线粒体疾病的遗传
第十三章线粒体疾病
一、教学大纲要求
１．掌握线粒体DNA突变的主要类型。
２．熟悉线粒体疾病的分类。
３．了解主要的线粒体疾病的遗传学机理。
４．了解核DNA与线粒体疾病的关系。
二、习题
（一）A型选择题
1．狭义的线粒体病是
A．线粒体功能异常所致的疾病B．mtDNA突变所致的疾病
C．线粒体结构异常所致的疾病D．线粒体数量异常所致的疾病
E．mtDNA数量变化所致的疾病
2．点突变若发生于mtDNA rRNA基因上，可导致
A．呼吸链中多种酶缺陷B．电子传递链中某种酶缺陷
C．线粒体蛋白输入缺陷D．底物转运蛋白缺陷
E．导肽受体缺陷
3．常见的mtDNA的大片段重组是
A．插入B．重复C．易位D．缺失E．倒位
4．mtDNA大片段的缺失往往涉及
A．多个ATPase8基因B．多个ND基因C．多个tRNA基因
D．多个rRNA基因E．多个多种基因
5．Leber遗传性视神经病患者最常见的mtDNA突变类型是
A．G14459A B．G3460A C．T14484C
D．G11778A E．G15257A
6．与增龄有关的mtDNA突变类型主要是
A．点突变B．缺失C．重复D．nDNA突变E．基因组间交流缺陷
7．线粒体脑肌病的特征是
A．肌纤维中呼吸链酶活性正常B．肌纤维中呼吸链酶活性缺陷C．中枢神经系统呼吸链酶活性缺陷D．呼吸链酶活性正常的神经细胞与酶活性缺失的神经细胞混合E．呼吸链酶活性正常的肌纤维与酶活性缺失的肌纤维混合
8．mtDNA突变诱导糖尿病的机制可能是
A．β细胞不能感受血糖值B．糖原异生降低C．脂肪细胞增殖分化失控D．β细胞稳定性增高E．细胞中8-OH-dG含量增多
（二）X型选择题
1．mtDNA突变类型包括
A．缺失B．点突变C．mtDNA数量减少D．插入E．重复2．与线粒体功能障碍有关的疾病是
A．肿瘤B．帕金森病C．Ⅱ型糖尿病D．白化病E．苯丙酮尿症
3．Leber遗传性视神经病的特点是
A．线粒体DNA的数量减少B．家系中mtDNA可有多个点突变C．mtDNA突变均为点突变D．以中枢神经系统和骨骼肌病变为特征E．细胞中突变mtDNA超过96％
4．线粒体疾病随年龄渐进性加重是因为
A．突变mtDNA积累B．细胞增殖能力减退
C．对能量的需求增加D．异质性漂变
E．mtDNA的修复能力减退
5．线粒体异常导致糖尿病的机制可能是
A．mtDNA tRNA Lys基因点突变B．tRNA Leu（UUR）基因点突变糖原异生降低C．mtDNA缺失D．β细胞增殖失控
E．β细胞不能感受血糖值
6．下面哪些疾病属于线粒体脑肌病
A．MERRF B．NARP C．Leigh综合征
D．Leber遗传性视神经病E．帕金森病
7．KSS和CPEO病情严重程度取决于缺失型mtDNA的
A．缺失长度B．缺失部位C．异质性水平
D．转录活性E．组织分布
8．与衰老有关的线粒体异常包括
A．缺失型mtDNA积累B．CoⅢ基因整合于nDNA的c-myc基因内C．氧自由基积累D．rRNA和mRNA合成的比例失常
E．组织中8-OH-dG含量增多
（三）名词解释
1．线粒体病
2．线粒体脑肌病
3．前突变
（四）问答题
1．mtDNA突变的主要类型及其遗传学后果是什么？
2．线粒体疾病可分哪些类型？
三、参考答案
（一）A型选择题
1．B2．A 3．D 4．E 5．D 6．B 7．E 8．A
（二）X型选择题
1．ABCDE 2．ABC 3．BCE 4．ABE 5．ABCE 6．ABC 7．CE 8．ACE
（三）名词解释
略。
（四）问答题
1．①点突变：点突变发生于tRNA或rRNA基因，影响mtDNA编码的全部多肽链的翻译过程，导致呼吸链中多种酶合成障碍；点突变发生于mRNA基因，可导致某种多肽链的错义突变，进而影响氧化磷酸化相关酶的结构及活性，使细胞氧化磷酸化功能下降；②大片段重组：包括缺失和重复，大片段的缺失往往涉及多个基因，可导致线粒体OXPHOS功能下降，产生的A TP减少，从而影响组织器官的功能；③mtDNA数量减少，细胞氧化磷酸化功能下降。
2．线粒体疾病根据其分子发生机制可分：①nDNA缺陷引起的疾病：包括编码线粒体蛋白的核基因缺陷、导肽或导肽受体缺陷、底物转运蛋白缺陷、线粒体金属离子转运障碍等；
②mtDNA缺陷引起的疾病；③基因组间交流缺陷引起的疾病。
（李晓雯）
(完整word版)医学遗传学习题(附答案)第6章 线粒体遗传病
第六章线粒体遗传病 （一）选择题(A型选择题) 1．下面关于线粒体的正确描述是______。 A.含有遗传信息和转译系统 B.线粒体基因突变与人类疾病基本无关 C.是一种完全独立自主的细胞器 D.只有极少量DNA，作用很少 E.线粒体中所需蛋白质均来自细胞质 2. 关于线粒体遗传的叙述，不正确的是______。 A．线粒体遗传同样是由DNA控制的遗传 B．线粒体遗传的子代性状受母亲影响 C．线粒体遗传是细胞质遗传 D．线粒体遗传同样遵循基因的分离规律 E．线粒体遗传的表现度与突变型mtDNA的数量有关。 3．以下符合mtDNA结构特点的是______。 A.全长61569bp B.与组蛋白结合 C.呈闭环双链状 D.重链（H链）富含胞嘌呤 E.轻链（L链）富含鸟嘧啶 4.人类mtDNA的结构特点是______。 A. 全长16.6kb，不与组蛋白结合，为裸露闭环单链 B. 全长61.6kb，不与组蛋白结合，分为重链和轻链 C. 全长16.6kb，与组蛋白结合，为闭环双链 D. 全长61.6kb，不与组蛋白结合，为裸露闭环单链 E. 全长16.6kb，不与组蛋白结合，为裸露闭环双链 5．下面关于mtDNA的描述中，不正确的是______。 A．mtDNA的表达与核DNA无关 B．mtDNA是双链环状DNA C．mtDNA转录方式类似于原核细胞 D．mtDNA有重链和轻链之分 E．mtDNA的两条链都有编码功能
6．线粒体遗传属于______。 A.多基因遗传 B.显性遗传 C.隐性遗传 D.非孟德尔遗传 E.体细胞遗传 7. 线粒体中的tRNA兼用性较强，tRNA数量为______。 A.48个 B.32个 C.64个 D.61个 E.22个8．mtDNA编码线粒体中______。 A. 全部呼吸链-氧化磷酸化系统的蛋白质 B. 约10%的蛋白质 C. 大部分蛋白质 D. 线粒体基质中的全部蛋白质 E. 线粒体膜上的全部蛋白质 9. 目前已发现与mtDNA有关的人类疾病种类约为______。 A. 100余种 B. 10多种 C. 60多种 D. 几十种 E. 种类很多10．UGA在细胞核中为终止密码，而在线粒体编码的氨基酸是______。 A．色氨酸 B．赖氨酸 C．天冬酰胺 D．苏氨酸 E．异亮氨酸11．每个线粒体内含有mtDNA分子的拷贝数为______。 A．10～100个 B．10～20个 C．2～10个 D．15～30个 E．105 12．mtDNA中编码mRNA基因的数目为______。 A．37个 B．22个 C．17个 D．13个 E．2个 13．关于mtDNA的编码区，描述正确的是______。 A.包括终止密码子序列 B.不同种系间的核苷酸无同源性 C.包括13个基因 D.各基因之间部分区域重叠 E.包括启动子和内含子 14．关于mtDNA的D环区，描述正确的是______。 A.是线粒体基因组中进化速度最慢的DNA序列 B.具有高度同源性 C.包含线粒体基因组中全部的调控序列 D.突变率较编码区低 E.是子代H链在复制过程中与亲代H链发生置换的部位 15．mtDNA中含有的基因为______。 A. 22个rRNA基因，2个tRNA基因，13个mRNA基因
第6章 线粒体遗传病-第七章 线粒体疾病的遗传
第七章线粒体疾病的遗传 （一）A型选择题 1．下面关于mtDNA的描述中，那一项是不正确的 A．mtDNA的表达与核DNA无关B．mtDNA是双链环状DNA C．mtDNA转录方式类似于原核细胞D．mtDNA有重链和轻链之分 E．mtDNA的两条链都有编码功能 2．mtDNA中编码mRNA基因的数目为 A．37个B．22个C．17个D．13个E．2个 3．线粒体疾病的遗传特征是 A．母系遗传B．近亲婚配的子女发病率增高 C．交叉遗传D．发病率有明显的性别差异 E．女患者的子女约1/2发病 4．最早发现与mtDNA突变有关的疾病是 A．遗传性代谢病B．Leber遗传性视神经病C．白化病 D．分子病E．苯丙酮尿症 5．下列哪种是线粒体基因不可能发生的突变（） A. 碱基的缺失B．碱基的插入 C. 拷贝数增加 D．拷贝数减少E．动态突变 6．由于线粒体DNA缺失引起的线粒体遗传病是( )。 A．Kearns-Sayre综合征(KSS) B．肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维病 C. Leber遗传性视神经病D．MELAS综合征 E．遗传性痉挛型截瘫 （二）X型选择题 1．下面关于线粒体遗传系统的正确描述是 A．可编码线粒体中全部的tRNA、rRNA B．能够独立复制、转录，不受nDNA的制约 C．在细胞中有多个拷贝 D．进化率极高，多态现象普遍 E．所含信息量小 2．线粒体异质性 A．指长度异质性B．指序列异质性C．发生率与年龄相关D．在神经、肌肉系统中发生率高E．高发于Ｄ环区，导致线粒体疾病 3．“阈值效应”中的阈值 A．指细胞内突变型和野生型mtDNA的相对比例B．易受突变类型的影响 C．个体差异不大D．有组织差异性E．与细胞老化程度无关4. 下面哪些组织容易受到线粒体DNA突变的影响( ) A．大脑B．骨骼肌C．心脏 D．肝脏E．脾脏 5．mtDNA高突变率的原因是 A．缺乏有效的修复能力B．基因排列紧凑 C．易发生断裂D．缺乏非组蛋白保护
线粒体遗传病
线粒体疾病的遗传 一、线粒体的功能： ?是细胞有氧呼吸的基地和供能的场所，供应细胞生命活动95%的能量 ?线粒体的主要功能是把氧化各种底物产生的自由能转化为可被细胞直接利用的形式 ——ATP ?细胞氧化（细胞呼吸） ?无氧酵解：1分子葡萄糖→2ATP 线粒体有氧呼吸：1分子葡萄糖→36~38ATP 二、mtDNA的遗传特点： 1、具有复制半自主性。（M染色体，25号染色体） 线粒体内含有DNA分子，被称为人类第25号染色体，是细胞核以外含有遗传信息和表达系统的细胞器，其遗传特点表现为非孟德尔遗传方式，又称核外遗传。 2、部分遗传密码与核DNA不同。 3、母系遗传。（不符合经典遗传定律）。 精卵结合时，受精卵中的线粒体DNA几乎全都来自于卵子，来源于精子的mtDNA 对表型无明显作用，这种双亲信息的不等量表现决定了线粒体遗传病的传递方式不符合孟德尔遗传，而是表现为母系遗传（maternal inheritance），即母亲将mtDNA传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代。 4、在细胞分裂间期经过复制和分离。 细胞分裂时，突变型和野生型mtDNA发生分离，随机地分配到子细胞中，使子细胞拥有不同比例的突变型mtDNA分子。 5、具有阈值效应。 在克隆和测序的研究中发现一些个体同时存在两种或两种以上类型的mtDNA，这是由于mtDNA发生突变，导致一个细胞内同时存在野生型mtDNA和突变型mtDNA，称为“杂质”（heteroplasmy）。野生型mtDNA对突变型mtDNA有保护和补偿作用，因此，mtDNA突变时并不立即产生严重后果。 突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例，只有突变型DNA达到一定数量（阈值）才足以引起细胞的功能障碍，这种现象称为阈值效应。阈值效应的一个表现就是在某些线粒体遗传病的家系中，有些个体起初并没有临床症状，但随年龄增加由于自发突变、环境选择等原因，突变型DNA逐渐积累，线粒体的能量代谢功能持续性下降，最终出现临床症状。 6、突变率极高（比核基因大10-20倍）。 A、突变率高的原因: ?mtDNA中基因排列紧凑，任何突变都可能会影响到其基因组内的某一重要功能区域 ?mtDNA是裸露的分子，不与组蛋白结合
线粒体疾病的遗传
第七章线粒体疾病的遗传 一、教学大纲要求 1．掌握线粒体遗传、线粒体疾病、异质性、阈值效应等基本概念。 2．掌握线粒体DNA的结构与遗传特点。 3．熟悉线粒体基因组与核基因组的关系。 4．了解线粒体DNA的复制、转录特点。 二、习题 （一）A型选择题 1．mtDNA指 A．突变的DNA B．核DNA C．启动子顺序 D．线粒体DNA E．单一序列 2．下面关于mtDNA的描述中，那一项是不正确的 A．mtDNA的表达与核DNA无关B．mtDNA是双链环状DNA C．mtDNA转录方式类似于原核细胞D．mtDNA有重链和轻链之分E．mtDNA的两条链都有编码功能 3．mtDNA中编码mRNA基因的数目为 A．37个B．22个C．17个D．13个E．2个 4．线粒体遗传不具有的特征为 A．异质性B．母系遗传C．阈值效应D．交叉遗传E．高突变率5．mtDNA中含有 A．37个基因B．大量调控序列C．内含子 D．终止子E．高度重复序列 6．受精卵中的线粒体 A．几乎全部来自精子B．几乎全部来自卵子C．精子与卵子各提供1/2 D．不会来自卵子E．大部分来自精子 7．线粒体疾病的遗传特征是 Ａ．母系遗传Ｂ．近亲婚配的子女发病率增高 Ｃ．交叉遗传D．发病率有明显的性别差异 Ｅ．女患者的子女约1/2发病 8．最早发现与mtDNA突变有关的疾病是 A．遗传性代谢病B．Leber遗传性视神经病C．白化病 D．分子病E．苯丙酮尿症 9．最易受阈值效应的影响而受累的组织是 A．心脏B．肝脏C．骨骼肌D．肾脏E．中枢神经系统10.遗传瓶颈效应指 A．卵细胞形成期mtDNA数量剧减B．卵细胞形成期nDNA数量剧减 C．受精过程中nDNA.数量剧减D．受精过程中mtDNA数量剧减 E．卵细胞形成期突变mtDNA数量剧减
线粒体遗传与线粒体疾病
第十三章线粒体疾病 广义的线粒体病（mitochondrial disease）指以线粒体功能异常为主要病因的一大类疾病。除线粒体基因组缺陷直接导致的疾病外，编码线粒体蛋白的核DNA突变也可引起线粒体病，但这类疾病表现为孟德尔遗传方式。目前发现还有一类线粒体疾病，可能涉及到mtDNA与nDNA的共同改变，认为是基因组间交流的通讯缺陷。通常所指的线粒体疾病为狭义的概念，即线粒体DNA突变所致的线粒体功能异常。 第一节疾病过程中的线粒体变化 线粒体对外界环境因素的变化很敏感，一些环境因素的影响可直接造成线粒体功能的异常。例如在有害物质渗入（中毒）、病毒入侵（感染）等情况下，线粒体亦可发生肿胀甚至破裂，肿胀后的体积有的比正常体积大3～4倍。如人体原发性肝癌细胞癌变过程中，线粒体嵴的数目逐渐下降而最终成为液泡状线粒体；缺血性损伤时的线粒体也会出现结构变异如凝集、肿胀等；坏血病患者的病变组织中有时也可见2到3个线粒体融合成一个大的线粒体的现象，称为线粒体球；一些细胞病变时，可看到线粒体中累积大量的脂肪或蛋白质，有时可见线粒体基质颗粒大量增加，这些物质的充塞往往影响线粒体功能甚至导致细胞死亡；如线粒体在微波照射下会发生亚微结构的变化，从而导致功能上的改变；氰化物、CO等物质可阻断呼吸链上的电子传递，造成生物氧化中断、细胞死亡；随着年龄的增长，线粒体的氧化磷酸化能力下降等等。在这些情况下，线粒体常作为细胞病变或损伤时最敏感的指标之一，成为分子细胞病理学检查的重要依据。 第二节线粒体疾病的分类 根据不同的角度，线粒体疾病可以有不同的分类。从临床角度，线粒体疾病主要涉及心、脑等组织器官或系统；从病因和病理机制角度，线粒体疾病有生化分类和遗传分类之别。 一、生化分类
线粒体疾病的遗传
第十三章线粒体疾病 一、教学大纲要求 １．掌握线粒体DNA突变的主要类型。 ２．熟悉线粒体疾病的分类。 ３．了解主要的线粒体疾病的遗传学机理。 ４．了解核DNA与线粒体疾病的关系。 二、习题 （一）A型选择题 1．狭义的线粒体病是 A．线粒体功能异常所致的疾病B．mtDNA突变所致的疾病 C．线粒体结构异常所致的疾病D．线粒体数量异常所致的疾病 E．mtDNA数量变化所致的疾病 2．点突变若发生于mtDNA rRNA基因上，可导致 A．呼吸链中多种酶缺陷B．电子传递链中某种酶缺陷 C．线粒体蛋白输入缺陷D．底物转运蛋白缺陷 E．导肽受体缺陷 3．常见的mtDNA的大片段重组是 A．插入B．重复C．易位D．缺失E．倒位 4．mtDNA大片段的缺失往往涉及 A．多个ATPase8基因B．多个ND基因C．多个tRNA基因 D．多个rRNA基因E．多个多种基因 5．Leber遗传性视神经病患者最常见的mtDNA突变类型是 A．G14459A B．G3460A C．T14484C D．G11778A E．G15257A 6．与增龄有关的mtDNA突变类型主要是 A．点突变B．缺失C．重复D．nDNA突变E．基因组间交流缺陷 7．线粒体脑肌病的特征是 A．肌纤维中呼吸链酶活性正常B．肌纤维中呼吸链酶活性缺陷C．中枢神经系统呼吸链酶活性缺陷D．呼吸链酶活性正常的神经细胞与酶活性缺失的神经细胞混合E．呼吸链酶活性正常的肌纤维与酶活性缺失的肌纤维混合 8．mtDNA突变诱导糖尿病的机制可能是 A．β细胞不能感受血糖值B．糖原异生降低C．脂肪细胞增殖分化失控D．β细胞稳定性增高E．细胞中8-OH-dG含量增多 （二）X型选择题 1．mtDNA突变类型包括 A．缺失B．点突变C．mtDNA数量减少D．插入E．重复2．与线粒体功能障碍有关的疾病是 A．肿瘤B．帕金森病C．Ⅱ型糖尿病D．白化病E．苯丙酮尿症
医学遗传学 第六章 线粒体遗传病 知识点
医学遗传学第六章线粒体遗传病 线粒体基因组的结构特征：不与组蛋白结合，呈裸露闭环双链状。分为重链H链和轻链L 链。重链富含鸟嘌呤G。轻链富含胞嘧啶C。 编码区：线粒体基因排列紧密，部分会重叠。没有启动子和内含子。有的基因没有完整的三连体终止密码。基因间隔区短，只有87bp。两条链都有编码功能。 非编码区（D环区/控制区）：与线粒体复制及转录有关。包括H链复制的起始点。H、L链转录的启动子。四个高度保守序列（可通过此结构判定物种）。两个高变区。 编码区的保守序列包含37个基因：2个rRNA基因，22个tRNA基因以及是13个氧化磷酸化有关的蛋白质编码基因。 线粒体基因组的遗传特征： 半自主性 遗传密码和通用密码不同 母系遗传：母亲将mtDNA传递给她的所有子女，但只有她的女儿们能将其mtDNA传递给下一代。 mtDNA的突变率极高： 原因是--mtDNA的特殊结构（缺乏酪蛋白和其他DNA组结合蛋白的保护。无DNA损伤的修复系统，没有内含子。 独特的复制方式和复制错配。 mtDNA处于高度氧化的环境。（ROS和自由基导致氧化损伤或诱导突变。） 同质性与异质性： 同质性：一个组织或细胞中所有的线粒体具有相同的基因组，全部为野生型或全部为突变型mtDNA。 异质性：一个细胞或组织具有突变型，也有野生型mtDNA，基金组不同。 异质性的发生率：中枢神经系统＞肌肉组织＞血液。成人大于儿童。 阀值效应：突变的mtDNA达到一定的比例，超过阀值时能引起某些器官或组织功能异常，导致能量产生急剧下降。 对ATP依赖程度：中枢神经系统＞骨骼肌＞心脏＞胰腺＞肾脏＞肝脏。 遗传瓶颈与复制分离： 遗传瓶颈：卵母细胞中的线粒体数目从10万个锐减到少于100个的过程。 复制分离：细胞分裂时进行随机分配，导致mtDNA异质性变化的过程。 线粒体基因组突变类型： 点突变：2/3的点突变发生在与线粒体内蛋白质翻译有关的tRNA和rRNA基因上，这些突变会导致tRNA和rRNA的结构异常，从而影响mtDNA编码的多肽链的翻译过程。 大片段重组：包括缺失和重复。 mtDNA拷贝数量变化：通常为拷贝数量减少。 以中枢神经系统为主的病变，称为线粒体脑病。病变以骨骼肌为主，称为线粒体肌病。病变
医学遗传学名词解释(线粒体遗传病)
医学遗传学名词解释(线粒体遗传病) 1、线粒体病(mitochondrial disease) 广义的线粒体病指以线粒体功能异常为病因学核心的一大类疾病，包括线粒体基因组、核基因组缺陷以及二者之间的通讯缺陷。狭义的线粒体病仅指线粒体DNA突变所致的线粒体功能异常，为通常所指的线粒体病。线粒体DNA为呼吸链的部分肽链及线粒体蛋白质合成系统rRNA和t RNA编码，这些线粒体基因突变所导致的疾病也称为线粒体遗传病。 2、异质性（heterogeneity）由于mtDNA发生突变，导致一个细胞内同时存在野生型mtDNA和突变型mtDNA 。 3、阈值效应（threshold effect）在特定组织中，突变型mtDNA积累到一定程度，超过阈值时，能量的产生就会急剧地降到正常的细胞、组织和器官的功能最低需求量以下，引起某些器官或组织功能异常。 4、D—loop O环区，又称非编码区或控制区，与mtDNA的复制及转录有关，包含H链复制的起始点(OH)H链和L链转录的启动子(PH1、PH2、PL )以及4个保守序列。 5、母系遗传（maternal inheritance ）即母亲将mtDNA传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给后 子代。 6、同质性（homogeneity）同一组织或细胞中的mtDNA分子都是相同的，称为同质性。 7、复制分离（explicative segregation)细胞分裂时，突变型和野生型mtDNA发生分离，随机地分配到子细胞中，使子细胞拥有不同比例的突变型mtDNA分子，这种随机分配导致mtDNA异质性变化的过程称为复制分离。 8、遗传瓶颈（genetic bottleneck）异质性在亲子代之间的传递非常复杂，人类的每个卵细胞中大约有10万个mtDNA，但只有随机的一小部分(2~200个)可以进入成熟的卵细胞传给子代，这种卵细胞形成期mtDNA数量剧减的过程称“遗传瓶颈”。 9、多质性（multiplasmy）人体不同类型的细胞含线粒体数目不同，通常有成百上千个，而每个线粒体中有2~10个mt DNA分子，由于线粒体的大量中性突变，因此，绝大多数细胞中有多种mt DNA拷贝，其拷贝数存在器官组织的差异性。