郑世珍 李福祥 钱桂生 戢福云

线粒体是真核生物细胞内的重要细胞器，处于新陈代谢和生物能量转换中心地位，在生命活动中发挥着重要作用［1-2］。线粒体通过氧化磷酸化(oxidative phosphorylation，OXPHOS)产生人体用于工作的ATP和维持体温的热量，而线粒体偶联状态则决定着产生ATP和热量的相对水平。线粒体紧密偶联，则ATP能量产生较多;线粒体解偶联，则热量产生较多。伴随着氧化磷酸化，线粒体产生大量细胞活性氧(reactive oxygen species，ROS)，同时，线粒体通过开放线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore，mtPTP)，调节以能量输出及活性氧损伤为基础的细胞凋亡［3］。线粒体DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)是细胞内除细胞核 DNA(nuclear DNA，nDNA)外唯一存在的遗传物质。已有研究显示，mtDNA突变不仅与人类leber氏遗传性视神经病、线粒体脑肌病、糖尿病、高血压、心力衰竭、心肌梗塞、视力障碍、神经性耳聋、智力衰退、心理障碍、肾功能不全、肿瘤、肌无力等多种疾病的发生有关，也在人类适应不同气候环境时发挥着重要作用［3-11］。

一、人类mtDNA

人类mtDNA是除核DNA(nuclear DNA，nDNA)外唯一存在于细胞内的遗传物质，属母系遗传。人类mtDNA分子由16，569个碱基组成，呈双链超螺旋闭合环状分子，共含有37个编码基因，分别编码16S rRNA和12S rRNA、22个tRNA和呼吸链中13个多肽(即细胞色素b、细胞色素C氧化酶的3个亚基、ATP酶的2个亚基以及NADH脱氢酶的7个亚基)。其中，mtDNA所编码的13个多肽是电子传递链(electron transport chain，ETC)的重要组成成分。线粒体呼吸链将来源于NADH和H+的电子转移到复合物Ⅰ(NADA脱氢酶)或将琥珀酸盐的电子传递给复合物Ⅱ(琥珀酸脱氢酶)，再依次传递给辅酶Q、复合物Ⅲ、细胞色素C和复合物Ⅳ(细胞色素c氧化酶)，最后传递给1/2个O2生成H2O。……