线粒体遗传病医学知识培训培训ppt课件

线粒体遗传病医学知识线粒体遗传病医学知识培训培训线粒体遗传病医学知识培训1线粒体疾病的遗传线粒体疾病的遗传人类线粒体基因组人类线粒体基因组线粒体基因的突变与线粒体疾病线粒体基因的突变与线粒体疾病线粒体遗传病医学知识培训2线粒体疾病的遗传人类线粒体基因组线粒体遗传病医学知识培训2第一节第一节 人类线粒体基因组人类线粒体基因组 线粒体的功能：能量代谢中心能量代谢中心细胞氧化和能量转换线粒体遗传病医学知识培训3第一节 人类线粒体基因组 线粒体的功能：能量代谢中心线粒体第一节第一节 人类线粒体基因组人类线粒体基因组 一、线粒体基因组（一、线粒体基因组（mitochondrial DNA,mitochondrial DNA,mtDNAmtDNA）线粒体内含有线粒体内含有DNADNA分子，是细胞核分子，是细胞核以外含有遗传信息和表达系统的细胞器。以外含有遗传信息和表达系统的细胞器。线粒体遗传病医学知识培训4第一节 人类线粒体基因组 一、线粒体基因组（mitocho1122bp8181年，年，AndersonAnderson人类粒体基因组人类粒体基因组 16569bp鸟嘌呤胞嘧啶重链轻链线粒体遗传病医学知识培训51122bp81年，Anderson人类粒体基因组 1656线粒体遗传病医学知识培训培训ppt课件6 线粒体线粒体DNADNA结构特征结构特征1 1、两条链的碱基成分不同；两条链都有编码、两条链的碱基成分不同；两条链都有编码功能；功能；2 2、DNADNA分子裸露；分子裸露；3 3、每个细胞中、每个细胞中mtDNAmtDNA不是不是2 2个拷贝；个拷贝；4 4、基因排列紧密、基因排列紧密,具有高度简洁性；具有高度简洁性；5 5、半自主复制；、半自主复制；6 6、密码子和通用密码子不同、密码子和通用密码子不同(表表6-1)P666-1)P66线粒体遗传病医学知识培训7 线粒体DNA结构特征1、两条链的碱基成分不同；两条链都有编(二二)线粒体基因组的遗传特征线粒体基因组的遗传特征1.1.母系遗传母系遗传2.2.同质性和异质性同质性和异质性 3.3.阈值效应阈值效应4.4.突变率高（突变率高（原因？原因？）线粒体遗传病医学知识培训8(二)线粒体基因组的遗传特征1.母系遗传线粒体遗传病医学知1.母系遗传母系遗传 典型的线粒体遗传为母系遗传典型的线粒体遗传为母系遗传 细胞核基因、细胞核与线粒体通讯异常细胞核基因、细胞核与线粒体通讯异常 导致的线粒体病为核遗传导致的线粒体病为核遗传(二二)线粒体基因组的遗传特征线粒体基因组的遗传特征线粒体遗传病医学知识培训91.母系遗传(二)线粒体基因组的遗传特征线粒体遗传病医学同质性和异质性同质性和异质性 同质性（同质性（homoplasmyhomoplasmy）：同一组织或细胞：同一组织或细胞中的中的mtDNAmtDNA分子都是一致分子都是一致的。的。异质性（异质性（heteroplasmyheteroplasmy）：）：个体细胞内同个体细胞内同时存在时存在野生型或突变型野生型或突变型的的mtDNAmtDNA,分为分为长度长度和序列异质性。和序列异质性。野生型野生型mtDNAmtDNA对突变型对突变型mtDNAmtDNA有保护和补偿有保护和补偿作用，因此，作用，因此，mtDNAmtDNA突变时并不立即产生突变时并不立即产生严重后果。严重后果。线粒体遗传病医学知识培训10同质性和异质性 线粒体遗传病医学知识培训10阈值效应阈值效应突变型突变型mtDNAmtDNA的表达达到一定水平才引起相的表达达到一定水平才引起相应的组织或器官的功能异常应的组织或器官的功能异常各种组织或器官对维持正常功能所需的能各种组织或器官对维持正常功能所需的能量不同量不同,故对故对mtDNAmtDNA突变的敏感各不相同突变的敏感各不相同女性携带者细胞内突变的女性携带者细胞内突变的mtDNAmtDNA未达到阈值未达到阈值,不发病不发病,但能传递给下一代但能传递给下一代 线粒体遗传病医学知识培训11阈值效应突变型mtDNA的表达达到一定水平才引起相应的组织或突变突变mtDNAmtDNA在不同类型细胞在不同类型细胞具有不同的发病阈值具有不同的发病阈值突变的同质性个体突变的同质性个体:对需要能量高的细胞对需要能量高的细胞,病情较重病情较重.需能顺序需能顺序:中枢神经细胞中枢神经细胞 骨骼肌骨骼肌 心脏心脏 胰腺胰腺 肝肝 肾肾 低需能细胞低需能细胞,受受mtDNAmtDNA突变危害小突变危害小.线粒体遗传病医学知识培训12突变mtDNA在不同类型细胞具有不同的发病阈值突变的同质性(三三)线粒体基因组的突变分类线粒体基因组的突变分类线粒体基因突变线粒体基因突变点突变点突变mRNAmRNA错义突变错义突变：氧化磷酸化功能下降氧化磷酸化功能下降tRNA rRNAtRNA rRNA结构异常：结构异常：酶酶合成障碍合成障碍缺失和重排缺失和重排：某些多肽合成受：某些多肽合成受到影响：氧化磷酸化功能下降到影响：氧化磷酸化功能下降 ATPATP减少减少线粒体遗传病医学知识培训13(三)线粒体基因组的突变分类线粒体基因突变mRNA错义突变第2节 线粒体基因组突变与疾病线粒体病线粒体病(mitochondrial disease)(mitochondrial disease)-以线粒体结构或功能异常为主要以线粒体结构或功能异常为主要病因的疾病。病因的疾病。线粒体遗传病医学知识培训14第2节 线粒体基因组突变与疾病线粒体病(mitochondr 线粒体疾病典型系谱线粒体疾病典型系谱线粒体遗传病医学知识培训15 线粒体疾病典型系谱线粒体遗传病医学知识第第2 2节节 线粒体疾病的遗传线粒体疾病的遗传1)1)线粒体疾病多为散发的线粒体疾病多为散发的,并随年龄增加而并随年龄增加而病情加重病情加重2)2)为为母系遗传（母系遗传（maternal inheritancematernal inheritance），），即母亲将即母亲将mtDNAmtDNA传递给她的儿子和女儿，传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其但只有女儿能将其mtDNAmtDNA传递给下一代传递给下一代。女性患者的男女后代均可发病女性患者的男女后代均可发病,但男性但男性患者后代正常患者后代正常线粒体遗传病医学知识培训16第2节 线粒体疾病的遗传1)线粒体疾病多为散发的,并随年龄增点突变点突变引起的疾病引起的疾病 突变突变 相关基因相关基因 疾病疾病 nt-3243 tRNALeu(UUR)MELAS PEO(PEO)NIDDM/耳聋耳聋 nt-3256 tRNALeu(UUR)肌病肌病(PEO)nt-4269 tRNAIle 心肌病心肌病 nt-5730 tRNAAsn 肌病肌病 nt-8344 tRNALys MERRF (肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病)MELAS:线粒体肌病脑病伴酸中毒及中风样发作综合征线粒体遗传病医学知识培训17点突变引起的疾病 突变 相关基因Lebers hereditary optic neurophathy,Lebers hereditary optic neurophathy,LHON(OMIM 535000)LHON(OMIM 535000)LeberLeber氏遗传性视神经病氏遗传性视神经病 Theodor Leber(1840-1917)mtDNA11778位点位点GA的突变的突变NADHNADH脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶ND4ND4亚基亚基亚基亚基1177811778突变突变突变突变,精氨酸突变为组氨酸精氨酸突变为组氨酸精氨酸突变为组氨酸精氨酸突变为组氨酸线粒体遗传病医学知识培训18Lebers hereditary optic neuro缺失、重复缺失、重复 涉及多个基因，涉及多个基因，OXPHOSOXPHOS功能下降，功能下降，ATPATP减少，减少，从而影响组织器官的功能。从而影响组织器官的功能。常见缺失常见缺失:848313459 863716073 438914812 1.Kearns-Sayre1.Kearns-Sayre综合征综合征(眼肌病眼肌病)2 2Pearson-Pearson-骨髓骨髓/胰腺综合征胰腺综合征 3 3线粒体心肌病线粒体心肌病 4 4帕金森病帕金森病(Parkinson disease,PD)(Parkinson disease,PD)5 5AlzheimerAlzheimer病病 6 6非胰岛素依赖型糖尿病非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)(NIDDM)线粒体遗传病医学知识培训19缺失、重复 涉及多个基因，OXPHOS功能下降，ATP减教学要求【掌握掌握】线粒体疾病的遗传特征。线粒体疾病的遗传特征。(母系遗传、阈值效应、同质性、异质性母系遗传、阈值效应、同质性、异质性)【熟悉熟悉】线粒体基因组的结构特点。线粒体基因组的结构特点。【了解了解】线粒体基因组突变率高的原因。线粒体基因组突变率高的原因。线粒体遗传病医学知识培训20教学要求【掌握】线粒体疾病的遗传特征。线粒体遗传病医学知识培