線粒體（mitochondria）

P138

1894:R.Altman（亞特曼）在動物細(xì)胞中首次發(fā)現(xiàn)線粒體,命名為生命小體(bioblast)。1897:VonBenda

命名為線粒體(Mitochondrion)1900：L.Michaelis（米凱利斯)用詹姆斯綠B對線粒體進(jìn)行活體染色，發(fā)現(xiàn)線粒體存在大量的細(xì)胞色素氧化酶系。1913：Engelhardt（恩格爾哈特）證明細(xì)胞內(nèi)ATP磷酸化與細(xì)胞內(nèi)氧消耗相偶聯(lián)。1943-1950：Kennedy等證明糖最終氧化場所在線粒體。線粒體研究歷史1952-1953：Palade（帕拉登）等用電鏡觀察線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。1976年：Hatefi等純化呼吸鏈四個獨(dú)立的復(fù)合體。1963年：Nass首次發(fā)現(xiàn)線粒體存在DNA（mtDNA）。1961-1980:Mitchell（米切爾）氧化磷酸化的化學(xué)滲透假說。1989年：Boyer提出“結(jié)合變化機(jī)制”和“旋轉(zhuǎn)催化模型”闡述ATP合成酶的工作機(jī)制

線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)線粒體的化學(xué)組成及酶的定位線粒體的功能線粒體的半自主性線粒體的生物發(fā)生線粒體與醫(yī)學(xué)Contents學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握：線粒體的結(jié)構(gòu)與功能熟悉：線粒體的半自主性及線粒體基因組特點(diǎn)了解：線粒體的發(fā)生與起源第一節(jié)線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、線粒體的顯微結(jié)構(gòu)★形態(tài)：

光鏡下，線狀和顆粒狀，也可呈環(huán)形、啞鈴形、分枝狀等，隨細(xì)胞生理狀況而變。

光鏡下:線狀、桿狀、粒狀★大小：一般直徑0.5-1.0μm，長1.5-3.0μm。不同細(xì)胞線粒體大小變動很大，大鼠肝細(xì)胞線粒體長5μm;胰腺外分泌細(xì)胞線粒體長10～20μm，人成纖維細(xì)胞線粒體長40μm。

■線粒體形態(tài)、大小因細(xì)胞種類和生理狀況不同而異★數(shù)量：依細(xì)胞類型而異，動物細(xì)胞一般數(shù)百到數(shù)千個。

利什曼原蟲：

一個巨大的線粒體；海膽卵母細(xì)胞：30多萬個。隨細(xì)胞生理功能及生理狀態(tài)變化

☆需能細(xì)胞：線粒體數(shù)目多，如哺乳動物心肌、小腸、肝等內(nèi)臟細(xì)胞；

☆飛翔鳥類胸肌細(xì)胞：線粒體數(shù)目比不飛翔鳥多；

☆運(yùn)動員肌細(xì)胞：線粒體數(shù)目比不常運(yùn)動人的多。★分布：分布不均，細(xì)胞代謝旺盛的需能部位比較集中。

☆肌細(xì)胞:線粒體沿肌原纖維規(guī)則排列；

☆精子細(xì)胞:線粒體集中在鞭毛中區(qū)；

線粒體的分布多集中在細(xì)胞的需能部位，有利于細(xì)胞需能部位的能量供應(yīng)。二、線粒體的超微結(jié)構(gòu)核糖體外膜內(nèi)膜嵴膜膜間腔ATP合成酶（基本微粒）基質(zhì)腔(a)掃描電鏡照片：示線粒體立體結(jié)構(gòu)；(b)透射電鏡照片：示線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)包圍在線粒體外表面的一層單位膜，厚6-7nm，平整、光滑，封閉成囊。外膜含運(yùn)輸?shù)鞍祝ㄍǖ赖鞍祝螒B(tài)上為排列整齊的筒狀小體，中央有孔，孔徑1-3nm，允許分子量1KD以內(nèi)的物質(zhì)自由通過，5KD以下的分子選擇通過；構(gòu)成外膜的親水通道。因此，外膜通透性高。(一)外膜（Outermembrane）(二)內(nèi)膜（innermembrane）結(jié)構(gòu)特征：高度特化的單位膜，厚6-8nm，膜上蛋白質(zhì)占膜總重量76%；通透性小，具通透屏蔽作用，許多物質(zhì)不能自由透過；（例如：H+

、ATP、丙酮酸等）物質(zhì)透過必須借助膜上的載體或通透酶。向內(nèi)褶疊形成嵴，嵴的存在增大線粒體內(nèi)膜的表面積；兩種類型的嵴：板層狀:高等動物細(xì)胞線粒體嵴。管狀:原生動物和低等動物細(xì)胞線粒體嵴。

也稱膜間腔，外膜與內(nèi)膜之間的腔隙,寬約6-8nm，含多種酶、底物及輔助因子。

(三)外室（outerchamber）(四)內(nèi)室（innerchamber）

內(nèi)膜封裹形成的囊腔，或稱嵴間腔，是線粒體細(xì)胞氧化中進(jìn)行三羧酸循環(huán)的場所。基質(zhì)包括了催化三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化、核酸與蛋白質(zhì)合成的各種酶系及線粒體DNA、線粒體RNA、線粒體核糖體等。1.供膜上的小泡芽生；2.運(yùn)輸成分（膜和可溶性蛋白）的裝入;3.小泡的運(yùn)輸和靶位的識別；4.小泡的停靠和膜融合,完成運(yùn)輸。(五)基粒（質(zhì)子泵ATP合成酶）

與線粒體內(nèi)膜內(nèi)表面及嵴膜基質(zhì)面垂直排列，由以下三部分構(gòu)成：◆頭部：可溶性ATP酶（F1），水溶性球蛋白，從內(nèi)膜突出于基質(zhì)內(nèi)，易從膜表面脫落。◆柄部：對寡酶素敏感的蛋白質(zhì)（OSCP），調(diào)控質(zhì)子通道。◆基片（F0）：疏水蛋白（HP)，橫跨內(nèi)膜，質(zhì)子通道。基片（橫跨內(nèi)膜）

頭部

4nm柄基片9nm7.5nmATP合成酶形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)外膜特征比較23第二節(jié)線粒體的化學(xué)組成及酶的定位一、線粒體的化學(xué)組成（一）蛋白質(zhì):占線粒體干重的65-70％

1、可溶性蛋白線粒體基質(zhì)的酶；線粒體膜的外周蛋白

2、不溶性蛋白

線粒體膜的鑲嵌蛋白、內(nèi)在蛋白和部分酶。

▲線粒體內(nèi)外膜的蛋白分布是不同的：外膜：14種不溶蛋白內(nèi)膜：21種不溶蛋白（二）脂類:占線粒體干重的30%-35%。

90%為磷脂，膽固醇含量極少。外膜主要含：磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇內(nèi)膜主要含：心磷脂（雙磷脂酰甘油）

占脂質(zhì)總量的20%，與內(nèi)膜較低的通透性有關(guān)。心磷脂分子式（三）水、無機(jī)鹽離子及其他

1、水：結(jié)合水游離水

2、無機(jī)鹽離子：主要為二價陽離子3、其他：CoQ、FMN（黃素單核苷酸）、FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）、

NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）；

DNA、RNA、核糖體顆粒等部位項(xiàng)目內(nèi)膜外膜膽固醇少（1/6外膜）多脂類總量少（1/3外膜）多不溶性蛋白21種14種蛋白質(zhì)/脂類4:11:1內(nèi)外膜組分比較結(jié)論：各組成成分的差別是內(nèi)膜區(qū)別于外膜的重要標(biāo)記，賦予二者功能上的差異。二、線粒體中酶的定位分布

(140多種酶)外膜：合成線粒體脂類的酶內(nèi)膜：呼吸鏈酶系、ATP合成酶系基質(zhì)：三羧酸循環(huán)反應(yīng)酶系、丙酮酸與脂肪酸氧

化酶系、蛋白質(zhì)與核酸合成酶系（半自主性）線粒體中酶的定位分布線粒體主要酶的分布部位酶的名稱外膜單胺氧化酶、犬尿氨酸羥化酶、NADH-細(xì)胞色素C還原酶特征酶：單胺氧化酶膜間隙腺苷酸激酶、核苷酸激酶、二磷酸激酶特征酶：腺苷酸激酶內(nèi)膜細(xì)胞色素氧化酶、琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、肉毒堿酰基轉(zhuǎn)移酶、

-羥丁酸和-羥丙酸脫氫酶、丙酮酸氧化酶、ATP合成酶系、腺嘌呤核苷酸載體。特征酶：細(xì)胞色素氧化酶基質(zhì)檸檬酸合成酶、烏頭酸酶、蘋果酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、延胡索酸酶、谷氨酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、蛋白質(zhì)和核酸合成酶系、脂肪酸氧化酶系特征酶：蘋果酸脫氫酶第三節(jié)線粒體的功能

※線粒體功能:氧化磷酸化,合成ATP

通過對營養(yǎng)物質(zhì)(糖、脂肪、氨基酸等)氧化(放能)與ADP磷酸化(儲能)的偶聯(lián)反應(yīng)完成能量轉(zhuǎn)換，合成ATP，直接提供細(xì)胞生命活動所需能量的95%以上。包括：細(xì)胞氧化（細(xì)胞呼吸）

ADP磷酸化 一、線粒體與氧化磷酸化（一）氧化磷酸化的概念P1411、細(xì)胞氧化（細(xì)胞呼吸）

2、氧化磷酸化的概念

供能物質(zhì)的氧化過程中，伴隨著電子傳遞的進(jìn)行，同時也進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和ATP的生成，此作用被稱為氧化磷酸化。（二）氧化磷酸化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.呼吸鏈：

指一系列能夠可逆地接受及釋放電子或H+的脂蛋白質(zhì)復(fù)合體，存在于線粒體內(nèi)膜，形成相互關(guān)聯(lián)、有序排列的功能結(jié)構(gòu)體系（一組酶系），并以此偶聯(lián)線粒體中的氧化磷酸化過程，稱之為呼吸鏈（respiratorychain）或電子傳遞鏈（electrontransportchain)。電子傳遞鏈（呼吸鏈）的組成由四種酶復(fù)合體及輔酶Q(CoQ)和細(xì)胞色素C(Cytc)組成。

（1）復(fù)合體Ⅰ：NADH-CoQ還原酶（2）復(fù)合體Ⅱ：琥珀酸-CoQ還原酶（3）復(fù)合體Ⅲ：CoQ-

細(xì)胞色素C還原酶（4）復(fù)合體Ⅳ：細(xì)胞色素C氧化酶復(fù)合體主要成分結(jié)構(gòu)酶活性電子傳遞Ⅰ（25條多肽鏈組成）非血紅素鐵硫蛋白結(jié)構(gòu)蛋白FMN二聚體NADH-CoQ還原酶NADH→CoQ（遞氫、遞電子）

2e、4H+Ⅱ（4條多肽鏈組成）非血紅素鐵硫蛋白細(xì)胞色素bFAD單體琥珀酸-CoQ還原酶琥珀酸→CoQ（遞電子）

eⅢ（10條多肽鏈組成）非血紅素鐵硫蛋白細(xì)胞色素b細(xì)胞色素c1

核心蛋白二聚體CoQ細(xì)胞色素c還原酶CoQ→細(xì)胞色素c（遞氫、遞電子）

2e、4H+Ⅳ（6-13條多肽鏈組成）細(xì)胞色素a、a3二聚體細(xì)胞色素c還原酶細(xì)胞色素c→O2（遞氫、遞電子）

2e、2H+呼吸鏈復(fù)合體Ⅰ-Ⅳ的主要特性兩條典型的呼吸鏈：①NADH呼吸鏈：由復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc組成

②FADH2呼吸鏈：由復(fù)合體Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc組成兩條典型的呼吸鏈?zhǔn)疽鈭D復(fù)合體Ⅰ復(fù)合體Ⅲ復(fù)合體Ⅱ復(fù)合體Ⅳ2.

線粒體質(zhì)子泵ATP合成酶(H+-ATPase)★形態(tài)結(jié)構(gòu)

位于線粒體內(nèi)膜和嵴的基質(zhì)面,與膜表面垂直排列，由頭部、柄部、基片構(gòu)成。嵴與上面的基粒

基粒電鏡照片（基粒）ATP合成酶的電鏡照片★分子結(jié)構(gòu)Fl蛋白：是球狀結(jié)構(gòu)，由5種不同的多肽鏈組成，其組分為α3β3γδε，催化ATP合成的部位在β亞基上.F0質(zhì)子通道:跨線粒體內(nèi)膜的疏水蛋白質(zhì)，由多種多肽鏈組成.

F0和Fl之間的柄:包含有兩種蛋白質(zhì)。一種為寡霉素敏感蛋白(OSCP)，一種為偶合因子6（F6）.(1)F1因子

F1：為水溶性球蛋白，從內(nèi)膜突出于基質(zhì)內(nèi)，較易脫落。由3α、3β、1γ、1δ和1ε等9個亞基組成，3個α亞基和3個β亞基交替排列，形成一個“桔瓣”狀結(jié)構(gòu)。各亞基分離時無酶活性，結(jié)合時有酶活性。

從膜平面看，α和β亞基交替排列，形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。γ亞基在a和β亞基之間形成一個支柱“shaft”；γ和ε共同形成“轉(zhuǎn)子”(2)F0

因子F0：嵌合在內(nèi)膜上的疏水蛋白復(fù)合體，形成一個跨膜質(zhì)子通道。F0的亞基類型和組成在不同物種中差別很大，在細(xì)菌中，F(xiàn)0由a、b、c3種亞基組成；藍(lán)藻中為a、b、b’、c亞基；

F0多拷貝的c亞基形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，a亞基與b亞基二聚體排列在c亞基12聚體形成的環(huán)的外側(cè)，a亞基、b亞基二聚體和δ亞基共同組成“定子”。其中a亞基有跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的質(zhì)子通道的作用。

F1和F0通過“轉(zhuǎn)子”（γ和ε共同形成）和“定子”將兩部分連接起來，在合成或水解ATP的過程中，“轉(zhuǎn)子”在通過F0的H+

流推動下旋轉(zhuǎn)，依次與3個β亞基作用，調(diào)節(jié)β亞基催化位點(diǎn)的構(gòu)象變化；“定子”在一側(cè)將α3β3與F0連接來。F0的作用之一，就是將跨膜質(zhì)子動力勢轉(zhuǎn)換成扭力（torgue），推動“轉(zhuǎn)子”旋轉(zhuǎn)。（三）氧化磷酸化的基本過程1.糖酵解（生成丙酮酸和脂肪酸）2.乙酰輔酶A生成3.三羧酸循環(huán)（產(chǎn)生H+、e-、CO2

）4.電子傳遞和偶聯(lián)的氧化磷酸化（傳遞H+、e-，形成H2O；合成ATP）（四）氧化和磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制一直是研究氧化磷酸化作用的關(guān)鍵，二十多年來提出了各種假說，主要有：化學(xué)偶聯(lián)假說（chemicalcouplinghypothesis）、構(gòu)象偶聯(lián)假說(conformationalcouplinghypothesis）、化學(xué)滲透假說（chemiosmoticcouplinghypothesis)。越來越多的實(shí)驗(yàn)證明：偶聯(lián)機(jī)制在生化上來說是向量（既有大小又有方向的量）的，在功能上來說是滲透性的。化學(xué)滲透假說是氧化磷酸化機(jī)制研究中最流行的一種假說。

該假說是1961年英國生物化學(xué)家Mitchell提出的，他獲得1978年諾貝爾化學(xué)獎。1.化學(xué)滲透假說的主要論點(diǎn)呼吸鏈各組分在線粒體內(nèi)膜中分布是不對稱的，當(dāng)高能電子沿呼吸鏈傳遞時，所釋放的能量將H+從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵至膜間隙，由于膜對H+

不通透，從而使膜間隙的H+

濃度高于基質(zhì)，在內(nèi)膜兩側(cè)形成電化學(xué)質(zhì)子梯度（electro-chemicalprotongradient），也稱為質(zhì)子動力（protonmotiveforce）。在這個梯度驅(qū)動下，H+

穿過內(nèi)膜上的ATP合成酶流回到基質(zhì)，其能量促使ADP和Pi合成ATP。2.化學(xué)滲透假說的主要步驟H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+ADP+PiATPH+H+膜間腔H+基粒內(nèi)膜①②③H+的電化學(xué)梯度是推動力質(zhì)子動力勢線粒體外膜線粒體內(nèi)膜膜間腔3.化學(xué)滲透假說的特點(diǎn)：

1）、強(qiáng)調(diào)線粒體膜結(jié)構(gòu)的完整性。

如果線粒體膜不完整，H+

能自由通過膜，則無法在內(nèi)膜兩側(cè)形成電化學(xué)梯度，氧化磷酸化就會解偶聯(lián)。一些解偶聯(lián)劑的作用就在于改變膜對H+的通透性，使電子傳遞所釋放的能量不能合成ATP。

2）、定向的化學(xué)反應(yīng)。

在電化學(xué)質(zhì)子梯度推動下，H+由膜間隙通過內(nèi)膜上ATP合成酶進(jìn)入基質(zhì)，其質(zhì)子動力勢驅(qū)動ADP和Pi結(jié)合形成ATP。（五）線粒體ATP合成酶的工作機(jī)制問題:ATP合成酶各亞基如何協(xié)同作用利用跨膜質(zhì)子梯度合成

ATP?

PaulBoyer提出“結(jié)合變化機(jī)制”假說和“旋轉(zhuǎn)催化模型”

(a)ATP合成酶利用質(zhì)子動力勢產(chǎn)生構(gòu)象變化，改變與底物親和力，催化ADP與Pi形成ATP。(b)F1因子β亞基有三個催化位點(diǎn)，這三個催化位點(diǎn)的構(gòu)象不同（L、T、O），與核苷酸的親和力不同，在ATP合成過程中，這三個催化位點(diǎn)構(gòu)象發(fā)生周期變化，每個催化位點(diǎn)經(jīng)過三次構(gòu)象改變合成1個ATP分子。質(zhì)子通過F0時，引起c亞基構(gòu)成的環(huán)旋轉(zhuǎn)，帶動γ亞基旋轉(zhuǎn)，γ亞基的旋轉(zhuǎn)引起β亞基3個催化位點(diǎn)構(gòu)象發(fā)生周期性變化（L、T、O），不斷將ADP和Pi結(jié)合在一起，形成ATP。綠色亞單位按順序在下列三種狀態(tài)變化:松散(loose)構(gòu)象，活性部位松散的結(jié)合ADP和Pi緊密(tight）構(gòu)象，活性部位緊密結(jié)合底物并形成ATP開放(open）構(gòu)象，形成的ATP從活性部位釋放（六）線粒體ATP合成酶工作機(jī)制的證據(jù)支持證據(jù)1

1994年Walker等發(fā)表了0.28nm分辨率的牛心線粒體F1-ATP酶的晶體結(jié)構(gòu)。

Walker利用核苷酸底物類似物，觀察ATP合成酶的3個催化亞基結(jié)合核苷酸底物類似物后晶體構(gòu)象的變化，發(fā)現(xiàn)ATP合成酶由于結(jié)合不同的底物類似物而呈現(xiàn)不同的構(gòu)象，有力地支持了Boyer提出的結(jié)合變化機(jī)制，證明在催化循環(huán)的任一時刻，3個催化亞基處于不同的構(gòu)象狀態(tài)，構(gòu)象的變化與位于α3β3中央的γ亞基的轉(zhuǎn)動相關(guān)。支持證據(jù)1：

F1的晶體結(jié)構(gòu)

(JohnWalker，MRC，Cambridge1994)第一個β亞基（βTP)結(jié)合ATP類似物(tight).

第二個β亞基（βDP）結(jié)合ADP(loose).

第三個β亞基(βE)處于空的狀態(tài)(open).支持證據(jù)2：γ亞基的旋轉(zhuǎn)

（Noji,Yasuda,Yoshida&Kinoshita.Japan1997）

β亞基被固定在載玻片上

γ亞基(shaft)與熒光標(biāo)記的肌動蛋白纖維相連供給ATP時，肌動蛋白發(fā)生旋轉(zhuǎn)（每消耗1分子ATP，旋轉(zhuǎn)120°，消耗3分子ATP旋轉(zhuǎn)360°）保羅·博耶約翰·沃克詹斯·斯科

因在“生命能量通貨——三磷酸腺苷ATP”方面的研究而獲得1997年諾貝爾化學(xué)獎。ATP的產(chǎn)生過程示意圖（放動畫）總結(jié)：第四節(jié)線粒體的半自主性

(P148)

線粒體含DNA，RNA（mRNA、tRNA、rRNA）、核糖體、氨基酸活化酶等，具有獨(dú)立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯功能。但部分密碼與通用密碼不相同

mtDNA信息量小迄今為止，線粒體僅能獨(dú)立轉(zhuǎn)錄和翻譯約20種線粒體膜和線粒體基質(zhì)蛋白；線粒體絕大多數(shù)蛋白質(zhì)需由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成，然后轉(zhuǎn)移至線粒體。細(xì)胞核與線粒體之間存在著密切的、精確的、嚴(yán)格調(diào)控的生物學(xué)機(jī)制。

在二者協(xié)同作用的關(guān)系中，細(xì)胞核的功能更重要。一方面它提供了絕大部分遺傳信息；另一方面它具有關(guān)鍵的控制功能。也就是說，線粒體的自主程度是有限的，對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。結(jié)論：線粒體的生長和增殖是受核基因組及其自身的基因兩套遺傳系統(tǒng)的控制，所以稱為半自主性細(xì)胞器（semiautonomousorganelle）。

一、mtDNA的遺傳特性

（一）mtDNA的結(jié)構(gòu)

人的mtDNA為含有16,569個堿基對的閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子。其又被稱為劍橋序列。（1981年，劍橋大學(xué)的Anderson小組測定了人mtDNA的完整DNA序列，稱為“劍橋序列”。）人的mtDNA含有37個結(jié)構(gòu)基因，編碼13種與氧化磷酸化呼吸鏈有關(guān)的蛋白質(zhì)、2種rRNA(12SrRNA及16SrRNA)和22種與線粒體蛋白質(zhì)合成有關(guān)的tRNA。線粒體DNA的電鏡照片重鏈：12種多肽、2種rRNA、14種tRNA輕鏈：1種多肽、8種tRNA線粒體DNA與核DNA的比較（二）線粒體的遺傳特點(diǎn)線粒體的方式不同于孟德爾遺傳，而是表現(xiàn)為母系遺傳（maternalinheritance）。1.母系遺傳：母親將mtDNA傳遞給她的兒女，但只有女兒能將其mtDNA傳遞給下一代。一個線粒體母系遺傳系譜紅色：患者藍(lán)色：正常2.異質(zhì)性當(dāng)細(xì)胞mtDNA發(fā)生突變時，細(xì)胞內(nèi)同時存在野生型和突變型的兩種mtDNA。3.閾值效應(yīng)突變mtDNA分子數(shù)量只有在達(dá)到某種程度時才足以引起人體器官或組織的功能異常。4.遺傳的瓶頸效應(yīng)：線粒體的數(shù)量在卵的發(fā)育過程中從10萬個銳減到少于100個的過程，稱為遺傳瓶頸。5.廣譜性mtDNA的突變可影響多種細(xì)胞功能6.高突變率

mtDNA的突變率比核DNA的突變率高10倍。二、mtDNA的功能1、復(fù)制

mtDNA復(fù)制是以半保留的形式自主地進(jìn)行，主要發(fā)生在細(xì)胞增殖周期的S期到G2期。但是，它復(fù)制時所必需的DNA聚合酶是由核DNA編碼，在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成的。2、編碼（轉(zhuǎn)錄、翻譯）

線粒體中mtDNA編碼2種rRNA、13種多肽的mRNA和22種tRNA。然而，這些RNA轉(zhuǎn)錄時，亦需要來自于由核DNA編碼、并在細(xì)胞質(zhì)中合成的RNA聚合酶的催化。三、線粒體對核編碼蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)（略）

蛋白質(zhì)分選已介紹

第五節(jié)線粒體的生物發(fā)生

一、線粒體的增殖線粒體增殖：通過已有線粒體分裂或出芽幾種增殖形式：間壁分離、收縮后分離、出芽1.間壁分離：分裂時線粒體內(nèi)膜向中心內(nèi)褶，或線粒體某一個嵴延伸到對緣內(nèi)膜形成貫通嵴，將線粒體一分為二，這種方式見于鼠肝和植物組織。

3.出芽：線粒體出現(xiàn)球形小芽，脫落后長大，發(fā)育為線粒體。這種分裂方式見于酵母和蘚類植物。2.收縮分離：分裂時線粒體中部縊縮并向兩端拉長分裂，這種分裂方式見于蕨類和酵母線粒體◆無論哪種形式，其基本機(jī)制相似：線粒體膜生長→mtDNA復(fù)制→線粒體分裂→線粒體分離→功能結(jié)構(gòu)重建→線粒體分化二、線粒體的起源（一）內(nèi)共生學(xué)說線粒體起源于古老的真核細(xì)胞共生的需氧細(xì)菌。主要論據(jù)：①基因組與細(xì)菌類似②完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)③內(nèi)外膜有不同的進(jìn)化來源④分裂方式與細(xì)菌繁殖方式相同⑤能在異源細(xì)胞內(nèi)長期生存⑥與紫色非硫光合細(xì)菌類似（二）分化假說需氧型原始真核細(xì)胞在進(jìn)化過程中膜內(nèi)陷逐漸分化而形成。第六節(jié)線粒體異常與疾病一、mtDNA突變與疾病

1987年Wallace通過對mtDNA突變和Leber遺傳性視神經(jīng)病（Lebershereditaryopticneuropathy,LHON）關(guān)系的研究，第一次明確地提出，mtDNA突變可引起人類疾病。近二十年來，隨著對線粒體基因組研究的發(fā)展，人們對mtDNA在