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線粒體與長壽篇一

細胞的生存需要兩個基本的要素：構成細胞結構的化學元件和能量。生物從食物中獲取能量，根據對氧的需要情況分為兩種類型：厭氧、好氧。在真核生物中，需氧的能量轉化過程與線粒體有關，并且伴隨一系列的化學反應，而在原核生物中，能量轉化與細胞質膜相關。

線粒體外膜是線粒體最外的一層全封閉的單位膜結構，是線粒體的界膜，厚6～7nm,平整光滑。外膜含有孔蛋白, 所以外膜的通透性非常高,使得膜間隙中的環境幾乎與胞質溶膠相似。外膜含有一些特殊的酶類，外膜上含有單胺氧化酶,該酶是外膜的標志酶,這種酶能夠終止胺神經遞質,如降腎上腺素和多巴胺的作用。外膜的主要作用是形成膜間隙，幫助建立電化學梯度，同時能進行一些生化反應，協助線粒體內膜和基質完成能量轉換功能。

內膜是位于外膜的內側包裹線粒體基質的一層單位膜結構，厚5～6nm。內膜的通透性較低，一般不允許離子和大多數帶電的小分子通過。內膜的蛋白與脂的比例相當高，并且含有大量的心磷脂，約占磷脂含量的20%，心磷脂與離子的不可滲透性有關。線粒體內膜通常要向基質折褶形成嵴，嵴的形成使內膜的表面積大大增加。線粒體內膜的嵴上有許多排列規則的顆粒稱為線粒體基粒，即atp合酶，又叫f0 f1 atp酶復合體，是一個多組分的復合物。內膜的酶類可以粗略地分為三個大類∶運輸酶類∶內膜上有許多運輸酶類進行各種代謝產物和中間產物的運輸；合成酶類∶內膜是線粒體dna、rna和蛋白質合成的場所；電子傳遞和atp合成的酶類∶這是線粒體內膜的主要成分，參與電子傳遞和atp的合成。內膜的標志酶是細胞色素氧化酶。內膜是線粒體進行電子傳遞和氧化磷酸化的主要部位，含有電子傳遞鏈中進行氧化反應的蛋白和酶。在電子傳遞和氧化磷酸化過程中，線粒體將氧化過程中釋放出來的能量轉變成atp。

膜間隙是線粒體內膜和外膜之間的間隙，寬6～8 nm，其中充滿無定形的液體，含有可溶性的酶、底物和輔助因子。膜間隙中的化學成分很多，幾乎接近胞質溶膠。腺苷酸激酶是膜間隙的標志酶，它的功能是催化atp分子的末端磷酸基團轉移到amp，生成兩分子adp。膜間隙的功能是建立氫質子梯度。線粒體基質是內膜和嵴包圍著的線粒體內部空間是線粒體基質。基質中的酶類最多，與三羧酸循環、脂肪酸氧化、氨基酸降解等有關的酶都存在于基質之中。此外還含有dna、trnas、rrna、以及線粒體基因表達的各種酶和核糖體。基質中的標志酶是蘋果酸脫氫酶。線粒體基質的功能是進行氧化反應，主要是三羧酸循環。

線粒體對許多親水物質透性低，所以必須具備主動運輸系統。線粒體還是鈣庫，具有儲備鈣離子的能力，但是鈣離子的出入需要運輸蛋白。內膜的運輸系統主要是運輸蛋白和促進運輸作用的脂類，此外還有參與電子傳遞和氫質子傳遞的復合物。線粒體需要自主完成下列運輸作用:①糖酵解產生的nadh必須進入電子傳遞鏈參與有氧氧化；②線粒體產生的代謝物質如草酰輔酶a和乙酰輔酶a必須運輸到細胞質中，它們分別是細胞質中葡萄糖和脂肪酸的前體物質;③線粒體產生的atp必須進入到胞質溶膠，以便供給細胞反應所需的能量，同時，atp水解形成的adp和pi又要被運入線粒體作為氧化磷酸化的底物。在線粒體內膜上具有完善的運輸系統，主要是運輸蛋白和一些起促進運輸作用的脂類(如心磷脂)。運輸系統也包括參與電子傳遞和氫質子傳遞的復合物，內膜上有運輸丙酮酸、脂肪酸和特殊氨基酸的運輸蛋白，其中某些運輸蛋白(包括同向和逆向)是靠質子梯度驅動的。線粒體氧化磷酸化作用所需無機磷(pi)輸入是與線粒體中oh-的輸出同時逆向進行的(二者間輸入與輸出的比值為1:1)。線粒體中由adp+pi生成的atp向細胞質的運送是通過另一種運輸蛋白與細胞質中的adp進行交換完成的，結果是atp被運輸到胞質溶膠供細胞代謝需要，adp被運進線粒體基質，與運進的pi一起參與atp的合成。這兩種逆向運輸泵共同維持線粒體基質中高adp和pi的濃度

線粒體是細胞內氧化磷酸化和形成atp的主要場所，有細胞“動力工廠”之稱。糖酵解生成的丙酮酸進入線粒體基質，經過三羧酸循環生成fadh2和nadh，再進入呼吸鏈進行氧化磷酸化，最后生成atp和水。呼吸鏈上的電子載體有黃素蛋白、細胞色素、鐵硫蛋白和輔酶q。主呼吸鏈由復合物i、iii、iv組成，傳遞氧化nadh釋放的電子，次呼吸鏈由復合物ii、iii、iv構成，傳遞氧化fadh2釋放的電子。呼吸鏈通過3個氧化磷酸化偶聯位點即復合物i、iii、iv建立質子動力勢，驅動atp合酶合成atp。

線粒體的蛋白質合成具有原核生物蛋白質合成的特點，mrna的轉錄和翻譯是在同一時間和地點進行、蛋白質合成的起始trna與原核生物的相同、蛋白質合成對藥物的敏感性與細菌一樣。翻譯后轉運是指在游離核糖體上合成的蛋白質等到完全合成以后釋放到胞質溶膠中才被轉運。這也稱為蛋白質尋靶。共翻譯轉運是指膜結合核糖體合成的蛋白質，在進行翻譯的同時就開始轉運，通過定位信號，一邊翻譯一邊進入內質網，然后進行進一步加工和轉移。在膜結合核糖體上合成的蛋白質通過信號肽，經過連續的膜系統轉運分選才能到達最終的目的地，這一過程又稱為蛋白質分選。在游離核糖體上合成的蛋白質n端的信號統稱為導向信號或導向序列。由于這一段序列是氨基酸組成的肽，所以由稱為轉運肽或者前導肽。將膜結合核糖體上合成的蛋白質的n端具有信號作用的序列稱為信號序列，將組成該序列的肽稱為信號肽。

過氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡，不屬于內膜系統的膜結合細胞器。過氧化物酶體的標志酶是過氧化氫酶，它的作用主要是將過氧化氫水解，過氧化氫是氧化酶催化的氧化還原反應中產生的細胞毒性物質。過氧化物酶體主要含有的酶類是氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶。不同的氧化酶作用于不同的底物，共同特征是氧化底物時將氧還原成過h2o。過氧化氫酶是過氧化物酶體的標志酶，作用是使過氧化氫還原成水。

過氧化物酶體除了水解過氧化氫，它的氧化作用也可以使有毒物質失活，能夠對氧濃度進行調節，可以避免高氧毒害細胞，過氧化物酶體也是脂肪酸氧化的一個部位。過氧化物酶體與線粒體一樣都是二裂法進行增殖，但是過氧化物酶體沒有自己的dna和核糖體，因此所有的酶和蛋白質都是由和基因編碼并在細胞質中游離核糖體中合成的，然后通過導向序列轉運進來。

線粒體與長壽篇二

《線粒體與認知老化》讀后感

2011704103林薇

文章從生物學的角度，論述了線粒體和認知老化的關系，介紹了線粒體在數量、分布及其能量供應，ca2+濃度的維持，引發神經細胞凋亡，及線粒體基因等幾個方面對認知老化產生的影響，描述了老化過程中線粒體功能失常引起的認知障礙。

文章開頭介紹了線粒體的結構與功能，其主要是結構有內膜、外膜、存在總多酶系的基質及dna、rna組成，線粒體也是細胞的動力工廠，通過對糖、脂肪、氨基酸的氧化，產生大量atp功能。同時線粒體還有另一重要功能線粒體跨內外膜電化學梯度執行的攝取ca2+的功能，并通過2na+/ca2+交換系統和大分子通透性轉移孔道，將線粒體內積累的ca2+釋放到細胞漿中，從而保持了線粒體以及細胞漿的ca2+平衡。

由于構成認知的生物學基礎是神經系統，在神經系統的基本組成成分神經元中，存在著大量的供能細胞器―線粒體。所以線粒體的細微變化影響著神經元的功能，進而影響整個神經系統，從而對認知產生影響。而文章第二段則展開將此作用產生的機制。首先通過bertoni-freddari的報道及有關研究結果說明線粒體數量、分布、產能與認知老化所成的反比關系。然后對線粒體中ca2+在學習記憶老化中的作用進行科學性解釋，并由于線粒體對ca+濃度維持的重要作用，而說明線粒體對認知老化的影響。()然后，一研究表明一蛋白質異常使線粒體無法正常監管ca2+,導致細胞ca2+濃度升高導致細胞死亡而說明線粒體引起神經細胞凋亡產生認知老化。最后由于基因能夠編碼蛋白質，通過皮埃爾·羅貝爾及其研究小組的研究結果及最近研究者的研究結果表明線粒體基因與認知老化之間的關系。

最后作者展望通過對線粒體與認知老化的深入研究，對認知老化機制有進一步了解并為認知障礙性疾病的治療提供新的線索和思路。

曾經看到過這樣一個理論，人們在嬰兒時期的神經纖維間連接網絡非常緊密。然后隨著人們的生活經驗及學習，部分經常使用的神經纖維間保持并加強著緊密的聯系，而部分神經纖維由于長期閑置而逐漸斷裂，或者說部分神經元鏈凋亡。因而人們在年紀小的時候的學習認知會比老了之后更加容易。而這篇文章從線粒體的角度說明了其對神經細胞凋亡產生的作用，神經細胞的最終歸宿是細胞凋亡，在發育過程中有50％的神經細胞將凋亡。神經細胞大量凋亡是產生認知老化的原因之一。兩個理論也相互佐證。

我同作者保有同樣的展望，并且本人對線粒體在基因層面的治療保有較大期待，因為基因層面是解決生物問題的非常深入的層面。文章中通過在基因層面對小鼠進行試驗也表明線粒體基因突變對神經元衰退產生的影響。許多線粒體疾病如線粒體腦肌病、老年性癡呆、帕金森病、衰老、ⅱ型糖尿病、癲癇等，在電影、電視劇中都是戳中人淚點的可怕疾病。估計許多人也是寧可死亡也不愿變傻。并且人口老齡化日益加劇，認知老化相關疾病發病人數逐年增多，因而解決認知老化問題確實是人類應盡早突破的難關。

線粒體與長壽篇三

線粒體與疾病

線粒體廣泛分布于各種真核細胞中，其主要功能是通過呼吸鏈(電子傳遞鏈和氧化磷酸化系統)為細胞活動提供能量，并參與一些重要的代謝通路，維持細胞的鈣、鐵離子平衡，以及參與其他生命活動的信號傳導。

此外，線粒體還與活性氧(ros)的產生及細胞凋亡有關。組成線粒體的蛋白質有1000多種，除呼吸鏈復合體蛋白受mtdna與核基因雙重編碼，其他蛋白均由核基因編碼。mtdna突變或核基因突變都能引起線粒體功能紊亂。早在1963年，nass等人就發現有遺傳物質dna的存在。1981年，anderson等發表了人類mtdna全序列。1988年，holt和wallace分別在線粒體腦病和leber's遺傳性視神經病(lhon)患者的細胞中發現了mtdna突變，從此開辟了研究mtdna突變與人類疾病的新領域。隨著對mtdna研究的深入，人們對mtdna的突變和人類疾病的相關性日益重視。動物模型和人類研究證據均證明，mtdna突變是引起人類多因素疾病，部分遺傳性疾病以及衰老的重要原因之一。

? 線粒體dna的遺傳學特征

? 母系遺傳

有研究表明，在受精過程中，精子線粒體會被卵子中泛素水解酶特異性識別而降解，這很好地解釋為什么父源性mtdna不能傳播給后代。

? 異質性和突變負荷

人們將細胞或組織同時擁有突變型和野生型mtdna的狀態稱為異質性;將細胞或組織只擁有一種mtdna的狀態稱為均質性。

突變負荷指發生突變mtdna占全體mtdna的百分比，是衡量mtdna突變體異質性程度的重要指標。

? 閾值效應

當異質性mtdna突變體的突變負荷較低時, 與突變型mtdna共存的野生型mtdna會發揮足夠的補償作用, 以維持線粒體呼吸鏈的功能。然而, 當突變負荷超過一定范圍, 使得野生型mtdna的數量不足以維持呼吸鏈的功能時, 組織或器官就會出現異常, 這種現象被稱為閾值效應

? “瓶頸”和隨機分配（導致線粒體dna有組織和器官的差異性）

異質性mtdna突變體的突變負荷高低在不同的世代交替間變化顯著, 這種效應即為線粒體遺傳的“瓶頸”。“瓶頸”的產生并不是因卵子發生早期mtdna數量急劇減少造成, 而是由卵母細胞經歷了多次分裂使得最終分配到每個卵子中的mtdna的有效數量較少所致。在有絲分裂時(包括卵子發生), mtdna被隨機分配到子代細胞中。存在于卵母細胞中的mtdna分子約有150 000個, 經過卵子發生, 只有部分mtdna進入初級卵母細胞中, 形成了異質性水平相差很大的卵母細胞群;受精后受精卵經歷卵裂和胚胎發育, 最終僅有幾個拷貝的mtdna分子進入新生兒的組織細胞中[20~22]。因此, 同一母系家族成員間的疾病表型和同一患者組織間的突變負荷時常會迥然不同。體細胞每經歷一次有絲分裂, mtdna會隨著線粒體一起被隨機分配到子代細胞中, 由此, 組織中mtdna的突變負荷會隨組織細胞分裂而變化, 進一步說, 同一患者的疾病表型也能隨時間推移而表現出變異性。? mtdna疾病的特征

線粒體是真核細胞重要的細胞器，由于缺乏蛋白保護并且沒有完整的突變修復功能，以及線粒體內部極高的氧分壓，mtdna突變率非常高。

? 致病性mtdna突變一般具有以下特點：

突變位點在進化上比較保守；

突變導致的生化損傷和疾病的臨床表型能夠分離;

當突變是異質性突變時，組織損傷程度與突變負荷呈正相關;

同一突變可以從遺傳上相互獨立的患者中發現。

? mtdna突變與表型之間的關系復雜

相同的突變可以引發不同 的疾病表型，如，trnalleu(uur)基因上的a3243g突變既能出現在melas患者中，也能出現在cpeo、線粒體肌病、糖尿病伴耳聾患者中;同一疾病表型也可以由不同的突變引起，例如，melas可以由20多個點突變(位于編碼trnas或呼吸鏈復合體蛋白亞基的線粒體基因上)引起，也可以由重組突變引起。? 一些彼此獨立的因素可以影響mtdna疾病的臨床表現：突變體的異質性水平、組織

分布、器官對呼吸鏈的依賴程度、核背景和環境因素等。

? 線粒體突變與疾病

從遺傳學角度可以將mtdna突變分為兩大類：點突變和重組突變。

? 點突變

? lhon(leber 遺傳性視神經病變)

leon是第一個被鑒定出與mtdna點突變有關的母系遺傳疾病，臨床上以兩側連續急性或亞急性視力衰退為特征，主要累及青少年男性。

? melas（線粒體腦肌病伴高乳酸血癥和卒中樣發作）

melas是一組具有高度臨床變異性和遺傳異質性的mtdna疾病，與melas相關的mtdna點突變已經超過20個，它的主要特征有：1)腦頂枕葉局灶性損害及由此引起的卒中樣發作;2)乳酸性酸中毒和破碎紅纖維（rrf);3)其他中樞神經表現，如癡呆、反復頭痛和嘔吐、癲癇發作、色素性視網膜炎和耳聾;

? merrf(myoclonic epilepsy and ragged red fibers)

merrf是一種母系遺傳的神經肌肉紊亂癥，它的主要特征：1)肌陣攣、癲癇、肌無力和消瘦伴破碎紅纖維;2)耳聾和癡呆;3)小腦齒狀核和次級小葉出現神經元喪失與神經膠質過多癥;4)一些病人軀干部有對稱性脂肪增多的表現;5)生化上，線粒體復合體i常有缺損，而復合體ⅳ不易受累，出現的破碎紅纖維為cox陰性。

? narp mils

narp是一種母系遺傳綜合征，主要特征有：1)共濟失調、色素性視網膜炎和外周神經病：2)m病人的小腦和大腦有輕度彌漫性萎縮，嚴重者可出現基礎神經節損害;3)肌肉活檢往往檢查不到破碎紅纖維。

? 線粒體耳聾

? 重組突變

主要分為：大片段缺失和倍增。缺失突變可以單獨存在于患者中，也能與倍增同時出現。這種大片段重組突變通常與一些典型的疾病表型有關，如pearson氏綜合征、cpeo慢性進行性外眼肌麻痹)和pearson氏骨髓-胰腺綜合征。重組突變并不只限于上述幾種疾病表型，也能涉及糖尿病、聽力喪失和幾乎所有線粒體腦肌病[4]。? 體細胞mtdna突變在衰老和腫瘤中的作用

? 體細胞mtdna突變與衰老

? 體細胞mtdna突變會隨著衰老而逐漸積累。在40歲以下人群中的骨骼肌中基

本檢測不到異常mtdna，而在50歲以上人群骨骼肌中可以發現大量mtdna重組突變，這些突變可能與肌肉組織的老化有關。

? 有人在一些帕金森病人和正常老年人的黑質神經元中發現高頻率的mtdna缺失

突變，可能與腦組織的老化有關。

? 體細胞mtdna突變可能是由于活性氧(ros)對正常mtdna的氧化損傷造成的，而這些突變的積累會進一步損害線粒體呼吸鏈功能，并產生更多的ros和突變，從而加速衰老進程。

研究揭示：mtdna突變的積累并不與氧化壓力標志物有關，也不會導致細胞增值缺陷，而是mtdna突變的積累引起的細胞凋亡。

?突變與腫瘤

長期以來人們懷疑線粒體缺陷(包括mtdna突變)可能對癌癥的發展起重要作用。ohta等向裸鼠體內植入含突變型或野生型mtdna的轉線粒體雜交瘤細胞，并觀察老鼠體內所形成的腫瘤的形態，發現突變型mtdna可以明顯促進腫瘤的生長。如果向含突變型mtdna的轉線粒體雜交瘤細胞的細胞核中導入一段與突變基因互補的正常線粒體基因，再用新構建的瘤細胞去感染裸鼠，那么突變型mtdna促腫瘤生長作用會受到明顯抑制，提示mtdna突變有可能通過阻止腫瘤細胞的調亡來促進腫瘤或癌癥的發展。

? 結語

近年來，與mtdna突變相關的研究日新月異。mtdna突變之所以能引起人們的廣泛關注，是因為：1)mtdna突變已經成為人類遺傳性疾病的重要病因;2)mtdna突變(主要是序列多態性)可以為人類起源、進化和遷徙規律的研究提供可靠的遺傳學證據;3)體細胞mtdna突變有可能在衰老和腫瘤中發揮關鍵作用。

? 【參考文獻】

[1] wallace ondrial diseases in man and mouse[j].science，1999，283(5407)：1482-1488.[2] dimauro s，schon ondrial respiratory-chain diseases[j].n eng1 j med，2003，348(26)：2656-2668.

線粒體與長壽篇四

第七章線粒體疾病的遺傳

一、教學大綱要求

1．掌握線粒體遺傳、線粒體疾病、異質性、閾值效應等基本概念。

2．掌握線粒體dna的結構與遺傳特點。

3．熟悉線粒體基因組與核基因組的關系。

4．了解線粒體dna的復制、轉錄特點。

二、習題

（一）a型選擇題

1．mtdna指

a．突變的dnab．核dnac．啟動子順序

d．線粒體dnae．單一序列

2．下面關于mtdna的描述中，那一項是不正確的a．mtdna的表達與核dna無關b．mtdna是雙鏈環狀dna

c．mtdna轉錄方式類似于原核細胞d．mtdna有重鏈和輕鏈之分e．mtdna的兩條鏈都有編碼功能

3．mtdna中編碼mrna基因的數目為

a．37個b．22個c．17個d．13個e．2個

4．線粒體遺傳不具有的特征為

a．異質性b．母系遺傳c．閾值效應d．交叉遺傳e．高突變率

5．mtdna中含有

a．37個基因b．大量調控序列c．內含子

d．終止子e．高度重復序列

6．受精卵中的線粒體

a．幾乎全部來自精子b．幾乎全部來自卵子c．精子與卵子各提供1/2

d．不會來自卵子e．大部分來自精子

7．線粒體疾病的遺傳特征是

ａ．母系遺傳ｂ．近親婚配的子女發病率增高

ｃ．交叉遺傳d．發病率有明顯的性別差異

ｅ．女患者的子女約1/2發病

8．最早發現與mtdna突變有關的疾病是

a．遺傳性代謝病b．leber遺傳性視神經病c．白化病

d．分子病e．苯丙酮尿癥

9．最易受閾值效應的影響而受累的組織是

a．心臟b．肝臟c．骨骼肌d．腎臟e．中樞神經系統

10.遺傳瓶頸效應指

a．卵細胞形成期mtdna數量劇減b．卵細胞形成期ndna數量劇減

c．受精過程中ndna.數量劇減d．受精過程中mtdna數量劇減e．卵細胞形成期突變mtdna數量劇減

（二）x型選擇題

1．下面關于線粒體遺傳系統的正確描述是

a．可編碼線粒體中全部的trna、rrna

b．能夠獨立復制、轉錄，不受ndna的制約

c．在細胞中有多個拷貝

d．進化率極高，多態現象普遍

e．所含信息量小

2．mtdna的d環區含有

a．h鏈復制的起始點b．l鏈復制的起始點c．h鏈轉錄的啟動子

d．l鏈轉錄的啟動子e．終止子

3．mtdna的轉錄特點是

a．兩條鏈均有編碼功能b．兩條鏈的初級轉錄產物都很大

c．兩條鏈都從d-環區開始復制和轉錄d．trna兼用性較強

e．遺傳密碼與ndna相同

4．線粒體dna復制的特點是

a．復制起始于h鏈的轉錄啟動子b．按順時針方向復制

c．復制過程中，h鏈長時間持單鏈狀態d．兩條鏈的復制起始點相隔2/3個mtdna e．復制方式以d-環復制為主

5．線粒體異質性

a．指長度異質性b．指序列異質性c．發生率與年齡相關

d．在神經、肌肉系統中發生率高e．高發于ｄ環區，導致線粒體疾病

6．線粒體多質性指

a．不同的細胞中線粒體數量不同b．一個細胞中有多個線粒體

c．一個線粒體中有多個dnad．一個細胞中有多種mtdna拷貝

e．一個線粒體中有多種dna拷貝

7．“閾值效應”中的閾值

a．指細胞內突變型和野生型mtdna的相對比例b．易受突變類型的影響

c．個體差異不大d．有組織差異性e．與細胞老化程度無關

8．下面關于線粒體遺傳的不正確描述是

a．同質性細胞可漂變為異質性

b．低突變型mtdna水平不會引起臨床癥狀

c．突變mtdna具有復制優勢

d．線粒體疾病不隨年齡增加而漸進性加重

e．父方的mtdna對表型無明顯作用

9．影響閾值的因素包括

a．組織器官對能量的依賴程度b．mtdna的突變類型

c．組織的功能狀態d．組織細胞的老化程度

e．個體的發育階段

10．mtdna高突變率的原因是

a．缺乏有效的修復能力b．基因排列緊湊

c．易發生斷裂d．缺乏非組蛋白保護

e．復制頻率過低

11．mtdna的修復機制是

a．轉移修復b．光復活修復c．切除修復d．sos修復e．重組修復

（三）名詞解釋

1．mtdna

2．異質性

3．閾值效應

（四）問答題

1．什么是mtdna？它有什么特性？

2．說明線粒體的遺傳規律和發病規律。

3．簡述ndna在線粒體遺傳中的作用。

三、參考答案

（一）a型選擇題

1．d2.a3.d4.d5.a6.b7.a8.b9.e10.a

（二）x型選擇題

1．

（三）名詞解釋

略。

（四）問答題

1．線粒體dna約16.5kb，為一種雙鏈環狀dna，由一條重鏈和一條輕鏈組成，含37個基因：22個trna基因、2個rrna基因、13個mrna基因。與ndna相比，具有高度簡潔型、高突變率、母系遺傳、異質性等特點。

2．①高度簡潔性：基因內無內含子，整個dna分子中很少非編碼順序；②高突變率：mtdna分子裸露；復制時長時間處于單鏈狀態，分子不穩定；缺少有效的修復系統；③異質性：同一個細胞中野生型mtdna和突變型mtdna共存；④閾值效應：細胞中突變型mtdna達到一定數量，能量代謝不足以滿足細胞生命活動需要時，才會表現出臨床癥狀；⑤母系遺傳：受精卵中的線粒體幾乎全部來自卵子，因此，只有母親的突變線粒體可以傳給后代，臨床上表現為母親發病，子代可能發病，父親發病，子代正常；⑥與ndna的遺傳密碼不完全相同；⑦mtdna的轉錄過程類似于原核生物。

3．mtdna具有自我復制、轉錄功能，但需要由核dna（nuclear dna，ndna）編碼的酶蛋白參與這些過程。可見mtdna基因的表達受核dna的制約；而且線粒體只能合成少部分線粒體蛋白，大部分蛋白由核基因組編碼，在細胞質核糖體上合成后轉運到線粒體中。mtdna必須與ndna協同作用，才能完成能量代謝過程。

（李曉雯）

線粒體與長壽篇五

線粒體dna與人體衰老的關系

線粒體是細胞呼吸和物質氧化的中心，是機體產生atp的重要場所，生物體內有80%的atp由線粒體產生，故其被稱為細胞的“動力工廠”。它具有復雜的亞顯微結構和能量轉換系統，通過氧化磷酸化作用為細胞生命活動提供能量。

線粒體作為直接利用氧氣制造能量的部位，90%以上吸入體內的氧氣被線粒體消耗掉。一方面生物體利用氧分子制造能量，另一方面氧分子在被利用的過程中會產生極活潑的中間體（活性氧自由基）傷害生物體造成氧毒性。生物體就是在不斷地與氧毒性進行斗爭中求得生存和發展的，氧毒性的存在是生物體衰老的最根本的原因。線粒體利用氧分子的同時也不斷受到氧毒性的傷害，線粒體損傷超過一定限度，細胞就會衰老死亡。生物體總是不斷有新的細胞取代衰老的細胞以維持生命的延續，這就是細胞的新陳代謝。

衰老作為一種復雜的生理現象,主要表現為機體各項生理功能的下降。在衰老過程中,線粒體生物學發生變化,線粒體dna突變與衰老的進程有密切關系。線粒體是一種半自主細胞器，含有自身的dna(mtdna)，研究表明mtdna突變在組織細胞衰老過程中起著重要作用。

在遺傳上，線粒體受細胞核dna和mtdna雙重控制，mtdna遺傳信息量雖小，卻控制著線粒體一些最基本的性質。人類的mtdna是環狀雙鏈分子，具有自我復制和轉錄功能，由16569 bp組成，含37個基因，其中13個編碼氧化磷酸化相關蛋白質，2個為rrna基

因，其余為trna基因。mtdna具有特殊的遺傳特征【1】。母系遺傳、高突變率、異質性、閾值效應、高利用率、協同作用。

隨著研究的深入，mtdna突變與人類遺傳病、腫瘤及衰老的關系也了解得更為透徹。有實驗證明，在心或腦中缺失7.4kb片段的mtdna的含量隨年齡增長而又明顯增加。年齡為63~77歲的人與24歲的人相比，其腦部區域的mtdna損傷程度增加14倍。mtdna突變有 3種：缺失突變、點突變、串聯重復mtdna的三種突變都可引起衰老。

大多數伴有mtdna缺失的疾病往往在成年期開始表現出來，癥狀隨年齡增長而加重，缺失的mtdna隨年齡的增加而增加。這種突變累積的結果，使線粒體氧化磷酸化的能力逐漸降低，細胞產生atp的量也就越來越少，從而表現出來的癥狀越來越明顯。這種隨年齡增長而明顯增加的缺失只聚積在老化的絲狀分裂后細胞內，在40～80歲年齡段隨年齡增長呈指數增加。缺失在不同年齡組中的發生率是隨增齡而遞增的，健康中國人白細胞中也可檢測到“普通缺失”，缺失開始的年齡可能是40歲以后，雖然缺失比例很低，但缺失的發生率是隨增齡而遞增的，這一結果與國外研究人腦、骨骼肌組織中線粒體dna缺失有相似之處【2】。缺失隨增齡積累的原因可能是隨增齡機體內抗氧化能力下降，自由基對dna的損傷增加，線粒體dna的突變則增多【3】。roberto等【4】在年老的骨骼肌 中發現，d環中存在兩個點突變。對來源于91個不同年齡、不同個體的活體組織中這兩個突變的存在度和異質水平進行了評價，發現突變隨著年齡增加

而顯著積累。mtdna突變隨年齡的增長而增多，使mtdna基因組高突變率常作為衰老過程的潛力生物學標記【5】。

在1988年首次證實線粒體疾病與線粒體突變之間的關系【6】。在隨后的十余年間,研究者又發現許多與衰老相關的主要原因是mtdna的變異突變。與此相關的衰老性疾病包括阿爾茨海默癥、帕金森綜合征等。

然而mtdna的異常卻可引起呼吸鏈的電子傳遞酶系和氧化磷酸化酶系的異常。故衰老與線粒體的自由基代謝有關。自由基化學性質活潑，易于發生氧化—還原反應。自由基一旦生成，就攻擊其他易氧化的物質，發生自由基連鎖反應，造成氧化傷害。在正常情況下，線粒體內存在兩種主要的保護酶：超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，他們協同作用清除自由基。隨著衰老的加劇，線粒體的自由基清除能力下降，自由基累積，造成膜功能喪失，代謝紊亂。

線粒體產生能量時，往往伴有自由基生成。這些自由基帶有一個未配對電子，性質非常活躍，它們攻擊細胞的所有組成部分，包括呼吸鏈蛋白質和線粒體dna。任何阻礙電子流過呼吸鏈的因素，都能使電子從黃素脫氫酶、輔酶q或細胞色素b直接與氧作用而產生自由基。線粒體dna突變可能使電子沿呼吸鏈的流動受阻，導致自由基增加和更多的線粒體dna突變。由于線粒體dna裸露于產生高氧自由基的線粒體內膜下，本身又缺乏損傷修復系統，易氧化損傷發生突變【7】。由于線粒體dna中各基因排列緊密利用率高，因而線粒體dna任何部位的突變都會累及到基因中的一個重要功能區域

【8】，最終使氧化磷酸化功能受損。kayakawa等【9】研究發現體內存在著多種與增齡相關的線粒體dna的缺失，含量較豐富的是“普通缺失”。為此提出一個有關線粒體dna突變的“冰山模型”，認為“普通缺失”僅僅構成這個冰山的頂，其底部存在著許多目前尚未檢測到的突變，這一整體共同作用的積累導致了細胞能量代謝的缺陷，從而加速衰老的進程。我們選擇以這種在體內分布廣泛、易于檢測的“普通缺失”進行線粒體dna缺失的研究，是一個既經濟又快捷的檢測手段。

無論是mtdna突變還是自由基的原因，都表明線粒體在整個細胞凋亡中具有先導作用。線粒體對于生命體的長壽起到了重要的作用。衰老與線粒體是具有密切關系的。線粒體與衰老的研究也沒有停止，一直在深入。

【參考文獻】

1jorde lb，watkins ws，bamshad mj，et distribution of hum an genetic spanersity: a comparison of mitochondrial, autosomal, and ychromosom e j hum genet，2000，66(3)：979988.2reyeier lation of deletions in mitochondrial dna during tissue aging: analysis by long m biophys res commun, 1995,217:hler hj, pacher l, medori ive stress and mitochondrial dysfunction in m mol biol int, 1994,34:169-181.4del bo r，bordoni a，martinelli boneschi f，et ce and a gerelated distribution of mtdna dloop point mutations in skeletal muscle fro m healthy subjects and mitochondrial patients.j neurol sci，2002，202(12)：85 91.5ross oa，hyland p，curran md，et ondrial dna damage in lymphocytes: a role in immunosenescence? exp gerontol，2002，37(23)：329340.6holt ij，harding ae，morganhughes ons of muscle mitochond rial dna in patients with mitochondrial ，1988，331(6158)：717 719.7byun ds,venkatraman jt, yu bp, et tion of antioxidant activities and immune response by food restriction in aging ficher-344 (milano),1995,7: hi, dimitrijeric b, mahalingam ondrial dna and nuclear dna from normal rat liver have a common natl acad sci usa, 1983,80:wa m, kazumi k, yoneda m, et ondrial dna minicircles, lacking replication origins, exist in the cardiac muscle of a young normal m biophys res commun, 1995, 215:952-960.10《細胞生物學》

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