的相互作用。
03
遗传的细胞基础
细胞周期与有丝分裂
细胞周期的概念及阶段 细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束 所经历的全过程，分为间期和分裂期两个阶段。
有丝分裂的过程 有丝分裂是一种真核细胞分裂的方式，包括前期、中期、 后期和末期四个时期，主要特征是DNA的复制和染色体的 分离。
遗传度
多基因遗传病的发病风险受遗 传因素影响，但不同疾病的遗
传度不同。
环境因素作用
环境因素在多基因遗传病的发 病中起重要作用，如生活习惯、
饮食、环境污染物等。
多基因遗传病的发病风险估计
发病风险估计方法
通过家族史、遗传标记、环境因素等 综合分析，可估计个体发病风险。
遗传咨询
针对具有多基因遗传病家族史的人群， 提供遗传咨询服务，帮助了解发病风险 及预防措施。
医学遗传学的研究方法
家系分析法
通过对患者家系进行调查分析， 确定遗传方式，评估再发风险。
双生子研究法
通过比较同卵双生子和异卵双生 子的表型差异，研究遗传因素对 表型的影响。
群体遗传学方法
通过研究人群中的基因频率和基 因型分布，探讨遗传性疾病的流 行规律和影响因素。
医学遗传学课件：线粒体病的遗传
三、线粒体基因的转录
① 两条链均有编码功能：重链编码2个 rRNA、12个mRNA和14个tRNA；轻链编 码1个mRNA和8个tRNA；
② 两条链从D-环区的启动子处同时开始以 相同速率转录，L链按顺时针方向转录，H 链按逆时针方向转录；
与nDNA比较，线粒体密码子的第3位更常 见的是A或C，这是线粒体密码子简并性的 主要来源。
丙氨酸（Ala）的tRNA反密码子摆动
密码子
GCU、GCC GCA、GCG
反密码子
核tRNA
线粒体tRNA
3个为构成细胞色素c氧化酶（COX）复合体（复 合体Ⅳ）催化活性中心的亚单位（COXⅠ、COXⅡ 和COXⅢ）
2个为ATP合酶复合体（复合体Ⅴ）F0部分的2个 亚基（A6和A8）
2.非编码区占mtDNA 全长不足1%，包含2个片段：
（1）控制区（D-loop），又称D环区 （displacement loop region，D-loop）：1122bp， 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 （分别在213~235、299~315、346~363bp和终 止区16147~16172bp）。
（2）L链复制起始区(OL)
二、线粒体DNA的复制
mtDNA可进行半保留复制，其H链复制的起 始点（OH）与L链复制起始点（OL）相隔2/3个 mtDNA。
复制起始于L链的转录启动子，首先以L链为 模板合成一段RNA作为H链复制的引物，在DNA
聚合酶作用下，顺时针方向复制一条互补的H链，
取代亲代H链与L链互补。 被置换的亲代H链保持单链状态，这段发生置
第08,13章 线粒体遗传病
MTTL1*MELAS3243G
mtDNA结构 16569 bp
MELAS患者脑部病变
（四）KSS（OMIM # 530000）、(CPEO) Kearns-Sayre综合征、慢性进行性眼外肌 瘫痪
常见临床表现是进行性眼外肌麻痹（PEO) 和视网膜色素变性。还包括心肌电传导异 常，共济失调，耳聋，痴呆和糖尿病。发 病年龄一般低于20岁，大多数患者在确诊 后几年内死亡。
如果8993位臵突变的异 质性超过90%时，通常会发 生一种致命的、发生在婴儿 期的疾病，称Leigh综合征 （Leigh syndrome，LS， OMIM#256000）。主要病理 学特征是基底神经节和脑干 部位神经元细胞的退化 。
Leigh综合征患者
NARP和Leigh综合征 主要与ATP复合酶的功能 受损有关，目前发现该 病的致病突变主要是 mtDNA第8993位点 （ATPase6基因）T→G或 T→C，将Pase6亚基156 位的亮氨酸改变为精氨 酸或脯氨酸，从而影响 ATP合酶的质子通道。
mtDNA结构
16569 bp
NARP8993T→G
(六) 其他与线粒体有关的病变
帕金森病(Parkinson disease，PD) 衰老 肿瘤 糖尿病 冠心病 氨基糖甙类诱发的耳聋
帕金森病患者脑和脊髓发生 神经元退性变性,丢失。
巴金和陈景润都 是帕金森病患者
衰
老
衰老与线粒体氧化磷酸化酶活 性降低以及分裂末期的组织中 突变mtDNA积累密切相关。
一个线粒体 疾病的女患 者或女性携 带者可将不 定量的突变 mtDNA传递给 子代，子代 个体之间异 质的mtDNA的 种类、水平 可以不同 （如右图）
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。
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第三节 线粒体疾病的遗传
三、阈值效应 mtDNA突变可以影响线粒体OXPHOS的功能，引 起ATP合成障碍，导致疾病发生。 异质性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。 突变型mtDNA的表达受细胞中线粒体的异质性水平 以及组织器官维持正常功能所需的最低能量影响， 可产生不同的外显率和表现度。
二、异质性 同质性（homoplasmy）：同一组织或细胞中的 mtDNA分子都是一致的。 异质性（heteroplasmy）：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。 野生型mtDNA对突变型mtDNA有保护和补偿作用 ，因此，mtDNA突变时并不立即产生严重后果。
第三节 线粒体疾病的遗传
线粒体异质性可分为 序列异质性（sequence-based heteroplasmy）长度 异质性（length-based heteroplasmy） 一般表现为： ①同一个体不同组织、同一组织不同细胞、同一细 胞甚至同一线粒体内有不同的mtDNA拷贝； ②同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNA。
第一节 人类线粒体基因组
与核基因转录比较，mtDNA的转录有以下特点： ①两条链均有编码功能 ②两条链从D-环区的启动子处同时开始以相同速率转
录，L链按顺时针方向转录，H链按逆时针方向转录 ③mtDNA的基因之间无终止子 ④tRNA基因通常位于mRNA基因和rRNA基因之间 ⑤mtDNA的遗传密码与nDNA不完全相同 ⑥线粒体中的tRNA兼用性较强
第三节 线粒体疾病的遗传
阈值是一个相对概念，易受突变类型、组织、老 化程度变化的影响，个体差异很大。例如，缺失 5kb的变异的mtDNA比率达60%，就急剧地丧 失产生能量的能力。线粒体脑肌病合并乳酸血症 及卒中样发作（MELAS）患者tRNA点突变的 mtDNA达到90%以上，能量代谢急剧下降。
第八章 线粒体疾病的遗传
Inheritance of Mitochondrail diseases
第一节 人类线粒体基因组
线粒体含有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。
第一节 人类线粒体基因组
3个为构成细胞色素c氧化酶（COX）复合体（复合体Ⅳ）催 化活性中心的亚单位（COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ） 2个为ATP合酶复合体（复合体Ⅴ）F0部分的2个亚基（A6 和A8） 7个为NADH-CoQ还原酶复合体（复合体Ⅰ）的亚基（ ND1、ND2、ND3、ND4L、ND4、ND5和ND6） 1个编码的结构蛋白质为CoQH2-细胞色素c还原酶复合体（ 复合体Ⅲ）中细胞色素b的亚基
mtDNA可进行半保留复制，其H链复制的起始点（ OH）与L链复制起始点（OL）相隔2/3个mtDNA。 复制起始于L链的转录启动子，首先以L链为模板合 成一段RNA作为H链复制的引物，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱDNA聚合酶作 用下，复制一条互补的H链，取代亲代H链与L链互 补。
被置换的亲代H链保持单链状态，这段发生置换的区 域称为置换环或D环，故此种DNA复制方式称D-环 复制。
第二节 线粒体基因的突变
突变类型: 一、点突变 二、大片段重组 三、mtDNA数量减少 四、mtDNA突变的修复
mtDNA突变率比nDNA高10～20倍
①mtDNA中基因排列紧凑，任何突变都可能会影 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 ③mtDNA位于线粒体内膜附近，直接暴露于呼吸
第一节 人类线粒体基因组
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。 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 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
第一节 人类线粒体基因组
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 双链分重链和轻链 重链（H链）富含鸟嘌呤， 轻链（L链）富含胞嘧啶。
第一节 人类线粒体基因组
mtDNA分为编码区与非编码区 编码区为保守序列，不同种系间75%的核苷酸具同 源性 编码区包括37个基因： 2个基因编码线粒体核糖体的rRNA（16S、12S） 22个基因编码线粒体中的tRNA 13个基因编码与线粒体氧化磷酸化（OXPHOS） 有关的蛋白质
mtDNA有两段非编码区: 1、控制区（ D-环区或 D-loop ） 是mtDNA 基因组中进化速率最高、最具多态的区 域，分为高变区Ⅰ和高变区Ⅱ；控制区是mtDNA 变化最复杂,是其作为研究人类系统进化、人群迁移 历史的一个很有用的遗传标记的内在原因 。
2、 L链复制起始区
第一节 人类线粒体基因组
链代谢产生的超氧离子和电子传递产生的羟自 由基中，极易受氧化损伤 ④mtDNA复制频率较高，复制时不对称 ⑤缺乏有效的DNA损伤修复能力
第三节 线粒体疾病的遗传特点
一、母系遗传
在精卵结合时，卵母细胞拥有上百万拷贝的mtDNA ，而精子中只有很少的线粒体，受精时几乎不进入受 精卵，因此，受精卵中的线粒体DNA几乎全都来自于 卵子，来源于精子的mtDNA对表型无明显作用，这 种双亲信息的不等量表现决定了线粒体遗传病的传递 方式不符合孟德尔遗传，而是表现为母系遗传（ 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传递给下 一代。
❖ 二、遗传瓶颈（genetic bottleneck） mtDNA在有丝和减数分裂期间要经过复制
分离，使数目从100 000骤减到10～100个，如保 留下来的线粒体碰巧携带某种突变基因，则在 此后的线粒体扩增（10 000左右个）中，得以放 大，提高患病的风险。
线粒体遗传病
第三节 线粒体疾病的遗传