第6章 线粒体遗传病-第七章 线粒体疾病的遗传

第6章线粒体遗传病-第七章线粒体疾病的遗传（一）A型选择题1．下面关于mtDNA的描述中，那一项是不正确的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2．mtDNA中编码mRNA基因的数目为A．37个B．22个C．17个D．13个E．2个3．线粒体疾病的遗传特征是A．母系遗传B．近亲婚配的子女发病率增高C．交叉遗传D．发病率有明显的性别差异E．女患者的子女约1/2发病4．最早发现与mtDNA突变有关的疾病是A．遗传性代谢病B．Leber遗传性视神经病C．白化病D．分子病E．苯丙酮尿症5．下列哪种是线粒体基因不可能发生的突变（）A.碱基的缺失B．碱基的插入C.拷贝数增加D．拷贝数减少E．动态突变6．由于线粒体DNA缺失引起的线粒体遗传病是()。

A．Kearn-Sayre综合征(KSS)B．肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维病C.Leber遗传性视神经病D．MELAS综合征E．遗传性痉挛型截瘫（二）某型选择题1．下面关于线粒体遗传系统的正确描述是A．可编码线粒体中全部的tRNA、rRNAB．能够独立复制、转录，不受nDNA的制约C．在细胞中有多个拷贝D．进化率极高，多态现象普遍E．所含信息量小2．线粒体异质性A．指长度异质性B．指序列异质性C．发生率与年龄相关D．在神经、肌肉系统中发生率高E．高发于Ｄ环区，导致线粒体疾病3．“阈值效应”中的阈值A．指细胞内突变型和野生型mtDNA的相对比例B．易受突变类型的影响C．个体差异不大D．有组织差异性E．与细胞老化程度无关4.下面哪些组织容易受到线粒体DNA突变的影响()A．大脑B．骨骼肌C．心脏D．肝脏E．脾脏5．mtDNA高突变率的原因是A．缺乏有效的修复能力B．基因排列紧凑C．易发生断裂D．缺乏非组蛋白保护E．复制频率过低（三）名词解释1．mtDNA2．异质性3．阈值效应（四）问答题1．什么是mtDNA？它有什么特性？2．说明线粒体的遗传规律和发病规律。

线粒体遗传病简介线粒体遗传病是一类由线粒体异常导致的遗传疾病，通常会影响身体的能量产生和细胞功能。

线粒体是细胞内的一个细小器官，负责生产细胞所需的能量（ATP）。

线粒体有自己的DNA，其中编码了一小部分参与线粒体功能的蛋白质。

线粒体遗传病可以通过遗传给下一代，也可以在个体发生随机突变时产生。

线粒体结构和功能线粒体是细胞的动力中心，它们是细胞内的能量生产工厂。

线粒体提供细胞所需的大部分ATP，以供细胞的各种生化反应和功能运作。

线粒体有自己的DNA，称为线粒体DNA（mtDNA）。

mtDNA是环状的，由37个基因编码，其中包括13个编码蛋白质、22个编码转运RNA和2个编码核糖体RNA。

这些蛋白质参与线粒体内的能量产生，并与细胞核中编码的蛋白质相互协作。

线粒体遗传病可能是由于mtDNA中的突变导致的。

这些突变可以影响线粒体蛋白质的功能，进而影响细胞的能量产生和其他线粒体相关功能。

线粒体遗传病的类型线粒体遗传病有多种不同的类型，其临床表现和症状也有很大的变化。

下面是一些常见的线粒体遗传病类型：韦尔尼柯-霍夫综合征韦尔尼柯-霍夫综合征是一种常见的线粒体疾病，具有多系统受累的表现。

病人通常会表现为进行性视力丧失、耳聋、心肌病、神经肌肉病等症状。

米尔瓦-格拉斯病米尔瓦-格拉斯病是一种罕见的线粒体疾病，主要影响心血管和神经系统。

症状可能与心肌病、运动障碍和智力障碍有关。

卡尼特-鲍尔病卡尼特-鲍尔病是一种遗传性神经肌肉病，病人通常会表现为进行性肌无力、运动障碍和呼吸衰竭等症状。

增生性肌病增生性肌病是一类由线粒体DNA突变导致的肌无力病。

这些突变会导致肌肉的进行性退化和功能障碍。

线粒体遗传病的诊断和治疗线粒体遗传病的诊断通常涉及以下几个方面：1.临床症状评估：医生会根据病人的症状和体征进行初步评估，如视力丧失、肌肉无力、心脏问题等。

2.实验室检测：通过检测血液、尿液或其他组织的线粒体功能和结构指标来帮助诊断，如乳酸、丙酮酸和氨基酸水平的测定，线粒体DNA的测序等。

医学遗传学考试复习题及答案第一章绪论（一）选择题（A 型选择题）1.医学遗传学研究的对象是。

A.遗传病B.基因病C. 分子病D. 染色体病E.先天性代谢病3. 多数恶性肿瘤的发生机制都是在的基础上发生的A. 微生物感染B.放射线照射C.化学物质中毒D. 遗传物质改变E.大量吸烟4. 成骨不全症的发生。

A. 大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病B. 遗传因素和环境因素对发病都有作用C.完全取决于环境因素D. 基本上由遗传因素决定发病E. 完全由遗传因素决定发病7．苯丙酮尿症的发生。

A. 完全由遗传因素决定发病B. 遗传因素和环境因素对发病都有作用C. 大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病D. 基本上由遗传因素决定发病E. 发病完全取决于环境因素10．原发性高血压的发生。

A. 完全由遗传因素决定发病B. 遗传因素和环境因素对发病都有作用C. 发病完全取决于环境因素D. 基本上由遗传因素决定发病E. 大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病。

11．Down综合征的发生。

A. 完全由遗传因素决定发病B. 遗传因素和环境因素对发病都有作用C. 发病完全取决于环境因素D. 基本上由遗传因素决定发病E. 大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病。

15．哮喘病的发生。

A. 完全由遗传因素决定发病B. 遗传因素和环境因素对发病都有作用C. 发病完全取决于环境因素D. 基本上由遗传因素决定发病E. 大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病。

17．环境因素诱导发病的单基因病为。

A．Huntington舞蹈病B．蚕豆病C．白化病D．血友病A E．镰状细胞贫血填空题美国率先提出人类基因组计划于1990年启动，至2005年完成此计划。

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。

3.人类常见的多基因性状有身高、智力和肤色等。

4．人类遗传病的主要类型是多基因病、染色体病、单基因病和体细胞病。

5. T和C的碱基替换属于转换。

线粒体遗传知识点总结一、线粒体的结构和功能线粒体是细胞内的一个细胞器，它呈棒状或椭圆形，有两层膜结构。

线粒体的外膜平滑，内膜呈褶状，褶状内膜称为线粒体内膜。

线粒体间质是线粒体内膜和外膜之间的空间，有向内膜延伸的褶口。

线粒体内膜空间有分隔成许多棒状或条状的结构，称为内膜结构。

线粒体负责进行细胞呼吸、氧化磷酸化反应，提供细胞所需的能量。

线粒体参与产生ATP，是细胞的“能量中心”。

二、线粒体的遗传系统线粒体除了细胞核之外，还有自己的遗传系统，称为线粒体遗传系统。

线粒体的遗传物质主要是线粒体DNA（mtDNA）和线粒体RNA（mtRNA）。

线粒体内含有一定数量的线粒体DNA分子，线粒体DNA的形态为环状，构成一个小环状线粒体基因组。

线粒体遗传系统主要负责编码一些蛋白质和RNA，由于线粒体遗传系统的基因组非常小，因此编码的蛋白质和RNA数量也相对较少。

三、线粒体基因组线粒体基因组是线粒体内的遗传物质组成的一种基因组，它是细胞内除了细胞核之外的另一个遗传系统。

线粒体基因组大小相对较小，一般只有数十至数百个基因。

线粒体基因组包括编码一些蛋白质和RNA的基因，这些基因主要与线粒体内的生物氧化反应和ATP合成有关。

线粒体基因组由线粒体DNA（mtDNA）组成，mtDNA是环状双链分子，长度约为16-17kb，不同种类的线粒体基因组在长度和基因组组成上略有差异。

线粒体基因组编码的蛋白质主要包括细胞色素c氧化酶、ATP合成酶、核糖体蛋白等。

此外，线粒体基因组还编码一些tRNA和rRNA，用于线粒体内的蛋白质合成和RNA适配反应。

值得一提的是，线粒体基因组具有高度保守的特点，其在漫长的进化过程中保留了相对稳定的基因组结构和组成。

这种高度保守的基因组结构和组成是线粒体遗传系统在进化过程中保持遗传信息的一种保护机制。

四、线粒体DNA的复制和转录线粒体DNA的复制和转录是线粒体遗传系统的重要过程，它是线粒体内基因表达和蛋白合成的前提。

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空制的遗传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勺数量有关。

3.以下符合mtDNA吉构特点的是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勺结构特点是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勺描述中，不正确的是A. mtDNA勺表达与核DNA无关B.mtDNA是双链环状DNAC. mtDNA专录方式类似于原核细胞D. mtDNA t重链和轻链之分E. mtDNA勺两条链都有编码功能C. 大部分蛋白质D.质E.线粒体膜上的全部蛋白质A. 100余种IB. 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B .赖氨酸C .天冬酰胺D .苏氨酸E .异亮氨酸11.每个线粒体内含有mtDNA 分子的拷贝数为A. 10〜100 个 B . 10〜20 个 C . 2〜10 个 D . 15 〜30 个 E . 105 12. mtDNA 中编码mRN 基因的数目为A. 37 个 B . 22 个 C . 17 个 D . 13 个 E . 2 个 13 .关于mtDNA 勺编码区，描述正确的是E.包括启动子和内含子 14 .关于mtDNA 勺D 环区，描述正确的是 A. 是线粒体基因组中进化速度最慢的 DN/序列 B. 具有高度同源性C. 包含线粒体基因组中全部的调控序列D. 突变率较编码区低d 是子代H 链在复制过程中与亲代H 链发生置换的部位 15 . mtDNA 中含有的基因为A. 22 个 rRNA 基因，2 个 tRNA 基因，13个 mRN 基因6. 线粒体遗传属于 7.8. A.多基因遗传 C.隐性遗传 B . D. 线粒体中的tRNA 兼用性较强, A.48 个 B.32 mtDNA 编码线粒体中 显性遗传非孟德尔遗传 tRNA 数量为 个 C.64 个 E.体细胞遗传D.61 个E.22 个A.全部呼吸链-氧化磷酸化系统的蛋白质B. 9. 目前已发现与mtDNA 有关的人类疾病种类约为A .色氨酸A.包括终止密码子序列B. 不同种系间的核苷酸无同源性C.包括13个基因D. 各基因之间部分区域重叠B. 13个rRNA 基因，22个tRNA 基因，2个mRN 基因C. 2个rRNA 基因，13个tRNA 基因，22个mRN 基因D. 2个rRNA 基因，22个tRNA 基因，13个mRN 基因E. 13 个 rRNA 基因，2 个 tRNA 基因，22个 mRN 基因 16. mtDNA 中的13个mRN 基因编码的蛋白质是A. 与线粒体氧化磷酸化有关的蛋白质B. mtDNA 复制所需的酶蛋白C. mtDNA 转译所需的酶蛋白D. 线粒体的结构蛋白E. 以上都有B.部分蛋白质和部分tRNA rRNAC.全部蛋白质和部分tRNA rRNAD.全部蛋白质、tRNA rRNAE.部分蛋白质、tRNA 和全部rRNA 18. mtDNA 中 D 环的两个高变区E. 适用于生化遗传学研究 19.线粒体遗传不具有的特征为D. 交叉遗传 20. mtDNA 中含有.高度重复序列21 .下面关于线粒体遗传系统的错误描述是A.可编码线粒体中全部的tRNA rRNAB. 能够独立复制、转录，不受nDNA 勺制约17. mtDNA 编码线粒体中的A.部分蛋白质和全部的tRNA rRNA A. 导致了个体间的高度差异B. 导致了线粒体遗传病的发生C.导致mtDNA 复制缺陷D.是衰老的重要原因A.异质性.母系遗传 C .阈值效应.高突变率A. 37个基因.大量调控序列C .内含子D.终止子C在细胞中有多个拷贝D.进化率极高，多态现象普遍E.所含信息量小22. mtDNA勺D环区不含有A.H链复制的起始点B.L链复制的起始点C.保守序列D. H链转录的启动子E.L链转录的启动子23.下面不符合mtDNA勺转录特点的是A.两条链均有编码功能B•两条链的初级转录产物都很大C两条链都从D-环区开始复制和转录D. tRNA兼用性较强E.遗传密码与nDNA不完全相同24.AGA和AGG在细胞核中编码精氨酸，而在线粒体为A•终止密码 B .起始密码C•天冬酰胺 D .苏氨酸 E .异亮氨酸25.异质性细胞的表现型依赖于A.突变型和野生型mtDNA勺相互作用B.突变型和野生型mtDNA勺拮抗作用C.突变型和野生型mtDNA勺相对比例D.突变型mtDNA的表达程度E.野生型mtDNA的表达程度26.关于线粒体异质性的不正确描述是A.可分为序列异质性和长度异质性B.同一细胞甚至同一线粒体内有不同的mtDNA^贝C.同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNAD.不同组织中异质性水平的比率和发生率各不相同E.mtDNA的异质性仅表现在编码区27.关于线粒体异质性的正确描述是A. D环区的异质性通常与线粒体疾病相关B. 是mtDNA发生突变所导致的C. 在成人中的发生率远远低于儿童中的发生率D. 在血液中发生率高E. 正常人mtDNA勺异质性高发于编码区28.线粒体中的tRNA兼用性较强是因为其反密码子A.第1位碱基的识别有一定的自由度B.第2位碱基的识别有一定的自由度C.第3位碱基的识别有一定的自由度D.第2、3位碱基的识别有一定的自由度E.3个碱基的识别都有一定的自由度29. mtDNA高突变率的原因不包括A.缺乏有效的修复能力 B 基因排列紧凑C.易受氧化损伤缺乏组蛋白保护E.复制频率过低30.线粒体多质性指A.不同的细胞中线粒体数量不同B•—个细胞中有多个线粒体C. 一个线粒体中有多个DNAD•一个细胞中有多种mtDNA拷贝E. —个线粒体中有多种DNA拷贝31.受精卵中线粒体的来源是A.几乎全部来自精子B•几乎全部来自卵子C•精子与卵子各提供1/2D.不会来自卵子E.大部分来自精子32. 线粒体疾病的遗传特征是33. 下列不符合线粒体基因组特点的描述是A. 不属于人类基因组的组成部分-B. 全长 16569bpC. 不与组蛋白结合，呈裸露闭环双链状D. 根据其转录产物在CsCl 中密度的不同分为重链和轻链E. 重链（H 链）富含鸟嘌呤，轻链（L 链）富含胞嘧啶35. 遗传瓶颈效应指36. “阈值效应”中的阈值A. 指细胞内突变型和野生型mtDNA 勺相对比例B. 易受突变类型的影响C. 个体差异不大D. 无组织差异性E. 与细胞老化程度无关37. 下面关于线粒体遗传的不正确描述是A 异质性细胞可漂变为同质性A. 卵细胞形成期mtDNA 数量剧减 B. 卵细胞形成期nDNA 数量剧减 C . 受精过程中nDNA 数量剧减 D . 受精过程中mtDNA^量剧减E. 卵细胞形成期突变mtDNA 数量剧减 A . 母系遗传B. 近亲婚配的子女发病率增高C. 交叉遗传D. 发病率有明显的性别差异 E . 女患者的子女约1/2发病34. 下列不是线粒体 DNA 勺遗传学特征的是 A.半自主性 B. 符合孟德尔遗传规律 C .复制分离D.阈值效应.突变率高于核DNAB. 低突变型mtDN 冰平不会引起临床症状 C 正常mtDNA 具有复制优势D. 线粒体疾病随年龄增加而渐进性加重E. 父方的mtDNA 寸表型无明显作用 38•影响阈值的因素不包括 A. 组织器官对能量的依赖程度 B. 父方mtDNA 勺突变类型 C. 组织的功能状态 D. 组织细胞的老化程度 E. 个体的发育阶段 39. 符合母系遗传的疾病为A. 甲型血友病B. 抗维生素D 性佝偻病 C 子宫阴道积水D. Leber 遗传性视神经病 E .家族性高胆固醇血症40. 最易受线粒体阈值效应的影响而受累的组织是.中枢神经系统41. 最早发现与mtDNA 突变有关的疾病是42. 不同的组织器官对能量的依赖程度依次为A.中枢神经系统＞骨骼肌＞心脏＞胰腺＞肾脏＞肝脏B. 肝脏〉心脏〉中枢神经系统〉骨骼肌〉胰腺〉肾脏C. 骨骼肌〉肝脏〉心脏〉中枢神经系统〉胰腺〉肾脏D. 心脏〉肝脏〉中枢神经系统〉骨骼肌〉胰腺〉肾脏E. 心脏〉中枢神经系统〉骨骼肌〉肝脏〉胰腺〉肾脏 43.点突变若发生于tRNA 或rRNA 基因上，可导致A.心脏.肝脏.骨骼肌D.肾脏A.遗传性代谢病 B . Leber 遗传性视神经病C .白化病D.红绿色盲.进行性肌营养不良A.呼吸链中多种酶缺乏B.呼吸链中某种酶的缺乏C.错义突变D.线粒体数量减少E. tRNA或rRNA不能复制44.与mtDNA的错义突变有关的疾病主要是A.眼肌病B.乳酸中毒C.肝、肾衰竭D.糖尿病E.脑脊髓性及神经性疾病45•与线粒体疾病的临床多样性无关的因素是A.个体的发育阶段B.组织对能量的依赖程度C.异质性水平D. mtDNA的突变类型E.交叉遗传46.下列与mtDNA缺陷无关的疾病是A.n型糖尿病B. 肿瘤C. 帕金森病D.红绿色盲E. 衰老47. 1987年，Wallace等发现与mtDNA突变有关的遗传病是A.氨基糖甙类诱发的耳聋C.帕金森病D. Leigh综合征E. Kearns-Sayre 综合征48.下面不是判断mtDN敏病性突变的标准。

MERRF家系与多向性氧化磷酸化受损有关， 主要是呼吸链酶复合物Ⅰ和Ⅳ受到损伤。氧化磷 酸化酶缺陷程度与临床症状严重程度成正比。
80％～90%患者mtDNA的tRNA基因的第8344 位A→G突变，小部分在同一基因的8 356位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。
2)mtDNA4977缺失致聋
研究表明,mtDNA4977缺失的发生与老化有关； 内 耳 和 蜗 核 组 织 中 mtDNA4977 缺 失 与 老 年 聋 的 发 生有关。
由于细胞内线粒体有成百上千个mtDNA拷贝，在细胞分裂 时它们又被随机分配到子细胞中，这样线粒体遗传就不同 于核基因的孟德尔遗传。在正常组织中，所有的mtDNA分
子都是一致的，称为同质性。
如果mtDNA发生突变，造成在同一细胞或同一组织中两种 或两种以上mtDNA共存，一种为野生型，另一种为突变型，
生型漂变，经过无数次分裂后，细胞可达到同质性。
如果通过遗传瓶颈存活下来的一个线 粒体碰巧携带一种突变基因，那么这个基因 组就能够确保该线粒体类型在发育完成之后 的个体中的数量。
6.阈值效应
由mtDNA突变所致的表型表达与核基因的显 性或隐性表达不同，主要是由某种组织中野生型与 突变型mtDNA的相对比例以及该种组织对线粒体的 ATP产生的依赖程度所决定的。 突变mtDNA的数目需达到某种程度才足以引 起某种组织或器官功能的异常，这称为阈值效应。
复合体Ⅰ由30多个多肽组成，其中7个由mtDNA编码。 复合体Ⅱ由4个nDNA编码的多肽构成。 复合体Ⅲ由10个多肽构成；1个由mtDNA编码。 复合体Ⅳ由13个多肽构成，3个由mtDNA编码。 复合体Ⅴ由12个多肽组成，2个由mtDNA编码。

通过对线粒体基因组进行测序，可以准确识别出 线粒体DNA中的突变，为疾病的诊断和治疗提供 依据。
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。

医学遗传学
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

线粒体疾病的遗传一、线粒体的功能：✧是细胞有氧呼吸的基地和供能的场所，供应细胞生命活动95%的能量✧线粒体的主要功能是把氧化各种底物产生的自由能转化为可被细胞直接利用的形式——ATP✧细胞氧化（细胞呼吸）✧无氧酵解：1分子葡萄糖→2ATP 线粒体有氧呼吸：1分子葡萄糖→36~38ATP二、mtDNA的遗传特点：1、具有复制半自主性。

（M染色体，25号染色体）线粒体内含有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。

2、部分遗传密码与核DNA不同。

3、母系遗传。

（不符合经典遗传定律）。

精卵结合时，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。

4、在细胞分裂间期经过复制和分离。

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。

5、具有阈值效应。

在克隆和测序的研究中发现一些个体同时存在两种或两种以上类型的mtDNA，这是由于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，称为“杂质”（heteroplasmy）。

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。

突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例，只有突变型DNA达到一定数量（阈值）才足以引起细胞的功能障碍，这种现象称为阈值效应。

阈值效应的一个表现就是在某些线粒体遗传病的家系中，有些个体起初并没有临床症状，但随年龄增加由于自发突变、环境选择等原因，突变型DNA逐渐积累，线粒体的能量代谢功能持续性下降，最终出现临床症状。

医学遗传学归纳2医学遗传学归纳2 (1)第七章线粒体疾病的遗传 (1)第八章人类染色体 (3)第九章染色体畸变 (5)第十章单基因遗传病 (6)第十二章线粒体疾病 (10)第十三章染色体病 (11)第十四章免疫缺陷 (14)第十五章出生缺陷 (15)第十七章遗传病的诊断 (16)第十九章遗传咨询 (17)第七章线粒体疾病的遗传1、线粒体基因组：线粒体内含有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。

2、线粒体基因组结构特点①全长16569bp；②不与组蛋白结合的裸露闭环双链状，内重链外轻链；③重链（H链）富含鸟嘌呤，轻链（L链）富含胞嘧啶。

3、线粒体DNA组成（一）mtDNA分为编码区与非编码区；（二）编码区排列极为紧凑，部分区域重叠，无启动子和内含子，缺少终止密码子，仅以U或UA结尾；（三）非编码区（D 环）包含H链复制起始点、H链和L链的启动子，以及四个保守序列；（四）mtDNA有37个基因，其中13个编码线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）酶复合体的亚基，即与线粒体的氧化磷酸化功能有关。

①3个编码细胞色素c氧化酶复合体催化活性中心的亚单位（COXⅠ、COX Ⅱ和COXⅢ）；②2个编码ATP合酶复合体2个亚基（A6和A8）；③7个编码NADH-CoQ还原酶复合体的亚基（ND1、ND2、ND3、ND4L、ND4、ND5和ND6）；④1个编码细胞色素b的亚基4、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。

5、线粒体基因组复制（一）特点：①半保留复制；②H链复制的起始点（O H）与L链复制起始点（O L）相隔2/3个mtDNA；③复制起始于L链的转录启动子；（二）复制方式包括D环复制、θ复制、滚环复制（三）D环复制：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，复制一条互补的H链，取代亲代H链与L链互补。

《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。

Complex Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Subunits 41 4 11 13
Nuclear 34 4 10 10
mtDNA 7 0 1 3
ATPase
14
12
2
合计
87
70
13
（二）线粒体基因组所用的遗传密码
和通用密码不完全等同
Codon UGG UGA AGG AGA AUG AUA
Universal code Trp Stop Arg Arg Met Ile
含16569个碱基对。 外环为重链（H）富含G
12种多肽链 12S rRNA 16S rRNA 14种tRNA
内环为轻链（L）富含C
1种多肽链 8种tRNA
mtDNA共有37个 基2因种 编码
rRNA(12S和16S ）基因
22种 编码 tRNA 基因
13种 编码 蛋白质 基因
Human mtDNA, a circular molecule that has been completely sequenced, is among the smallest known mtDNAs, containing 16,569 base pairs. It encodes the two rRNAs found in mitochondrial ribosomes and the 22 tRNAs used to translate mitochondrial mRNAs.
（一）线粒体蛋白输入缺陷 （二）底物运输缺陷 （三）底物利用缺陷 （四）铁运输缺陷 （五）电子传递链缺陷
mtDNA Trp Trp Stop Stop Met Met
（三）mtDNA为母系遗传
母亲将她的mtDNA 传递给儿子和女儿， 但只有女儿能将其 mtDNA传递给下一代。

遗传病学中的常见遗传模式遗传病学是关于遗传疾病的科学研究，它研究了遗传疾病的发生原因、症状及治疗方法等问题。

在遗传病学中，有许多遗传模式，本文将介绍几种常见的遗传模式。

一、线粒体遗传线粒体遗传是通过母亲传递给子代的遗传方式。

线粒体除了包含遗传物质DNA，还具有能够产生能量的功能，所以线粒体疾病会影响到有大量线粒体的组织，如神经系统、心肌、肾脏等组织。

举例来说，劳伦斯-月亮-巴德（Leber's hereditary optic atrophy，LHON）是一种常见的线粒体疾病，患者主要出现双眼失明症状。

LHON受缺点发生在线粒体DNA上三个有编码功能的基因之一，破坏了线粒体ATP合成的能力，导致线粒体供能不足，引起细胞死亡，最终导致视神经萎缩和视网膜退化等严重疾病。

二、单基因遗传单基因遗传是指某些疾病是由一个错误或缺失的基因所致。

单基因遗传的常见类型包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X染色体相关遗传等。

普通染色体显性遗传疾病可通过一位携带基因突变的父母遗传给下一代。

普通染色体隐性遗传疾病需要双亲携带不正确的基因才能传递给下一代。

另外，X染色体相关遗传疾病可能只表现在男性上，因为他们只有一个X染色体。

女性有两个X染色体，所以她们可能是疾病携带者而不表现出症状。

常见的单基因遗传疾病包括：囊性纤维化（CF），海洋污染类疾病斯腾氏症（Tay-Sachs Disease）和淀粉样变性病等。

CF是由一个单一的基因突变引起的，致病基因存在于常染色体上。

斯腾氏症是一种X染色体相关遗传的致命疾病，这种疾病主要影响神经系统，通常在6个月龄前的婴儿时期发生。

三、多基因遗传多基因遗传疾病是由多个基因缺陷或变异诱发的疾病。

多基因遗传的疾病一般不具有明显的显性或隐性特征，而是由若干个基因的互相作用所发生的。

这些互相作用可能会增加或减少发病的风险。

举例来说，心血管疾病是一种多因素疾病，它由遗传和环境因素共同影响产生。

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 。
（二）多质性、同质性和异质性(polyplasmy、 homoplasmy and heteroplasmy )
一般每个细胞有数千个mtDNA, 即多质性； 如果所有mtDNA分子都是相同的，则为同质性； 如果突变型mtDNA与野生型共存，即异质性。
（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
第三节 线粒体疾病的遗传特点
由于每个细胞中线粒体DNA拷贝数目可多 达数千，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。
MERRF：最常见突变是tRNALys基因存在8344 位点 A→G突变，使tRNALys结构中TφC环改变。
LHON：病人ND4基因中存在11778位点上G→A 突变，使NADH脱氢酶亚单位4（ND4）第340位 精氨酸变成了组氨酸，从而影响了线粒体能量的 产生，引进视神经和视网膜神经元退化。
一、线粒体基因组突变类型
（一）点突变
主要为mtDNA序列上碱基替换导致的错义突变。
（二）大片段重组

《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。

线粒体DNA的遗传与疾病线粒体DNA，又称为mtDNA，是指细胞内的线粒体中所包含的一种DNA分子。

与细胞质一样，线粒体也是细胞内的一个小器官，其功能是为细胞提供能量。

线粒体DNA具有许多特殊的遗传特点，其中最重要的一点是它的遗传方式与核基因不同。

线粒体DNA的遗传方式是单亲遗传，即只由母亲传递给子女。

这是因为在受精卵中，只有母亲的卵细胞中含有线粒体，而父亲的精子中则没有线粒体。

因此，线粒体DNA的遗传特点成为了研究人类遗传学和疾病发生的热点话题。

与核基因不同，线粒体DNA缺少重组的机制，而且突变率非常高。

因此，线粒体DNA突变可以引起一些疾病。

这些疾病被称为线粒体病。

线粒体病可以在个体发育的早期阶段就表现出来，或者在个体中年后才出现，症状因人而异。

线粒体病可以分为两类：常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传。

常染色体显性遗传的线粒体病是由母亲的线粒体DNA同时携带正常和突变两种形式而引起的。

当这两种形式的线粒体DNA在细胞内相互竞争时，就会出现一些症状。

例如，常染色体显性遗传的线粒体病有麻痹性斜视、舞蹈病和智力障碍等。

常染色体隐性遗传的线粒体病是由母亲的线粒体DNA仅携带突变形式而引起的。

这种线粒体病发生的风险比显性遗传的情况更高。

常染色体隐性遗传的线粒体病有癔症性痉挛和中风等。

线粒体病的诊断是从临床症状和生化检测入手的。

例如，通过检测肌肉组织中的线粒体呼吸链酶的活性和某些代谢物的浓度等可以协助诊断线粒体病。

此外，利用基因测序技术也可以识别和分析线粒体DNA中的突变。

目前，治疗线粒体病还没有有效的方法。

但是，借助于一些新的技术和方法，如体外生殖技术和基因编辑技术等，可以通过移植正常线粒体DNA的方法来预防线粒体病的发生。

当然，这种方法也存在一定的风险和限制，需要进一步的研究和探索。

线粒体DNA的遗传特点与疾病发生密切相关。

深入了解线粒体遗传，可以为预防和治疗线粒体病提供新的思路和方法。

同时，研究线粒体DNA还可以从遗传角度解释人类的起源和进化，具有广泛的科学价值和应用前景。