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助理公共医师:线粒体遗传--细胞生物学

http://zige.eol.cn  来源:  作者:来源:考试大  2009-01-20    

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线粒体的遗传、增殖和起源

  线粒体遗传

  线粒体是一种半自主性的细胞器,它除了有自己的遗传物质——线粒体DNA外,还有蛋白质合成系统(mRNA、rRNA、tRNA)和线粒体核糖体等。线粒体中的蛋白质只有少数几种是线粒体基因编码的,大多数线粒体蛋白质还是由核基因编码。所以线粒体的生物合成涉及两个彼此分开的遗传系统。

  ■ 线粒体的基因组

  线粒体DNA(mt DNA)是双链环状分子,基因组的大小变化很大,动物细胞线粒体基因组较小,约~16.5kb,每个细胞中有几百个线粒体,每个线粒体有多个DNA拷贝, mtDNA通常与线粒体内膜结合在一起。

  人的线粒体基因没有发现内含子,但在酵母线粒体至少两个基因中发现有内含子,如细胞色素氧化酶复合物亚基Ⅰ蛋白基因中就有9个内含子。

  ■ 线粒体基因及线粒体DNA的复制和转录

  ● 线粒体基因

  在人的线粒体DNA中有两个线粒体rRNA基因: 12S rRNA和16S rRNA 基因、22种线粒体合成蛋白质所需的tRNA基因和13种编码蛋白质的基因。

  由于不同生物线粒体基因组大小不同,遗传信息量也不相同(表7-6)。

表7-6 已鉴定的线粒体基因

  注: +:表示存在;-:表示不存在;*:某些真菌可编码6个亚基。

  ● mtDNA复制

  线粒体DNA在核基因编码的DNA聚合酶的作用下以D-环方式进行复制,这种DNA聚合酶是线粒体特异的。线粒体的复制期主要在细胞周期的S期和G2期,与细胞周期同步。

  ● mtDNA转录

  线粒体DNA是对称转录的, 即在线粒体DNA的H链(重链)和L链(轻链)上各有一个启动区,从各自的启动区开始全长对称转录合成前体RNA,经切割加工后履行生物学功能。

 

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