醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)習(xí)題附標(biāo)準(zhǔn)答案第6章線粒體遺傳病.doc

第六章 線粒體遺傳?。ㄒ唬┻x擇題(A型選擇題)1下面關(guān)于線粒體的正確描述是_。 A.含有遺傳信息和轉(zhuǎn)譯系統(tǒng)B.線粒體基因突變與人類疾病基本無關(guān)C.是一種完全獨(dú)立自主的細(xì)胞器D.只有極少量DNA，作用很少E.線粒體中所需蛋白質(zhì)均來自細(xì)胞質(zhì) 2. 關(guān)于線粒體遺傳的敘述，不正確的是_。 A線粒體遺傳同樣是由DNA控制的遺傳B線粒體遺傳的子代性狀受母親影響C線粒體遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳D線粒體遺傳同樣遵循基因的分離規(guī)律E線粒體遺傳的表現(xiàn)度與突變型mtDNA的數(shù)量有關(guān)。3以下符合mtDNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的是_。 A.全長61569bp B.與組蛋白結(jié)合 C.呈閉環(huán)雙鏈狀D.重鏈（H鏈）富含胞嘌呤 E.輕鏈（L鏈）富含鳥嘧啶4.人類mtDNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是_。 A. 全長16.6kb，不與組蛋白結(jié)合，為裸露閉環(huán)單鏈B. 全長61.6kb，不與組蛋白結(jié)合，分為重鏈和輕鏈C. 全長16.6kb，與組蛋白結(jié)合，為閉環(huán)雙鏈D. 全長61.6kb，不與組蛋白結(jié)合，為裸露閉環(huán)單鏈E. 全長16.6kb，不與組蛋白結(jié)合，為裸露閉環(huán)雙鏈5下面關(guān)于mtDNA的描述中，不正確的是_。 AmtDNA的表達(dá)與核DNA無關(guān)BmtDNA是雙鏈環(huán)狀DNACmtDNA轉(zhuǎn)錄方式類似于原核細(xì)胞DmtDNA有重鏈和輕鏈之分EmtDNA的兩條鏈都有編碼功能6線粒體遺傳屬于_。 A.多基因遺傳 B.顯性遺傳C.隱性遺傳 D.非孟德爾遺傳 E.體細(xì)胞遺傳7. 線粒體中的tRNA兼用性較強(qiáng)，tRNA數(shù)量為_。 A.48個(gè) B.32個(gè) C.64個(gè) D.61個(gè) E.22個(gè)8mtDNA編碼線粒體中_。 A. 全部呼吸鏈-氧化磷酸化系統(tǒng)的蛋白質(zhì) B. 約10%的蛋白質(zhì)C. 大部分蛋白質(zhì) D. 線粒體基質(zhì)中的全部蛋白質(zhì)E. 線粒體膜上的全部蛋白質(zhì)9. 目前已發(fā)現(xiàn)與mtDNA有關(guān)的人類疾病種類約為_。 A. 100余種 B. 10多種 C. 60多種 D. 幾十種 E. 種類很多10UGA在細(xì)胞核中為終止密碼，而在線粒體編碼的氨基酸是_。 A色氨酸 B賴氨酸 C天冬酰胺 D蘇氨酸 E異亮氨酸11每個(gè)線粒體內(nèi)含有mtDNA分子的拷貝數(shù)為_。 A10100個(gè) B1020個(gè) C210個(gè) D1530個(gè) E10512mtDNA中編碼mRNA基因的數(shù)目為_。 A37個(gè) B22個(gè) C17個(gè) D13個(gè) E2個(gè)13關(guān)于mtDNA的編碼區(qū)，描述正確的是_。 A.包括終止密碼子序列 B.不同種系間的核苷酸無同源性C.包括13個(gè)基因 D.各基因之間部分區(qū)域重疊E.包括啟動(dòng)子和內(nèi)含子14關(guān)于mtDNA的D環(huán)區(qū)，描述正確的是_。 A.是線粒體基因組中進(jìn)化速度最慢的DNA序列B.具有高度同源性C.包含線粒體基因組中全部的調(diào)控序列D.突變率較編碼區(qū)低E.是子代H鏈在復(fù)制過程中與親代H鏈發(fā)生置換的部位15mtDNA中含有的基因?yàn)開。 A. 22個(gè)rRNA基因，2個(gè)tRNA基因，13個(gè)mRNA基因B. 13個(gè)rRNA基因，22個(gè)tRNA基因，2個(gè)mRNA基因C. 2個(gè)rRNA基因，13個(gè)tRNA基因，22個(gè)mRNA基因D. 2個(gè)rRNA基因，22個(gè)tRNA基因，13個(gè)mRNA基因E. 13個(gè)rRNA基因，2個(gè)tRNA基因，22個(gè)mRNA基因16mtDNA中的13個(gè)mRNA基因編碼的蛋白質(zhì)是_。 A. 與線粒體氧化磷酸化有關(guān)的蛋白質(zhì)B. mtDNA復(fù)制所需的酶蛋白C. mtDNA轉(zhuǎn)譯所需的酶蛋白D. 線粒體的結(jié)構(gòu)蛋白E.以上都有17mtDNA編碼線粒體中的_。 A. 部分蛋白質(zhì)和全部的tRNA、rRNAB. 部分蛋白質(zhì)和部分tRNA、rRNAC. 全部蛋白質(zhì)和部分tRNA、rRNAD. 全部蛋白質(zhì)、tRNA、rRNAE. 部分蛋白質(zhì)、tRNA和全部rRNA18mtDNA中D環(huán)的兩個(gè)高變區(qū)_。 A. 導(dǎo)致了個(gè)體間的高度差異 B. 導(dǎo)致了線粒體遺傳病的發(fā)生C. 導(dǎo)致mtDNA復(fù)制缺陷 D. 是衰老的重要原因E. 適用于生化遺傳學(xué)研究19線粒體遺傳不具有的特征為_。 A異質(zhì)性 B母系遺傳 C閾值效應(yīng)D交叉遺傳 E高突變率20mtDNA中含有_。 A37個(gè)基因 B大量調(diào)控序列 C內(nèi)含子 D終止子 E高度重復(fù)序列21下面關(guān)于線粒體遺傳系統(tǒng)的錯(cuò)誤描述是_。 A可編碼線粒體中全部的tRNA、rRNAB能夠獨(dú)立復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，不受nDNA的制約C在細(xì)胞中有多個(gè)拷貝D進(jìn)化率極高，多態(tài)現(xiàn)象普遍E所含信息量小22mtDNA的D環(huán)區(qū)不含有_。 AH鏈復(fù)制的起始點(diǎn)BL鏈復(fù)制的起始點(diǎn)C保守序列DH鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子EL鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子23下面不符合mtDNA的轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)的是_。 A兩條鏈均有編碼功能B兩條鏈的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都很大C兩條鏈都從D-環(huán)區(qū)開始復(fù)制和轉(zhuǎn)錄DtRNA兼用性較強(qiáng)E遺傳密碼與nDNA不完全相同24AGA和AGG 在細(xì)胞核中編碼精氨酸，而在線粒體為_。 A終止密碼 B起始密碼C天冬酰胺 D蘇氨酸 E異亮氨酸25. 異質(zhì)性細(xì)胞的表現(xiàn)型依賴于_。 A. 突變型和野生型mtDNA的相互作用B. 突變型和野生型mtDNA的拮抗作用C. 突變型和野生型mtDNA的相對比例D. 突變型mtDNA的表達(dá)程度E. 野生型mtDNA的表達(dá)程度26.關(guān)于線粒體異質(zhì)性的不正確描述是_。 A.可分為序列異質(zhì)性和長度異質(zhì)性B.同一細(xì)胞甚至同一線粒體內(nèi)有不同的mtDNA拷貝C.同一個(gè)體在不同的發(fā)育時(shí)期產(chǎn)生不同的mtDNAD.不同組織中異質(zhì)性水平的比率和發(fā)生率各不相同E.mtDNA的異質(zhì)性僅表現(xiàn)在編碼區(qū)27.關(guān)于線粒體異質(zhì)性的正確描述是_。 AD環(huán)區(qū)的異質(zhì)性通常與線粒體疾病相關(guān)B是mtDNA發(fā)生突變所導(dǎo)致的C在成人中的發(fā)生率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于兒童中的發(fā)生率D在血液中發(fā)生率高E正常人mtDNA的異質(zhì)性高發(fā)于編碼區(qū)28.線粒體中的tRNA兼用性較強(qiáng)是因?yàn)槠浞疵艽a子_。 A. 第1位堿基的識別有一定的自由度B. 第2位堿基的識別有一定的自由度C. 第3位堿基的識別有一定的自由度D. 第2、3位堿基的識別有一定的自由度E. 3個(gè)堿基的識別都有一定的自由度29. mtDNA高突變率的原因不包括_。 A缺乏有效的修復(fù)能力 B基因排列緊湊C易受氧化損傷 D缺乏組蛋白保護(hù)E復(fù)制頻率過低30線粒體多質(zhì)性指_。 A不同的細(xì)胞中線粒體數(shù)量不同B一個(gè)細(xì)胞中有多個(gè)線粒體C一個(gè)線粒體中有多個(gè)DNAD一個(gè)細(xì)胞中有多種mtDNA拷貝E一個(gè)線粒體中有多種DNA拷貝31.受精卵中線粒體的來源是_。 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1/2D不會(huì)來自卵子E大部分來自精子32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(fā)病率增高C交叉遺傳D發(fā)病率有明顯的性別差異E女患者的子女約1/2發(fā)病33下列不符合線粒體基因組特點(diǎn)的描述是_。 A.不屬于人類基因組的組成部分B.全長16569bpC.不與組蛋白結(jié)合，呈裸露閉環(huán)雙鏈狀D.根據(jù)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在CsCl中密度的不同分為重鏈和輕鏈E.重鏈（H鏈）富含鳥嘌呤，輕鏈（L鏈）富含胞嘧啶34下列不是線粒體DNA的遺傳學(xué)特征的是_。 A半自主性 B. 符合孟德爾遺傳規(guī)律 C復(fù)制分離 D. 閾值效應(yīng) E突變率高于核DNA35.遺傳瓶頸效應(yīng)指_。 A卵細(xì)胞形成期mtDNA數(shù)量劇減B卵細(xì)胞形成期nDNA數(shù)量劇減C受精過程中nDNA.數(shù)量劇減D受精過程中mtDNA數(shù)量劇減E卵細(xì)胞形成期突變mtDNA數(shù)量劇減36“閾值效應(yīng)”中的閾值_。 A指細(xì)胞內(nèi)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(gè)體差異不大D無組織差異性E與細(xì)胞老化程度無關(guān)37下面關(guān)于線粒體遺傳的不正確描述是_。 A異質(zhì)性細(xì)胞可漂變?yōu)橥|(zhì)性B低突變型mtDNA水平不會(huì)引起臨床癥狀C正常mtDNA具有復(fù)制優(yōu)勢D線粒體疾病隨年齡增加而漸進(jìn)性加重E父方的mtDNA對表型無明顯作用38影響閾值的因素不包括_。 A組織器官對能量的依賴程度B父方mtDNA的突變類型C組織的功能狀態(tài)D組織細(xì)胞的老化程度E個(gè)體的發(fā)育階段39. 符合母系遺傳的疾病為_。 A甲型血友病B. 抗維生素D性佝僂病C子宮陰道積水D. Leber遺傳性視神經(jīng)病E家族性高膽固醇血癥40最易受線粒體閾值效應(yīng)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(jīng)系統(tǒng) 41最早發(fā)現(xiàn)與mtDNA突變有關(guān)的疾病是_。 A遺傳性代謝病 BLeber遺傳性視神經(jīng)病 C白化病 D紅綠色盲 E進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良42. 不同的組織器官對能量的依賴程度依次為_。 A. 中樞神經(jīng)系統(tǒng)骨骼肌心臟胰腺腎臟肝臟B. 肝臟心臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)骨骼肌胰腺腎臟C. 骨骼肌肝臟心臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)胰腺腎臟D. 心臟肝臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)骨骼肌胰腺腎臟E. 心臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)骨骼肌肝臟胰腺腎臟43點(diǎn)突變?nèi)舭l(fā)生于tRNA或rRNA基因上，可導(dǎo)致_。 A. 呼吸鏈中多種酶缺乏B. 呼吸鏈中某種酶的缺乏C. 錯(cuò)義突變D. 線粒體數(shù)量減少E. tRNA或rRNA不能復(fù)制44. 與mtDNA的錯(cuò)義突變有關(guān)的疾病主要是_。 A.眼肌病B.乳酸中毒C.肝、腎衰竭D.糖尿病E.腦脊髓性及神經(jīng)性疾病45與線粒體疾病的臨床多樣性無關(guān)的因素是_。 A. 個(gè)體的發(fā)育階段B. 組織對能量的依賴程度C. 異質(zhì)性水平D. mtDNA的突變類型E. 交叉遺傳46. 下列與mtDNA缺陷無關(guān)的疾病是_。 A型糖尿病 B. 腫瘤 C. 帕金森病 D. 紅綠色盲 E. 衰老471987年，Wallace等發(fā)現(xiàn)與mtDNA突變有關(guān)的遺傳病是_。 A. 氨基糖甙類誘發(fā)的耳聾B. Leber遺傳性視神經(jīng)病C. 帕金森病D. Leigh綜合征E. Kearns-Sayre綜合征48下面_不是判斷mtDNA致病性突變的標(biāo)準(zhǔn)。 A. 突變發(fā)生于高度保守的序列或發(fā)生突變的位點(diǎn)有明顯的功能重要性B. 在來自不同家系但有類似表型的患者中發(fā)現(xiàn)相同的突變C. 正常人群中有該mtDNA突變類型D. 異質(zhì)性程度與疾病嚴(yán)重程度正相關(guān)E. 突變可引起呼吸鏈缺損49點(diǎn)突變?nèi)舭l(fā)生于mtDNA rRNA基因上，可導(dǎo)致_。 A呼吸鏈中多種酶缺陷B電子傳遞鏈中某種酶缺陷C線粒體蛋白輸入缺陷D底物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺陷E導(dǎo)肽受體缺陷50常見的mtDNA的大片段重組是_。 A插入 B重復(fù) C易位 D缺失 E倒位51mtDNA大片段的缺失往往涉及多個(gè)_。 AATPase8基因 BND基因 CtRNA基因 DrRNA基因 E多種基因52mtDNA突變類型不包括_。 A缺失 B點(diǎn)突變 CmtDNA數(shù)量減少 D雙著絲粒 E重復(fù)53. 一位女士的母親患有LHON，如果該女士結(jié)婚生育，其子女的情況是_。 A兒子不會(huì)攜帶致病基因B女兒不會(huì)攜帶致病基因C兒子和女兒都攜帶致病基因D必須經(jīng)基因檢測才能確定E. 兒子和女兒都發(fā)病54. 線粒體疾病隨年齡漸進(jìn)性加重是因?yàn)開。 A突變mtDNA積累 B機(jī)體免疫能力減退C對能量的需求增加 D異質(zhì)性漂變EmtDNA的突變率激增55. Pearson綜合征(PS)?？梢鹑辫F性貧血的原因是_。 A運(yùn)鐵蛋白功能缺損 B消化道吸收鐵功能受損C飲食攝入鐵不足 D血細(xì)胞不能利用鐵來進(jìn)行血紅蛋白的合成E機(jī)體出血導(dǎo)致鐵流失56. 發(fā)病具有性別差異，一般男性患者是女性患者5倍的疾病是_。 A遺傳性小腦性運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào) B紅綠色盲CLeber遺傳性視神經(jīng)病 D抗維生素D佝僂病E先天愚型 57. 1981年，_。 A. Wallace等發(fā)現(xiàn)Leber遺傳性視神經(jīng)病與mtDNA突變有關(guān)B. Anderson等人完成了人類線粒體基因組的全部核苷酸序列的測定C. Leber等發(fā)現(xiàn)Leber遺傳性視神經(jīng)病與mtDNA突變有關(guān)D. Anderson等發(fā)現(xiàn)線粒體DNAE. Wallace等發(fā)現(xiàn)線粒體具有轉(zhuǎn)譯系統(tǒng)58. 個(gè)體及群體中的mtDNA序列有極大的不同，任何兩個(gè)人的mtDNA，平均每1 000個(gè)堿基對中，不同的堿基對大約為_。 A10個(gè) B20個(gè) C2個(gè) D15個(gè) E4個(gè)59. MELAS綜合征的特征性病理變化是_。 A在小腦、腦干和脊索等部位也發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的缺如 B尾狀核中小神經(jīng)細(xì)胞缺失，伴膠質(zhì)纖維化 C電子傳導(dǎo)鏈中復(fù)合物的特異性染料能將肌細(xì)胞染成紅色。 D基底神經(jīng)節(jié)和腦干部位神經(jīng)元細(xì)胞的退化 E在腦和肌肉的小動(dòng)脈和毛細(xì)血管管壁中有大量的形態(tài)異常的聚集的線粒體60. 1993年，Prezant等通過3個(gè)母系遺傳的氨基糖甙類抗生素致聾家系的研究，首次報(bào)道m(xù)tDNA編碼的12SrRNA基因1555位點(diǎn)的突變是_。 AGA BAG CTG DGT E T C（三）是非判斷題1nDNA與mtDNA基因突變均可導(dǎo)致線粒體中蛋白質(zhì)合成受阻。2mtDNA具有2個(gè)復(fù)制起始點(diǎn), 之間相隔2/3個(gè)mtDNA，分別起始復(fù)制H，L鏈。3多細(xì)胞生物中，mtDNA復(fù)制并不均一，有些mtDNA分子合成活躍，有些mtDNA分子不合成。4NARP患者mtDNA的8993G突變阻止了復(fù)合物的質(zhì)子轉(zhuǎn)位。 5女性體細(xì)胞中異常mtDNA未達(dá)到閾值時(shí)不發(fā)病，突變mtDNA不會(huì)向后代傳遞。6. mtDNA能夠獨(dú)立地進(jìn)行復(fù)制，因此不受核DNA影響。7. 線粒體基因組所用的遺傳密碼和通用密碼是相同的。8. 母親將她的mtDNA傳遞給她的所有子女，但只有她的女兒可將其mtDNA傳給下一代。9. 線粒體遺傳病不符合孟德爾遺傳規(guī)律，表現(xiàn)為母系遺傳。10. mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂期間都要經(jīng)過復(fù)制分離。11. 誘發(fā)LHON的mtDNA突變均為點(diǎn)突變。 12. KSS和CPEO主要是由于mtDNA的點(diǎn)突變引起的。 （mtDNA的缺失）13. “同質(zhì)性”是指一個(gè)細(xì)胞或組織中所有的線粒體都是野生型序列。 （都是野生型序列或都是突變型序列）14. 人的卵母細(xì)胞成熟時(shí)，其中的線粒體數(shù)量大約為105個(gè)。 （不超過100個(gè)）15. 突變的mtDNA基因很普遍，并不一定都引起粒體遺傳病。 （四）名詞解釋題1. 線粒體?。╩itchondrial disease）2異質(zhì)性（heteroplasmy）3閾值效應(yīng)(threshould effect)4D-loop5母系遺傳（maternal inheritance）6. 同質(zhì)性（homeoplasmy）7復(fù)制分離（replicative segregation）8遺傳瓶頸（genetic bottleneck）9多質(zhì)性(multiplasmy)（五）問答題1什么是mtDNA？它有什么特性？2說明線粒體的遺傳規(guī)律。3簡述nDNA在線粒體遺傳中的作用。4簡述人類線粒體基因組的結(jié)構(gòu)和功能。5mtDNA編碼區(qū)內(nèi)的基因排列有何特點(diǎn)？6mtDNA非編碼區(qū)有何功能？7D環(huán)區(qū)的多態(tài)性研究有何意義？8與核基因轉(zhuǎn)錄比較，mtDNA的轉(zhuǎn)錄有何特點(diǎn)？9簡述mtDNA的復(fù)制過程。10哪些因素與線粒體病的外顯率、表現(xiàn)度有關(guān)？11如何確定一個(gè)mtDNA是否為致病性突變？12mtDNA基因突變的后果和主要突變類型是什么？13mtDNA基因點(diǎn)突變會(huì)產(chǎn)生什么效應(yīng)？14mtDNA的大片段重組有哪些類型？產(chǎn)生何種效應(yīng)？15異質(zhì)性細(xì)胞如何發(fā)生漂變？16簡述mtDNA基因突變率高的分子機(jī)制。17什么是mtDNA的復(fù)制分離？三、參考答案（一）A型選擇題1.A 2.D 3.C 4.E 5. A 6.D 7.E 8. B 9. A 10.A 11.C 12.D 13.D 14.E 15.D 16.A 17.A 18.A 19.D 20.A 21.B 22.B 23.C 24.A 25.C 26.E 27.B 28.C 29.E 30.D 31.B 32.A 33.A 34.B 35.A 36.B 37.C 38.B 39.D 40.E 41.B 42.A 43.A 44.E 45.E 46.D 47.B 48.C 49.A 50.D 51.E 52.D 53.C 54.A 55.D 56.C 57.B 58.E 59.E 60.B（三）是非判斷題1.對。 2.對。 3.對。 4.錯(cuò)。復(fù)合物的質(zhì)子轉(zhuǎn)位。 5.錯(cuò)。母系遺傳是線粒體DNA的遺傳特點(diǎn)之一。 6.錯(cuò)。mtDNA進(jìn)行復(fù)制，受核DNA影響。 7.錯(cuò)。mtDNA的遺傳密碼與nDNA不完全相同。8.對。 9.對。 10.對。11.對12.錯(cuò)。KSS和CPEO主要是由于mtDNA的缺失引起的13.錯(cuò)?！巴|(zhì)性”是指一個(gè)細(xì)胞或組織中所有的線粒體或都是野生型序列，或都是突變型序列。14. 錯(cuò)。人的卵母細(xì)胞成熟時(shí)，其中的線粒體數(shù)量最多不超過100個(gè)。15. 對。（四）名詞解釋題1廣義的線粒體病指以線粒體功能異常為病因?qū)W核心的一大類疾病，包括線粒體基因組、核基因組缺陷以及二者之間的通訊缺陷。狹義的線粒體病僅指線粒體DNA突變所致的線粒體功能異常，為通常所指的線粒體病。線粒體DNA為呼吸鏈的部分肽鏈及線粒體蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)rRNA和tRNA編碼，這些線粒體基因突變所導(dǎo)致的疾病也稱為線粒體遺傳病。2由于mtDNA發(fā)生突變，導(dǎo)致一個(gè)細(xì)胞內(nèi)同時(shí)存在野生型mtDNA和突變型mtDNA。3在特定組織中，突變型mtDNA積累到一定程度，超過閾值時(shí)，能量的產(chǎn)生就會(huì)急劇地降到正常的細(xì)胞、組織和器官的功能最低需求量以下，引起某些器官或組織功能異常。4 D環(huán)區(qū)，又稱非編碼區(qū)或控制區(qū)，與mtDNA的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄有關(guān)，包含H鏈復(fù)制的起始點(diǎn)（OH）、H鏈和L鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子（PH1、PH2、PL）以及4個(gè)保守序列。5即母親將mtDNA傳遞給她的兒子和女兒，但只有女兒能將其mtDNA傳遞給后代。6同一組織或細(xì)胞中的mtDNA分子都是相同的，稱為同質(zhì)性。7細(xì)胞分裂時(shí)，突變型和野生型mtDNA發(fā)生分離，隨機(jī)地分配到子細(xì)胞中，使子細(xì)胞擁有不同比例的突變型mtDNA分子，這種隨機(jī)分配導(dǎo)致mtDNA異質(zhì)性變化的過程稱為復(fù)制分離。8異質(zhì)性在親子代之間的傳遞非常復(fù)雜，人類的每個(gè)卵細(xì)胞中大約有10萬個(gè)mtDNA，但只有隨機(jī)的一小部分(2200個(gè))可以進(jìn)入成熟的卵細(xì)胞傳給子代，這種卵細(xì)胞形成期mtDNA數(shù)量劇減的過程稱“遺傳瓶頸”。9人體不同類型的細(xì)胞含線粒體數(shù)目不同，通常有成百上千個(gè)，而每個(gè)線粒體中有210個(gè)mtDNA分子，由于線粒體的大量中性突變，因此，絕大多數(shù)細(xì)胞中有多種mtDNA拷貝，其拷貝數(shù)存在器官組織的差異性。（五）問答題1線粒體DNA約16.5kb，為一種雙鏈環(huán)狀DNA，由一條重鏈和一條輕鏈組成，含37個(gè)基因：22個(gè)tRNA基因、2個(gè)rRNA基因、13個(gè)mRNA基因；與nDNA相比，具有高度簡潔型、高突變率、母系遺傳、異質(zhì)性等特點(diǎn)。2高度簡潔性：基因內(nèi)無內(nèi)含子，整個(gè)DNA分子中很少非編碼順序。高突變率：mtDNA是裸露的，無組蛋白保護(hù)；mtDNA復(fù)制時(shí)，多核苷酸鏈長時(shí)間處于單鏈狀態(tài)，分子不穩(wěn)定，易發(fā)生突變；線粒體中缺少DNA修復(fù)系統(tǒng)。異質(zhì)性：同一個(gè)細(xì)胞中野生型mtDNA和突變型mtDNA共存。閾值效應(yīng)：細(xì)胞中突變型mtDNA達(dá)到一定數(shù)量，能量代謝不足以滿足細(xì)胞生命活動(dòng)需要時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)出臨床癥狀。母系遺傳：精子中線粒體數(shù)量很少，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(xiàn)為母親發(fā)病，子代可能發(fā)病，父親發(fā)病，子代正常。與nDNA的遺傳密碼不完全相同。mtDNA的轉(zhuǎn)錄過程類似于原核生物，即在有絲分裂和減數(shù)分裂期間都要經(jīng)過復(fù)制分離。3盡管線粒體中存在DNA和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，但是，線粒體只能合成一小部分線粒體蛋白，呼吸鏈-氧化磷酸化系統(tǒng)的80多種蛋白質(zhì)亞基中，mtDNA僅編碼13種，絕大部分蛋白質(zhì)亞基和其他維持線粒體結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)都依賴于核nDNA編碼，在細(xì)胞質(zhì)中合成后，經(jīng)特定轉(zhuǎn)運(yùn)方式進(jìn)入線粒體。此外，mtDNA基因的表達(dá)受nDNA的制約，mtDNA自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄需要由核nDNA編碼的酶蛋白參與，線粒體的遺傳系統(tǒng)只有靠核基因所合成的大量蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)才能發(fā)揮作用，所以mtDNA基因的表達(dá)受核DNA的制約。4線粒體基因組是人類基因組的重要組成部分，全長16569bp，不與組蛋白結(jié)合，呈裸露閉環(huán)雙鏈狀，根據(jù)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在CsCl中密度的不同分為重鏈和輕鏈，重鏈（H鏈）富含鳥嘌呤，輕鏈（L鏈）富含胞嘧啶。mtDNA編碼線粒體中部分蛋白質(zhì)和全部的tRNA、rRNA，能夠獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，但所含信息量小。mtDNA分為編碼區(qū)與非編碼區(qū)，編碼區(qū)包括37個(gè)基因：2個(gè)基因編碼線粒體核糖體的rRNA（16S、12S），22個(gè)基因編碼線粒體中的tRNA，13個(gè)基因編碼與線粒體氧化磷酸化（OXPHOS）有關(guān)的蛋白質(zhì)。非編碼區(qū)與mtDNA的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄有關(guān)，包含H鏈復(fù)制的起始點(diǎn)（OH）、H鏈和L鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子（PH1、PH2、PL）以及4個(gè)保守序列。5各基因之間排列極為緊湊，部分區(qū)域還出現(xiàn)重疊，即前一個(gè)基因的最后一段堿基與下一個(gè)基因的第一段堿基相銜接，利用率極高。無啟動(dòng)子和內(nèi)含子，缺少終止密碼子，僅以U或UA結(jié)尾?；蜷g隔區(qū)只有87bp，占mtDNA總長度的的0.5%。因而，mtDNA任何區(qū)域的突變都可能導(dǎo)致線粒體氧化磷酸化功能的病理性改變。6mtDNA非編碼區(qū)與mtDNA的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄有關(guān)，包含H鏈復(fù)制的起始點(diǎn)（OH）、H鏈和L鏈轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子（PH1、PH2、PL）以及4個(gè)保守序列。7D環(huán)區(qū)是線粒體基因組中進(jìn)化速度最快的DNA序列，極少有同源性，而且參與的堿基數(shù)目不等，其1602416365nt及73340nt兩個(gè)區(qū)域?yàn)槎鄳B(tài)性高發(fā)區(qū)，分別稱為高變區(qū)（hypervariable region，HV）及高變區(qū)（hypervariable region，HV），這兩個(gè)區(qū)域的高度多態(tài)性導(dǎo)致了個(gè)體間的高度差異，適用于群體遺傳學(xué)研究，如生物進(jìn)化、種族遷移、親緣關(guān)系鑒定等。8mtDNA兩條鏈均有編碼功能：重鏈編碼2個(gè)rRNA、12個(gè)mRNA和14個(gè)tRNA；輕鏈編碼1個(gè)mRNA和8個(gè)tRNA；兩條鏈從D-環(huán)區(qū)的啟動(dòng)子處同時(shí)開始以相同速率轉(zhuǎn)錄，L鏈按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)錄，H鏈按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)錄；mtDNA的基因之間無終止子，因此兩條鏈各自產(chǎn)生一個(gè)巨大的多順反子初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。H鏈還產(chǎn)生一個(gè)較短的、合成活躍的RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，其中包含2個(gè)tRNA和2個(gè)mRNA；tRNA基因通常位于mRNA基因和rRNA基因之間，每個(gè)tRNA基因的5端與mRNA基因的3端緊密相連，核酸酶準(zhǔn)確識別初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中tRNA序列，并在tRNA兩端剪切轉(zhuǎn)錄本，形成單基因的mRNA、tRNA和rRNA，剪切下來的mRNA無5帽結(jié)構(gòu)，在polyA聚合酶的作用下，在3端合成一段polyA，成為成熟的mRNA。初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中無信息的片段被很快降解；mtDNA的遺傳密碼與nDNA不完全相同：UGA編碼色氨酸而非終止信號，AGA、AGG是終止信號而非精氨酸，AUA編碼甲硫氨酸兼啟動(dòng)信號，而不是異亮氨酸的密碼子；線粒體中的tRNA兼用性較強(qiáng)，其反密碼子嚴(yán)格識別密碼子的前兩位堿基，但第3位堿基的識別有一定的自由度（稱堿基擺動(dòng)），可以識別4種堿基中的任何一種，因此，1個(gè)tRNA往往可識別幾個(gè)密碼子，22個(gè)tRNA便可識別線粒體mRNA的全部密碼子。9mtDNA可進(jìn)行半保留復(fù)制，其H鏈復(fù)制的起始點(diǎn)（OH）與L鏈復(fù)制起始點(diǎn)（OL）相隔2/3個(gè)mtDNA。復(fù)制起始于L鏈的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子，首先以L鏈為模板合成一段RNA作為H鏈復(fù)制的引物，在DNA聚合酶作用下，復(fù)制一條互補(bǔ)的H鏈，取代親代H鏈與L鏈互補(bǔ)。被置換的親代H鏈保持單鏈狀態(tài)，這段發(fā)生置換的區(qū)域稱為置換環(huán)或D環(huán)，故此種DNA復(fù)制方式稱D-環(huán)復(fù)制。隨著新H鏈的合成，D環(huán)延伸，輕鏈復(fù)制起始點(diǎn)OL暴露，L鏈開始以被置換的親代H鏈為模板沿逆時(shí)針方向復(fù)制。當(dāng)H鏈合成結(jié)束時(shí)，L鏈只合成了1/3，此時(shí)mtDNA有兩個(gè)環(huán)：一個(gè)是已完成復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA，另一個(gè)是正在復(fù)制、有部分單鏈的DNA環(huán)。兩條鏈的復(fù)制全部完成后，起始點(diǎn)的RNA引物被切除，缺口封閉，兩條子代DNA分子分離。新合成的線粒體DNA是松弛型的，約需40分鐘成為超螺旋狀態(tài)。10細(xì)胞中線粒體的異質(zhì)性水平；組織器官對能量的依賴程度；能引起特定組織器官功能障礙的突變mtDNA的最少數(shù)量；同一組織在不同功能狀態(tài)對OXPHOS損傷的敏感