线粒体DNA与细胞核DNA
脱氧核糖核酸(DNA)是除某些病毒外的几乎所有生物体的主要遗传物质。它被认为是一种生物大分子,由两条长的聚合物链组成,由称为核苷酸的小重复单体组成。这些互补链沿着一个共同的轴扭曲,形成了DNA的独特结构,称为“双螺旋”结构。除了红细胞和神经细胞外,几乎所有的人类细胞都有DNA。根据寄居地的不同,细胞中存在两种类型的DNA:核DNA和线粒体DNA。
什么是核DNA?
细胞核DNA存在于细胞的细胞核中,对储存维持细胞功能和生长的信息非常重要。每个细胞都有两个来自双亲的细胞核DNA拷贝。因此,细胞核DNA既有母系遗传,又有父系遗传。除了这对双胞胎外,DNA是唯一的。
什么是线粒体DNA?
线粒体是一种存在于所有真核细胞中的细胞器,其功能是将化学能转化为细胞内有用的能源。与大多数其他细胞器不同,线粒体有自己的非核补体DNA,称为线粒体DNA或mtDNA。每个线粒体都有两到十个环状DNA拷贝。每一个线粒体DNA都是特定的,以执行与线粒体相关的一组特定功能,包括用于细胞呼吸的分子的合成、编码每个氨基酸tRNA合成的单元以及参与合成用于蛋白质合成的rRNA的DNA。
线粒体DNA的独特之处在于,它作为一组连锁基因在母系遗传,在卵细胞的细胞质中传递给后代;因此,母系和父系基因组之间不会发生重组。
线粒体DNA(mtDNA)和细胞核DNA有什么区别?
•线粒体DNA位于线粒体内,而细胞核DNA则位于细胞核内。
•一个细胞含有约99.75%的核DNA和0.25%的线粒体DNA。
•线粒体DNA的突变率几乎是核DNA的20倍。
•线粒体DNA呈圆形,而核DNA呈线形。
•线粒体DNA比细胞核DNA小。
•每个线粒体包含数千个线粒体DNA拷贝,但人类细胞核中只有少量的细胞核DNA拷贝。
•与核DNA不同,所有线粒体DNA来自母亲,没有来自父亲(母系遗传)。核DNA包含了更多来自父母双方(父系和母系)的信息。
•与核DNA不同,线粒体DNA只能用于确定个体或群体的母体谱系,而不能用于确定父系血统。
•线粒体DNA可能与来自其他群体的个体适应性没有密切的关系,如核DNA。
•线粒体DNA存在于细胞器的基质中。因此,与核DNA不同,它不是封闭在膜内的。
•线粒体DNA每个细胞可能含有一千多个拷贝,而核DNA每个细胞只有两个拷贝。
•细胞核DNA的染色体配对是二倍体,而线粒体DNA的染色体配对是单倍体。
•核DNA中存在世代重组和复制修复。相比之下,这些过程在线粒体DNA中不存在。
•2001年“人类基因组计划”描述了核DNA的参考序列,1981年“安德森及其同事”描述了线粒体DNA的参考序列。