0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

النبات

مواضيع عامة في علم النبات

الجذور - السيقان - الأوراق

النباتات الوعائية واللاوعائية

البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)

الطحالب

النباتات الطبية

الحيوان

مواضيع عامة في علم الحيوان

علم التشريح

التنوع الإحيائي

البايلوجيا الخلوية

الأحياء المجهرية

البكتيريا

الفطريات

الطفيليات

الفايروسات

علم الأمراض

الاورام

الامراض الوراثية

الامراض المناعية

الامراض المدارية

اضطرابات الدورة الدموية

مواضيع عامة في علم الامراض

الحشرات

التقانة الإحيائية

مواضيع عامة في التقانة الإحيائية

التقنية الحيوية المكروبية

التقنية الحيوية والميكروبات

الفعاليات الحيوية

وراثة الاحياء المجهرية

تصنيف الاحياء المجهرية

الاحياء المجهرية في الطبيعة

أيض الاجهاد

التقنية الحيوية والبيئة

التقنية الحيوية والطب

التقنية الحيوية والزراعة

التقنية الحيوية والصناعة

التقنية الحيوية والطاقة

البحار والطحالب الصغيرة

عزل البروتين

هندسة الجينات

التقنية الحياتية النانوية

مفاهيم التقنية الحيوية النانوية

التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها

تصنيع وتخليق المواد النانوية

تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية

الرقائق والمتحسسات الحيوية

المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا

اللقاحات

البيئة والتلوث

علم الأجنة

اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس

الاخصاب

التشطر

العصيبة وتشكل الجسيدات

تشكل اللواحق الجنينية

تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية

مقدمة لعلم الاجنة

الأحياء الجزيئي

مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي

علم وظائف الأعضاء

الغدد

مواضيع عامة في الغدد

الغدد الصم و هرموناتها

الجسم تحت السريري

الغدة النخامية

الغدة الكظرية

الغدة التناسلية

الغدة الدرقية والجار الدرقية

الغدة البنكرياسية

الغدة الصنوبرية

مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء

الخلية الحيوانية

الجهاز العصبي

أعضاء الحس

الجهاز العضلي

السوائل الجسمية

الجهاز الدوري والليمف

الجهاز التنفسي

الجهاز الهضمي

الجهاز البولي

المضادات الميكروبية

مواضيع عامة في المضادات الميكروبية

مضادات البكتيريا

مضادات الفطريات

مضادات الطفيليات

مضادات الفايروسات

علم الخلية

الوراثة

الأحياء العامة

المناعة

التحليلات المرضية

الكيمياء الحيوية

مواضيع متنوعة أخرى

الانزيمات

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Mutations in Mitochondrial DNA Cause Several Genetic Diseases in Humans

المؤلف:  Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, Anthony Bretscher, Hidde Ploegh, Angelika Amon, and Kelsey C. Martin.

المصدر:  Molecular Cell Biology

الجزء والصفحة:  8th E , P528

2026-07-05

32

+

-

20

The severity of disease caused by a mutation in mtDNA de pends on the nature of the mutation and on the proportion of mutant and wild-type mtDNAs present in a particular cell type. Generally, when mutations in mtDNA are found, cells contain mixtures of wild-type and mutant mtDNAs—a condition known as heteroplasmy. Each time a mammalian somatic or germ-line cell divides, the mutant and wild-type mtDNAs segregate randomly into the daughter cells, as occurs in yeast cells (see Figure 1b). Thus the mtDNA genotype, which fluctuates from one generation and from one cell division to the next, can drift toward predominantly wild-type or predominantly mutant mtDNAs. Since all enzymes required for the replication and growth of mammalian mitochondria, such as the mitochondrial DNA and RNA polymerases, are encoded in the nucleus and imported from the cytosol, a mutant mtDNA should not be at a “replication disadvantage”; mutants that have large deletions of mtDNA might even be at a selective advantage because they can replicate faster.

Fig1. Cytoplasmic inheritance of an mtDNA petite mutation in yeast. Petite-strain mitochondria are defective in oxidative phosphorylation owing to a deletion in mtDNA. (a) Haploid yeast cells fuse to produce a diploid cell that undergoes meiosis, during which random segregation of parental chromosomes and mitochondria containing mtDNA occurs. Note that alleles for genes in nuclear DNA (represented by large and small nuclear chromosomes colored red and blue) segregate 2:2 during meiosis. In contrast, since yeast normally contain some 50 mtDNA molecules per cell, most products of meiosis contain both normal and petite mtDNAs and are capable of respiration. (b) As these haploid cells grow and divide mitotically, the cytoplasm (including the mitochondria) is randomly distributed to the daughter cells. Occasionally, a cell is generated that contains only petite mtDNA and yields a petite colony. Thus formation of such petite cells is independent of any nuclear genetic marker.

Recent research suggests that the accumulation of mutations in mtDNA is an important component of aging in mammals. Mutations in mtDNA have been observed to ac cumulate over time, probably because mammalian mtDNA is not repaired in response to DNA damage. To study this hypothesis, researchers used gene “knock-in” techniques in mice to replace the nuclear gene encoding mitochondrial DNA polymerase with normal proofreading activity with a mutant gene encoding a polymerase that is defective in proofreading. Mutations in mtDNA accumulated much more rapidly in homozygous mutant mice than in wild-type mice, and the mutant mice aged at a highly accelerated rate and died earlier than wild-type mice (Figure 2). It has been proposed that the loss of mitochondrial function that accompanies aging, due in part to accumulation of mutations and damage induced by reactive oxygen species, might contribute to aging and limit the life span. However, additional studies will be required to determine how mitochondrial dysfunction, aging, and longevity are related.

Fig2. Mice with a mitochondrial DNA polymerase defective for proofreading exhibit premature aging. A line of “knock-in” mice were prepared by methods discussed in Chapter 6 with an aspartic acid-to-alanine mutation in the gene encoding mitochondrial DNA polymerase (D257A), which inactivated the polymerase’s proofreading function. (a) Wild-type and homozygous mutant mice at 390 days old (13 months). The mutant mouse displays many of the features of an aged mouse (>720 days, or 24 months, of age). (b) Plot of survival versus time of wild-type (+/+), heterozygous (D257A/+), and homozygous (D257A/D257A) mice. [Part (a) Jeff Miller/University of Wisconsin-Madison. Part (b) data from G. C. Kujoth et al., 2005, Science 309:481.]

With few exceptions, all human cells have mitochondria, yet mutations in mtDNA affect only some tissues. Those most commonly affected are tissues that have a high requirement for the ATP produced by oxidative phosphorylation and tissues that require most or all of the mtDNA in the cell to synthesize sufficient amounts of functional mitochondrial proteins. For instance, Leber’s hereditary optic neuropathy (degeneration of the optic nerve) is caused by a missense mutation in the mtDNA gene encoding subunit 4 of the NADH-CoQ reductase (complex I), a protein required for ATP production by mitochondria (see below). Several large deletions in mtDNA cause another set of diseases, including chronic progressive external ophthalmoplegia, characterized by eye defects, and Kearns–Sayre syndrome, characterized by eye defects, an abnormal heartbeat, and central nervous system degeneration. A third condition, causing “ragged-red” muscle fibers (with improperly assembled mitochondria) and associated uncontrolled jerky movements, is due to a single mutation in the TΨCG loop of the mitochondrial lysine tRNA. As a result of this mutation, the translation of several mitochondrial proteins is apparently inhibited.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد