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线粒体DNA是:〔 〕 A线状DNA,其密码与核DNA的密码有所不同 B线状DNA,其密码与核DNA的密码完全一样 C环状DNA,其密码与核DNA的密码有所不同 D环状DNA,其密码与核DNA的密码完

更新时间:2026-06-14 17:46:08   栏目: 中华词典

线粒体DNA是:〔 〕 A线状DNA,其密码与核DNA的密码有所不同 B线状DNA,其密码与核DNA的密码完全一样 C环状DNA,其密码与核DNA的密码有所不同 D环状DNA,其密码与核DNA的密码完全一样

正确答案是 C：环状 DNA，其密码与核 DNA 的密码有所不同。

解析如下：

  1. 结构：线粒体 DNA（mtDNA）为环状双链 DNA，类似于细菌的染色体，这是其区别于核基因组线状结构的一个特征。

  2. 遗传密码：线粒体遗传密码与通用（核 DNA）密码存在部分差异。

    • 例如：在哺乳动物线粒体中，AUA 编码甲硫氨酸（而不是异亮氨酸），UGA 编码色氨酸（而不是终止密码子），AGA/AGG 是终止密码子（而不是精氨酸）。

  3. 因此，题中描述“环状 DNA，其密码与核 DNA 的密码有所不同”符合事实。

关于线粒体DNA（mtDNA）的清晰总结：

一、基本特征

  1. 结构：环状双链DNA分子（类似于细菌的基因组），存在于线粒体基质中。

  2. 长度：通常较短（人类 mtDNA 约 16.6 kb，仅含 37 个基因）。

  3. 拷贝数：每个细胞有数百至数千个 mtDNA 拷贝。

  4. 遗传方式：母系遗传（精子 mtDNA 通常不进入卵细胞或进入后被降解）。

二、基因组成（以人类为例）

  • 编码基因（共 37 个）：

    • 13 个：编码氧化磷酸化相关的蛋白质（呼吸链复合体亚基）。

    • 22 个：tRNA 基因。

    • 2 个：rRNA 基因（12S 和 16S rRNA）。

  • 无内含子，基因排列紧凑，利用率高。

三、遗传密码的特点（与核 DNA 的差异）

线粒体使用略有不同的遗传密码，例如（在哺乳动物中）：

密码子 通用密码（核 DNA） 哺乳动物线粒体密码
UGA 终止密码子 色氨酸（Trp）
AUA 异亮氨酸（Ile） 甲硫氨酸（Met）
AGA/AGG 精氨酸（Arg） 终止密码子
起始密码子 通常 AUG 还可使用 AUA、AUU 等

注意：不同生物的线粒体遗传密码可能存在微小差异。

四、主要功能

  • 编码氧化磷酸化（细胞能量 ATP 生产）所需的部分关键蛋白。

  • 维持线粒体自身基因表达系统（rRNA、tRNA）。

五、重要性质

  1. 高突变率：缺乏组蛋白保护，复制修复机制不完善，突变率比核 DNA 高 10–100 倍。

  2. 异质性：一个细胞内可同时存在野生型和突变型 mtDNA。

  3. 阈值效应：当突变型 mtDNA 比例超过一定阈值（通常 60%–90%），才会表现出能量代谢缺陷疾病。

  4. 多拷贝性：每个线粒体中有多个 mtDNA 拷贝，每个细胞有数百个线粒体。

六、相关疾病

mtDNA 突变可能导致母系遗传的代谢性疾病，常见症状涉及高能耗组织：

  • 神经肌肉系统：线粒体脑肌病（如 MELAS、LHON）。

  • 其他系统：糖尿病、耳聋、心脏病等。

七、进化意义

  • 内共生学说的关键证据：mtDNA 与 α-变形菌（如立克次体）的基因组高度相似。

  • 常用于分子进化与群体遗传学研究（如人类母系谱系追踪、物种亲缘关系分析）。

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