线粒体的遗传密码

用三个核苷酸作为字母来拼写的三联体遗传密码,通过研究证明是在整个生物界普遍适用的。在这1—2年内,发现线粒体内使用的遗传密码稍有不同。已经明了,不同种类的生物,遗传密码有所差异。现将目前所知,归纳列表如下:     

线粒体遗传密码及基因组遗传密码的对称分析

病毒、细菌和真核生物的氨基酸编码都使用相同的遗传密码,表明它们可能有共同的来源。但人和牛的线粒体的遗传密码和基因组的遗传密码相比,出现以下不同;（1）ATA编码甲硫氮酸M而不是异亮氨酸I。（2）TGA不再是终止密码子X而编码色氨酸W。（3）AGA和AGG不再是精氨酸R的密码子而变为终止密码子X。应用高维空间拓扑分析的方法,对线粒体遗传密码和基因组遗传密码的6维编码空间进行对称性分析,得到如下结果：（1）线粒体遗传密码的起始密码子是2个而不是1个。（2）线粒体遗传密码的终止密码子是4个而不是3个。（3）线粒体遗传密码空间只有2、4、6三种偶数简并度而没1、3两种奇数简并度,表明其对称度较高。（4）线粒体遗传密码空间除丝氨酸S分成两个平行的子空间之外,终止密码子X亦分成两个平行的子空间,表明其连通度较低。（5）线粒体遗传密码一基因组遗传密码相比,共有3个简并平面出现变异,即：1001λλ（M和I）,011λ1λ（W和X）,以及1011λλ（S和X或S和R）。（6）基因组遗传密码的1、3两种奇数简并度可能来源于线粒体遗传密码的1001λλ平面和011λ1λ平面的对称性破缺。对线粒体遗传密码变异的生物学意义及遗传密码的起源进行了分析和讨论。     

线粒体基因组的遗传与进化研究进展

线粒体基因组是当前生命科学的热门话题之一。文章根据国内外有关线粒体DNA的结构、表达过程和遗传特征方面的最新研究成果,重点介绍线粒体基因组与核基因组关系、线粒体遗传密码及基因组的进货线索等问题,并简要说明了线粒体基因组遗传分析的要点。     

线粒体DNA在分子进化研究中的应用

线粒体作为古老的细胞器广泛存在于真核生物中,由于线粒体DNA的高进化速率,已被作为DNA标记广泛应用于现代分子生物学研究。长期以来,线粒体DNA一直被认为是中性进化或者受到纯净化选择。线粒体通过氧化呼吸链提供>95%的动物运动所需的自由能,并提供保持体温的热能。据此,近期已有研究推测并验证了线粒体与动物运动能力及气候适应性的相关性。该文简述线粒体基因组成及其进化,通过列举线粒体DNA在分子进化研究中的应用(如利用线粒体DNA重建物种的系统发育关系、从线粒体DNA角度分析生物能量代谢的适应性进化以及线粒体DNA密码子重定义对生物适应性的作用等),概述了线粒体DNA的分子进化研究。     

哺乳动物DNA聚合酶及其功能研究的进展

本文介绍了哺乳动物的三个主要的DNA聚合酶及其生物功能的研究进展,特别是1975年以后的研究进展。简要地比较了DNA聚合酶α、β、γ的物理化学性质和生物化学性质,并选择有说服力的材料阐明了DNA聚合酶α是负责DNA复制的主要聚合酶;DNA聚合酶β在DNA修复中发挥作用;而DNA聚合酶γ通过单链置换合成(single strand displacment synthesis)在线粒体中起复制作用,在细胞核中则可能起基因放大等作用。     

面向国家重大需求打造国际一流研究所——庆祝中国科学院北京基因组研究所成立15周年

正DNA是细胞核中携带生物生长指令的遗传物质。1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型,推动了遗传密码的复制、转录、转译等一系列生命功能的研究,也由此揭开了分子生物学的序幕。DNA上的核苷酸序列最终决定了生命的遗传信息,而解析DNA序列则是研究生物生长发育、环境     

由簇毛麦V染色体引起的小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系中线粒体蛋白质组的变化(简报)

线粒体是需氧生物中的一种半自主性细胞器.在能量代谢中,它起了一个关键的作用,柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程均在线粒体内完成.线粒体具有高度的生物化学和遗传上的独立性.含有DNA和核糖核蛋白体.负责合成生物体内2%-5%的蛋白质[1].线粒体DNA具有自身复制能力,控制着众多的遗传性状.在植物中广泛存在的细胞质雄性不育则被认为是由线粒体基因组控制的性状[2].     

名词解释

遗传密码决定生物遗传性的主要物质是DNA,它由四种含不同核酸碱基的核普酸组成,的结构决所合成的蛋白质的结构。每任意联在一起的三个核普酸单位决定蛋白质中一种氨基酸DNA的这种对应氨基酸序列的核苷酸长链,贮存着决定蛋白质一级结构的信息,人们把它叫做传密码。     

华南长江和西江流域鲤科宽鳍鱲和马口鱼不同线粒体DNA谱系之间的体形分化

本文研究了两种鲤科鱼类,即分布于华南长江与西江的宽鳍鱲和马口鱼的不同线粒体DNA谱系之间的体形差异。近期基于线粒体DNA的这两个物种的系统发育分析认为这两个类元内包含多个谱系(宽鳍鱲A-D和马口鱼1-5)。本文采用几何形态度量学的方法研究了这些不同线粒体DNA谱系间是否存在体形方面的差异。在宽鳍鱲的4个不同的线粒体DNA谱系中,有3个被纳入本研究内容。结果显示:在宽鳍鱲的3个线粒体DNA谱系中,2个具有体形的差异。在马口鱼的5个线粒体DNA谱系中,3个被纳入本文的研究。结果显示所有3个谱系均存在体形差异。因此,线粒体DNA的谱系差异很大程度上表现在谱系间的体形差异方面,表明线粒体DNA谱系可能对应于不同的物种。     

密码子的分配

运用密码子与反密码子相互作用的规律,本文从理论上提出了密码子在遗传密码表中的分配原则,它与迄今所发现的一些线粒体内和线粒体外的密码表都相符合。     

华南长江和西江流域鲤科宽鳍鳞和马口鱼不同线粒体DNA谱系之间的体形分化

本文研究了两种鲤科鱼类,即分布于华南长江与西江的宽鳍雠和马口鱼的不同线粒体DNA谱系之间的体形差异。近期基于线粒体DNA的这两个物种的系统发育分析认为这两个类元内包含多个谱系（宽鳍鱲A—D和马口鱼1—5）。本文采用几何形态度量学的方法研究了这些不同线粒体DNA谱系间是否存在体形方面的差异。在宽鳍馘的4个不同的线粒体DNA谱系中,有3个被纳入本研究内容。结果显示：在宽鳍雠的3个线粒体DNA谱系中,2个具有体形的差异。在马口鱼的5个线粒体DNA谱系中,3个被纳入本文的研究。结果显示所有3个谱系均存在体形差异。因此,线粒体DNA的谱系差异很大程度上表现在谱系间的体形差异方面,表明线粒体DNA谱系可能对应于不同的物种。     

线粒体的遗传

线粒体是真核细胞质中的一种细胞器,通常认为它是细胞呼吸的中心,它的主要功能是为生物提供生命活动所需要的能量。而呼吸作用包括两个不同途径:糖酵解和三羧酸循环。这两个过程都要由遗传基因控制下产生一系列的酶才能进行。已经明确:参与糖酵解各反应的酶是存在于细胞质中;而三羧酸循环和生物氧化的酶都在线粒体内。由于三羧酸循环在呼吸作用中占有较大的比重,而生物氧化是形成ATP的过程,所以,人们把线粒体比喻为细胞的“发电厂”。除了细菌和蓝藻未肯定外,所有的真核细     

密码子与反密码子的相互作用—从“摆动假说”到“三中读二”

除了一些个别情况,一般认为遗传密码对于各种 生物都是通用的。当密码子与反密码子相互作用时, 前两个碱基的识别严格根据标准的碱基配对原则,而 第三位碱基配对的情况则比较复杂。     

线粒体表观遗传学研究进展

作为细胞内的"动力工厂",线粒体是细胞内进行氧化磷酸化反应和形成ATP的主要场所。传统观点曾认为线粒体缺乏表观遗传机制,但线粒体DNA甲基化酶以及线粒体DNA中5-甲基胞嘧啶与5-羟甲基胞嘧啶的发现推翻了这一论断。在线粒体中,DNA甲基化酶、DNA甲基化模式及DNA羟甲基化模式与核基因组DNA相比均存在较大差异,而外界环境中不同因子的变化也会对线粒体DNA的甲基化状态造成影响。除此之外,线粒体DNA的表观遗传因素还包括线粒体长链非编码RNA、线粒体mi RNA和线粒体DNA结合蛋白。随着研究技术手段的不断完善,将线粒体DNA的甲基化状态作为生物标记的应用将日益广泛,其与基因组表观遗传调控的关联也将得到进一步的揭示。     

现代人的线粒体DNA起源于非洲

线粒体DNA的进化发展快于细胞核DNA,且纯属母体遗传,故常用作追踪人类DNA起源时间的理想对象。有人推测,现代人的所有的线粒体DNA类型均起源于20万年前的非洲人。这一推测吸引了生物学界的极大注意。最近,美国加州大学柏克莱分校生物化学和分子生物学系的Vigilant等为进一步验证这一设想,从世界各地的189名个体包括121名非洲居民采取了线粒体DNA样品,检测了这些线粒体DNA的2个超变片段的序列,并利用所得到的资料建成一系统树。Vigilant等     

DNA条形编码技术在动物分类中的研究进展

DNA条形编码(DNA Barcoding)技术是一种新的生物分类方法,它是分子生物学和生物信息学相结合的产物。这一概念认为,就像在商店里扫描仪读取条形码那样,对地球上每一种生物也能通过快速分析其DNA中的一小段(线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ亚基,mt COI)加以识别。在最近3年里,该技术已成为生物分类学中研究的热点。理论上,DNA条形编码在生物分类鉴定中具有重要作用,但目前国际上对其的争论也不少。综述了DNA条形编码技术的产生、发展概况、原理与操作及其在动物分类中的应用,突出了该技术在寄生虫分类中应用的意义与可行性,并讨论了DNA条形编码在生物分类应用中可能存在的问题。     

对ERP非专业成员有用的遗传术语词汇表（1）

脱氧核糖核苷酸（DNA） 在多数机体里,DNA携带了主要遗传信息,一个机体的所有DNA的总合成为基因组。DNA包含一个由我们称作遗传密码的硷基亚单位组成的长链。部分DNA或基因可以复制并翻译成蛋白。DNA的其他部分为调节元件,调控基因在正确的时间编码正确数量的蛋白,因此它们控制了基因的表达。     

人类线粒体tRNA生物合成与线粒体疾病

线粒体是普遍存在于真核细胞中的一类细胞器.每个线粒体含有多个拷贝的闭合环状双链DNA. 人类线粒体DNA (mitochondrial DNA, mtDNA)共编码22种线粒体tRNA(mitochondrial tRNA,mt tRNA), 2种rRNA 及13种多肽.mt tRNA独特的结构特点决定了它们与具有典型三叶草结构的细胞质 tRNA不同.编码mt tRNA的基因突变频率较高,这可能是引起线粒体功能障碍的主要原因之一. 同时 ,这与很多病理现象相关.目前发现,大量与mt tRNA生物代谢和功能相关的核因子包括加工内切酶、 tRNA修饰酶和氨酰-tRNA合成酶.这些核因子的异常导致了疾病相关的tRNA致病突变.由此可见mt tRNA功能对于线粒体活性的重要性.     

线粒体具有不同的遗传密码

最近已陆续有证据表明真核生物（包括人） 的线粒体可能并不完全遵循遗传密码的普遍性 原则。首先令人惊奇的是酵母ATP酶的第9亚 基的基因核普酸顺序和蛋白质的氨基酸顺序并 不一致。Hensgems等发现此蛋白质第46位氨基 酸是苏氨酸,而DNA顺序上相应的密码子却是 CUAo CUA在平时是编码亮氨酸的,顺序测定 的研究证明这种明显的差异既不是顺序排列的 错误;也不是遗传多态性。     

人线粒体RNA加工及调控

线粒体是细胞内氧化磷酸化（oxidative phosphorylation,OXPHOS）和合成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）的细胞器，是细胞能量代谢的“动力工厂”。线粒体几乎存在于所有真核生物中，参与细胞凋亡、钙稳态以及先天免疫反应的调节等过程，对细胞行使正常的生理功能至关重要。线粒体是半自主细胞器，拥有自身的基因组DNA，编码37个基因，包括2个rRNA基因、13个m RNA基因和22个tRNA基因。线粒体的基因表达需要经过复杂的转录和转录后加工过程，包括多顺反子RNA的切割、RNA的修饰以及RNA的末端加工等过程。异常的线粒体RNA加工会导致线粒体RNA表达谱发生变化、线粒体翻译紊乱、线粒体功能失常等，从而造成多种线粒体相关疾病。本文综述了线粒体DNA的转录、RNA转录后加工以及影响RNA加工的因素方面的最新研究进展。