为什么线粒体DNA突变率高?
生活随笔
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为什么线粒体DNA突变率高?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
這個是由于線粒體的特性決定的。它與核DNA自身的差異所決定的。主要因為mtDNA處于高超氧化物的環境下,更易受到損傷;以及線粒體中的mtDNA損傷后,由于缺乏有效的像核DNA所具有的多種DNA修復機制,修復能力非常有限;還有一點呢,是由于mtDNA缺乏組蛋白保護而呈現裸露的閉合雙環狀結構,使其更易被損傷。
線粒體內部的氧化性很高,是呼吸作用的場所,容易產生大量的氧自由基,對DNA產生破壞。線粒體內部DNA修復酶的活性沒有細胞核內的活性強。3.沒有組蛋白的保護。
這是由線粒體和線粒體DNA的結構和環境決定的。除了紅細胞,人類體細胞中所有細胞均含有線粒體,每個線粒體中又有2至10個拷貝的線粒體DNA。線粒體DNA為雙鏈閉合環狀結構,外環為重鏈(H),,內環為輕鏈(L)。線粒體DNA的突變率要明顯高于細胞核中的DNA,其原因如下:首先,線粒體是細胞進行的氧化磷酸化場所,線粒體的DNA位置存在于線粒體基質內或線粒體內膜,所以線粒體DNA與電子傳遞系統相接近,而電子傳遞系統會持續產生活性氧,線粒體中又不能合成谷胱甘肽來清除過氧化物,因此線粒體DNA易受到氧化損傷。其次,線粒體DNA沒有組蛋白和染色質結構的保護,暴露于易損傷的環境中,加快了受損進程。第三點就是線粒體DNA與細胞核DNA相比,缺少精確的損傷修復能力。第四點就是,線粒體DNA分子量小,不存在內含子,所以在整個細胞周期中都處于不斷合成的狀態,這樣的動態過程更易受外界因素的干擾,穩定性差。第五點,線粒體DNA復制的采用的DNA聚合酶與細胞核DNA不同,校對能力差,并且在轉運RNA的基因部位非常容易形成發夾樣結構,因而在復制過程中發生錯誤的概率要遠大于細胞核DNA。第六點,線粒體中的脂肪要比細胞核高許多,具有嗜脂性的致癌物就會首先在線粒體DNA上聚集,線粒體DNA在致癌物的作用下發生突變的概率也比細胞核DNA大。因此,線粒體DNA突變率比細胞核DNA高10-20倍。
查閱相關文獻后,發現:動物體內的線粒體DNA并不會經過遺傳重組,因此與細胞核DNA相較之下有較高的突變速率(重組有修復突變的功能);而植物與真菌類體內的mtDNA則存在著重組現象,其中植物的mtDNA突變速率高于細胞核DNA;真菌方面的mtDNA突變速率則尚未明了。
線粒體內部的氧化性很高,是呼吸作用的場所,容易產生大量的氧自由基,對DNA產生破壞。線粒體內部DNA修復酶的活性沒有細胞核內的活性強。3.沒有組蛋白的保護。
這是由線粒體和線粒體DNA的結構和環境決定的。除了紅細胞,人類體細胞中所有細胞均含有線粒體,每個線粒體中又有2至10個拷貝的線粒體DNA。線粒體DNA為雙鏈閉合環狀結構,外環為重鏈(H),,內環為輕鏈(L)。線粒體DNA的突變率要明顯高于細胞核中的DNA,其原因如下:首先,線粒體是細胞進行的氧化磷酸化場所,線粒體的DNA位置存在于線粒體基質內或線粒體內膜,所以線粒體DNA與電子傳遞系統相接近,而電子傳遞系統會持續產生活性氧,線粒體中又不能合成谷胱甘肽來清除過氧化物,因此線粒體DNA易受到氧化損傷。其次,線粒體DNA沒有組蛋白和染色質結構的保護,暴露于易損傷的環境中,加快了受損進程。第三點就是線粒體DNA與細胞核DNA相比,缺少精確的損傷修復能力。第四點就是,線粒體DNA分子量小,不存在內含子,所以在整個細胞周期中都處于不斷合成的狀態,這樣的動態過程更易受外界因素的干擾,穩定性差。第五點,線粒體DNA復制的采用的DNA聚合酶與細胞核DNA不同,校對能力差,并且在轉運RNA的基因部位非常容易形成發夾樣結構,因而在復制過程中發生錯誤的概率要遠大于細胞核DNA。第六點,線粒體中的脂肪要比細胞核高許多,具有嗜脂性的致癌物就會首先在線粒體DNA上聚集,線粒體DNA在致癌物的作用下發生突變的概率也比細胞核DNA大。因此,線粒體DNA突變率比細胞核DNA高10-20倍。
查閱相關文獻后,發現:動物體內的線粒體DNA并不會經過遺傳重組,因此與細胞核DNA相較之下有較高的突變速率(重組有修復突變的功能);而植物與真菌類體內的mtDNA則存在著重組現象,其中植物的mtDNA突變速率高于細胞核DNA;真菌方面的mtDNA突變速率則尚未明了。
總結
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