细胞核基因组与线粒体基因组的相互调控

细胞核基因组(nuclear DNA,nDNA)与线粒体基因组(mitochondria DNA,mtDNA)之间存在着非常密切的关系。mtDNA转录、复制和翻译需要各种不同的核基因产物[1];而核基因产物表达的紊乱与mtDNA突变、线粒体蛋白质的生物合成等受到抑制均有关系。两者不但在其生物发生、生物合成方面需要相互协调,更重要的是通过相互协调作用,来调节呼吸链亚基的表达,从而介导线粒体呼吸链功能的改变。研究核与线粒体两基因组之间的调控机制、核对线粒体呼吸链功能的调节,一直是近年来学者追踪的热点。在细胞内,线粒体遗传系统与细胞核遗传系统相互协作进…     

表观遗传修饰改变与线粒体疾病

线粒体功能失调是导致线粒体疾病的主要原因,因此了解线粒体功能的调节机制非常重要。近期的研究表明,表观遗传修饰的对象不仅包括细胞核DNA还包括线粒体DNA,表观遗传修饰的变化对线粒体功能的调节机制有重要影响。文章主要概括了线粒体DNA甲基化、细胞核基因组的DNA甲基化和微RNA ( microRNA, miRNA)调控等表观遗传修饰与线粒体疾病发生的关联研究进展。     

核呼吸因子研究进展

核呼吸因子是一类能调节线粒体呼吸链基因表达的转录因子,包括核呼吸因子 -1与核呼吸因子- 2。这两种因子在分子结构、作用机制等方面具有各自不同的特点,对线粒体基因转录和复制的许多重要环节发挥调控作用。     

线粒体核糖体蛋白与人类线粒体疾病

哺乳动物线粒体核糖体(mitochondrial ribosome,mitoribosome)在漫长的进化阶段经过一系列的结构重组,rRNA比例降低,新增了部分线粒体核糖体蛋白(mitochondrial ribosomal proteins,MRPs),成为蛋白含量最丰富的核糖体.所有MRPs均为核基因编码,在细胞质中合成,再转运到线粒体,与线粒体基因(mitochondrial DNA,mtDNA)编码的两种rRNA结合.mtDNA除编码tRNA和rRNA外,还编码组成线粒体呼吸链复合体的13种蛋白质.由于线粒体核糖体负责翻译这13种蛋白,MRPs和其他翻译工具的突变和缺陷可造成线粒体的相关疾病.     

美国临床遗传学进展

第三讲线粒体病 正如我在前一讲中指出的,线粒体DNA分析技术及其发现为临床遗传学领域开辟了一个重要的分支,尤其是对遗传代谢病的诊断提供了重要的手段.线粒体病包括两组完全不同的,但都可导致呼吸链功能异常的遗传代谢病.第一组是核DNA基因突变造成的.第二组是由于线粒体DNA基因突变引起的.     

寄生性线虫线粒体基因组研究进展

线粒体是绝大多数真核生物细胞氧化供能的主要细胞器。它有一套独立于胞核染色体的基因组———线粒体DNA (mtDNA)。自 1 962年Nass等发现mtDNA以来 ,对它的研究一直方兴未艾。目前 ,已确定 2 5 0多种后生动物mtDNA完整序列 (Huetal.,2 0 0 3a)。线粒体DNA一般呈双链环状 (有少数呈线状 ) ,较小 ,核苷酸数目多在 1 3kb～ 2 0kb之间 ,结构紧凑 ,有 36～ 37个基因 ,编码着 1 2～ 1 3个蛋白质 (全是细胞内呼吸链酶复合体组成部分 )、2个rRNA和 2 2个tRNA。线粒体基因组内没有内含子 ,各基因之间没有基因间隔或间隔很小( 1个到数十个…     

线粒体DNA突变及其致病性的遗传学研究进展

线粒体疾病主要是由线粒体ＤＮＡ(ｍｔＤＮＡ)突变所致 ,部分核基因突变亦可造成线粒体疾病。目前人们所认识的线粒体疾病主要是一些神经肌肉变性疾病 ,如Ｌｅｂｅｒ遗传性视神经病 ,线粒体肌病和脑肌病等。 1981年线粒体基因组测序完成 ,基因功能基本明确[1] ,线粒体ＤＮＡ突变与疾病的关系遂成为分子遗传学研究的热点之一 ,并已取得了一些新的认识和进展。线粒体ＤＮＡ是存在于线粒体内的独立于细胞核染色体的较小的基因组 ,主要为线粒体呼吸链氧化磷酸化有关的蛋白质基因。人类ｍｔＤＮＡ由长 165 69ｂｐ的闭环双链ＤＮＡ组成 ,外环为重…     

人线粒体基因组的序列与结构

人线粒体基因组序列分析所揭示的内容使人惊奇,它在许多方面不符合分子生物学的现有观念。因此,特予介绍,以飨读者。线粒体有独特复制的DNA基因组。虽线粒体内多数蛋白质由细胞核DNA编码,但有几种蛋白质则由线粒体DNA(mtDNA)编码、并由独立的线粒体翻译系统所合成。     

线粒体病与癫癎的研究进展

1概述
　　线粒体病是由于线粒体功能障碍导致ATP（三磷酸腺苷）合成障碍、能量来源不足的一组异质性疾病。ATP主要在线粒体呼吸链中生产，呼吸链由5个大型多亚基复合物组成，包含80多种蛋白质，这些蛋白质由核DNA和mtDNA（线粒体DNA）共同编码，使得线粒体疾病不仅表现出母系遗传的特点，也同时遵循孟德尔经典遗传定律。人体生长发育中，由于不同组织对能量的需求量不同，线粒体的分布也不尽相同。所以线粒体功能障碍在诸如中枢神经系统、心脏、肌肉、肝脏、肾脏等高代谢器官中更容易体现。线粒体病单纯引起神经肌肉的症状，称之线粒体肌病，若累及到脑部，称线粒体脑肌病。线粒体病还可以引起糖尿病、贫血、耳聋、胃功能紊乱等。     

细胞核基因组和线粒体基因组的相互作用

线粒体DNA是细胞内唯一的核外遗传物质,线粒体的主要功能是合成ATP,为细胞生命活动提供直接能量.线粒体基因组与核基因组在基因、蛋白以及细胞水平上相互作用,共同保证细胞能量代谢有关的活动,维持着线粒体的正常功能和细胞的正常状态.     

唐氏综合征患儿线粒体基因组突变的分析

目的 研究唐氏综合征中线粒体DNA突变情况.方法 采用高通量测序和焦磷酸测序检测7个唐氏综合征(Down's syndrome,DS)家系中的患儿和母亲的线粒体基因组序列,分析线粒体基因组序列的变化情况.结果 ①DS患儿中检测到36个与其母亲中不同的线粒体DNA突变,其中14个位点是首次在唐氏综合征样本中发现;②36个线粒体DNA突变主要发生于D-Loop区和线粒体复合物Ⅰ中;③ 线粒体基因组13个编码基因中,有11个基因检测到线粒体DNA的突变;④ 焦磷酸测序对线粒体基因组杂合突变频率的检测结果和高通量测序结果吻合.结论 DS患儿中广泛存在线粒体DNA的突变,这些突变可能与唐氏综合征的线粒体功能异常相关.     

呼吸链的电子漏路径和线粒体的超氧自由基代谢及其生物学意义

吸入机体的氧气 90 %以上在线粒体中被还原 ,呼吸链是执行这一功能的实体。呼吸链如同一条电子传递链 ,它的底物端有两个脱氢酶直接氧化三羧循环中的底物并将电子经泛醌传递给细胞色素链 ,细胞色素链的氧端是细胞色素氧化酶 ,它直接催化还原氧成水的反应。呼吸链电子传递还原氧的过程与ＡＴＰ酶催化ＡＤＰ +Ｐ→ＡＴＰ的过程相偶联共同完成线粒体合成ＡＴＰ的能量代谢 ,这是近半个世纪以来生物能力学研究的主题。近年来人们发现呼吸链传递电子并不像是一条绝缘很好的导线 ,而是在呼吸链的底物端 (泛醌区 )和氧端 (细胞色素ｃ)都有漏电现象。…     

线粒体DNA D-Loop区突变与肿瘤

线粒体DNA(mitochondrialDNA, mtDNA)是独立于细胞核DNA外的遗传物质.过去十多年的研究表明线粒体功能异常以及线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变和人类肿瘤形成与发展之间密切相关.本文将目前对线粒体DNA D-Loop区突变与肿瘤之间的研究加以简单的介绍,以利于人们了解线粒体,便于日后对其进行更深层次的研究.     

细胞色素c氧化酶的分子生物学研究进展

细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase;Cox,E.C.1.9.3.1)是细胞核基因组和线粒体基因组分别编码的亚基共同组成的复杂的复合物,研究两基因组间的表达和调控机制以及Cox亚基在质子电化学电位中的分子机理等方面一直处于探索阶段,本文就近年来的研究作一简要综述.     

儿童线粒体病的诊断与治疗研究进展

线粒体病（MD）是指原发于线粒体能量合成系统（MEGS）功能异常所引起的一组特定的疾病.目前已知有5种原因可致MEGS功能障碍,包括线粒体呼吸链（MRC）功能障碍、丙酮酸代谢障碍、三羧酸循环障碍、脂肪酸氧化障碍和肌酸代谢障碍,其中由线粒体DNA（mtDNA）和核DNA（nDNA）突变所致呼吸链传递障碍是MD最常见的原因[1].mtDNA的致病突变率至少为1/8 000[2],而Lamont等[3]发现大部分MD患儿为nDNA突变所致,Skladal等[4]报道遗传性MD（包括mtDNA和nDNA突变）的发病率高达1/5 000活产儿,随着诊断水平的提高,MD的发病率逐渐上升[5,6].MD临床表现复杂多样,仅20%的患者具有临床综合征的表现[7],目前缺乏公认的诊断标准和有效的治疗方法,病死率高达46%,其中80%在3岁以下死亡[8].本文对儿童MD的诊断与治疗进展加以综述.     

局灶性脑缺血大鼠脑细胞超微结构及线粒体呼吸功能变化的研究

目的研究大鼠脑细胞超微结构及脑组织线粒体呼吸链功能在局灶性脑缺血前后的变化。方法采用改良Zea-Longa方法复制大鼠大脑中动脉缺血（middle cerebral anery occlusion MCAO）模型，透射电镜观察缺血后脑组织神经元超微结构的改变；检测线粒体NAD链及FAD链R3、R4、RCR、P／O等评价呼吸功能的指标。结果局灶性脑缺血大鼠脑组织神经元细胞结构严重破坏，线粒体NAD链和FAD链的R3（P〈0．01）、P／O（NAD链P〈0．01，FAD链P〈0．05）、RCR（P〈0．01）明显低于假手术组，R4明显高于假手术组（P〈0．05）。结论脑缺血后线粒体结构破坏，功能受损，通过保护线粒体呼吸链可能对脑缺血损伤有保护作用。     

线粒体DNA突变与肿瘤发生研究进展

线粒体DNA突变与肿瘤发生、发展的研究近年来受到学者的广泛关注。发现在一些人类肿瘤和实验性肿瘤的癌细胞中，mtDNA可发生特异性改变。并有学者提出了以mtDNA突变为基础的肿瘤发生模型。mtDNA突变类型包括核酸片段丢失、硷基修饰及插入突变等。mtDNA的突变可能引起转录异常RNAs，引起线粒体呼吸链电子泄漏和ROS的漏失，使内源性ROS增加。mtDNA诱发细胞突变的另一个可能途径是通过mtDNA分子极其片段在核基因组中整合来实现的。     

线粒体生物学性状及细胞衰老和运动的影响*

背景：线粒体结构和功能的改变与细胞衰老有密切联系。 目的：归纳线粒体生物学性状改变对细胞衰老的影响。 方法：应用计算机检索Medline数据库(1990-01/2011-06)、中国期刊全文数据库(1994-01/2011-06)、万方数据库(1994-01/2011-06)中有关线粒体对细胞衰老影响的文章。 结果与结论：从线粒体呼吸链逸出形成的活性氧导致线粒体膜通透性升高,线粒体跨膜电位降低,ATP合成减少。持续的活性氧氧化作用使线粒体DNA损伤增多,导致线粒体结构功能严重受损,促进细胞衰老甚至死亡。有氧训练可显著提高机体的有氧代谢水平,增进有氧工作能力,并提高机体线粒体基质酶及呼吸链酶活性,降低糖酵解酶活性,减少线粒体的氧化损伤,降低线粒体DNA缺失突变率,使线粒体产生适应性变化,提高氧化磷酸化功能。在训练中应合理安排运动间歇,避免大强度训练对细胞的持续损伤造成线粒体结构功能下降,从而对延缓细胞及机体衰老起一定的积极作用。 关键词：线粒体;运动;细胞衰老;活性氧;线粒体DNA突变    doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.11.038     

线粒体DNA氧化损伤与肿瘤发生

线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)是哺乳动物细胞内唯一的核外遗传物质。1981年Ander-son等首次在《Nature》上公布了人类mtDNA基因组的全部核苷酸序列,并绘制了详细的功能图谱。每个细胞内含有数个到上万个不等的线粒体,而每个线粒体内含有数个到数十个不等的mtDNA分子。研     

线粒体脑肌病的影像学表现

线粒体病：是由线粒体DNA（mtDNA）和细胞核DNA（nDNA）编码线粒体相关蛋白的基因突变,导致线粒体的结构及功能异常,而引起细胞呼吸链及能量代谢障碍的一种多系统受累疾病（骨骼肌、脑、心、周围神经）,线粒体几乎存在人体所有细胞内,脑和肌肉组织线粒体含量丰富。病变累及骨骼肌称线粒体肌病,如中枢神经系统同时受累称线粒体脑肌病。线粒体mtDNA的突变（位点突变、缺失、重复及丢失）引起不同类型,临床呈现多个症候群。