线粒体DNA异质性

线粒体 DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）是线粒体内最重要的遗传物质。mtDNA 突变普 遍存在,突变型 mtDNA 与野生型 mtDNA 共存的现象被称为 mtDNA 异质性。mtDNA 异质性与衰老和多种疾病密切相关。mtDNA异质性特性、mtDNA 异质性与衰老和疾病相关性以及线粒体疾病的治疗等都是近年来遗传学研究的热点。本文从 mtDNA 异质性的动态变化、组织特异性、mtDNA 异质性与疾病以及线粒体疾病的治疗等方面对 mtDNA 异质性进行综述。     

线粒体DNA修复系统相关酶的研究进展

线粒体DNA（mtDNA）编码线粒体电子传递系统的亚单位以及构建翻译机器所需的各种rRAN和tRNA。mtDNA编码的每一个亚单位都是线粒体完成正常的氧化磷酸化过程所必需的,因此,线粒体DNA的完整性对于生物体的生存十分重要。长期以来,人们一直认为线粒体中不存在DNA的修复。近年来在线粒体提取物中却检测到了一定数量的修复因子,提示线粒体中存在DNA的修复。主要对线粒体修复系统中相关酶的研究进展进行综述。Abstract: Mitochondrial DNA（mtDNA） encodes subunits of the mitochondrial electron transport system and the rRNAs and tRNAs required for constructing the mitochondrial tranlational machinery.Each subunit encoded by mtDNA is essential for normal oxidative phosphorylation.Thus,integrity of the mtDNA is crucial for the survival of organisms.It has long been held that there is no DNA repair in mitochondria.But in recent years,a number of repair factors have been found in mitochondrial extracts,suggesting the presence of DNA repair in mitochondria.This review summarized recent progress of enzyme in mitochondrial DNA repair processes.     

mtDNA拷贝数的生物学意义及其调控

线粒体是细胞能量和自由基代谢中心,并在细胞凋亡、钙调控、细胞周期和信号转导中发挥重要作用,维持线粒体功能正常对于细胞正常行使职能意义重大。线粒体的功能与线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）的数量和质量紧密相关,mtDNA的数量即mtDNA拷贝数又受到mtDNA质量的影响,因此mtDNA拷贝数可作为线粒体功能的重要表征。mtDNA拷贝数变异引起线粒体功能紊乱,进而导致疾病发生。本文综述了mtDNA拷贝数变异与神经退行性疾病、心血管疾病、肿瘤等疾病的发生发展和个体衰老之间的关系,以及mtDNA复制转录相关因子、氧化应激、细胞自噬等因素介导mtDNA拷贝数变异的调控机制。以期为进一步深入探究mtDNA拷贝数调控的分子机制,以及未来治疗神经退行性疾病、肿瘤及延缓衰老等提供一定的理论基础。     

线粒体DNA与DNA甲基化

线粒体是除细胞核之外唯一携带遗传物质的细胞器,其线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）控制着线粒体一些最基本的性质,对细胞功能有着重要影响.DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一.研究表明mtDNA存在CpG位点的低甲基化,并且mtDNA基因的表达受核DNA（nuclear DNA,nDNA）及线粒体自身DNA甲基化的调控,mtDNA和nDNA协同作用参与机体代谢调节和疾病发生发展过程.就近年来mtDNA与DNA甲基化的关系作一综述.     

线粒体遗传病

线粒体(mitochondrion)是一个敏感而多变的细胞器,是细胞中能量储存和供给的场所。除细菌、蓝绿藻和哺乳类动物成熟红细胞外,所有的真核细胞都有线粒体。1963年Nass在对鸡卵母细胞的研究中首次发现线粒体拥有自己特异的遗传物质——线粒体DNA(mtDNA)。近年来,人们发现线粒体DNA突变与许多人类疾病有关,因而,mtDNA已成为分子遗传学和临床医学所关注的一个热点。1　mtDNA的结构特征mtDNA与核DNA不同,其形状类似于原核细胞的DNA,呈裸露环状。人mtDNA为全长16569bp的双链闭环分子,外环为重链(H链),内环为轻链(L链)。H链与L链的碱基…     

线粒体病的基因治疗

线粒体病是一组因线粒体DNA缺失或突变而致氧化磷酸化及能量供应异常的疾病,目前该类疾病的治疗主要是支持治疗。然而由于线粒体结构和功能的特殊性,该疗效并不确切。因此,线粒体病的基因治疗显得越来越迫切和重要。目前,基因治疗的策略包括降低突变型mtDNA／野生型mtDNA的比例、错位表达、输入其他同源性基因以及利用限制性内切酶修复突变型mtDNA等。     

草鱼和鲤鱼线粒体 DNA 的分离纯化及其 COI 基因的分子克隆

本文报道配合使用差速离心和DNaseI核酸酶处理等步骤,从草鱼和鲤鱼新鲜肝组织分离线粒体DNA(mtDNA)的实验方法。这种方法经济简便,纯化的mtDNA产率多,纯度高,经限制性内切酶消化后进行琼脂糖凝胶电泳分离,可以得到清晰的DNA片段谱带,并可直接用于构建酶切图谱和线粒体基因的分子克隆。用这样的mtDNA,我们已克隆了草鱼和鲤鱼的细胞色素氧化酶亚基I基因(COI基因)。     

高血压相关的线粒体DNA突变

线粒体DNA(mtDNA)突变是高血压发病的分子机制之一。已经报道的与原发性高血压相关的mtDNA突变包括:tRNAMet A4435G,tRNAMet/tRNAGln A4401G,tRNAIle A4263G,T4291C和A4295G突变。这些高血压相关的mtDNA突变改变了相应的线粒体tRNA的结构,导致线粒体tRNA的代谢障碍。而线粒体tRNAs的代谢缺陷则影响蛋白质合成,造成氧化磷酸化缺陷,降低ATP的合成,增加活性氧的产生。因此,线粒体的功能缺陷可能在高血压的发生发展中起一定的作用。mtDNA突变发病的组织特异性则可能与线粒体tRNAs的代谢以及核修饰基因相关。目前发现的这些高血压相关的mtDNA突变则应该作为今后高血压诊断的遗传风险因子。高血压相关的线粒体功能缺陷的深入研究也将进一步诠释母系遗传高血压的分子致病机制,为高血压的预防、控制和治疗提供依据。文章对高血压相关的mtDNA突变进行了综述。     

线粒体DNA的异质性

哺乳动物线粒体DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）位于线粒体.当细胞中mtDNA发生突变时,就会出现野生型与突变型mtDNA的共存.这种情况被称为mtDNA异质性.从mtDNA异质性的形成到在表型上引起相应的病变是一个复杂的过程.mtDNA异质性是如何形成和其在特异组织的增殖复制,mtDNA异质性的变化对个体的影响,如何提高mtDNA突变负荷检测的精度和灵敏度都是近些年的研究热点.本文对mtDNA异质性的检测、遗传、组织特异性以及其相关的疾病等方面进行了阐述.     

线粒体DNA异常与肿瘤

能量代谢重编程是肿瘤细胞一个重要的标志特征,而由线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)结构及功能异常引起的线粒体功能障碍是其机制之一。人类mtDNA为位于线粒体基质中由16569bp组成的双链闭合环状分子,编码与氧化磷酸化电子传递链相关的13种多肽以及与线粒体蛋白合成相关的22种tRNA和2种rRNA。近年来,人们发现多种肿瘤组织及细胞中存在mtDNA序列的多类型突变或拷贝数的变异,且mtDNA的这些异常与肿瘤的发生发展、早期诊断及放化疗监测等密切相关。异常的mtDNA因削弱线粒体产能、增加细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平、打破Ca2+稳态,从而赋予肿瘤细胞代谢重编程、凋亡抵抗等侵袭性进程。针对mtDNA异常在肿瘤发生发展中的作用及机制研究,将为肿瘤的早期诊断及靶向治疗提供新的策略。