线粒体基因突变

线粒体是胞质内唯一含有遗传物质的细胞器，线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）包含编码22种tRNA和rRNA及氧化呼吸链有关酶的基因，由于卵细胞胞质容量大，其内线粒体数量多，而精子内的线粒体数量很少，所以线粒体具有母系遗传特性。在非孕状态时，由于ATP量足够，线粒体基因发生突变的影响不大；但在妊娠期间，由于代谢加快，使ATP量相对不足，则会出现子痫前期及子痫的一系列病理生理改变：血管内皮细胞功能低下，滋养细胞浸润子宫螺旋动脉内皮、肌层不足，该动脉仍保持对血管活性质物的收缩性，可致胎盘缺血、脑缺氧并出现子痫的神经症状；ATP代偿性过量分解，使ATP量增加，其结果导致血管收缩增强，血小板聚集度增大。线粒体内细胞色素氧化酶及其亚单位I的mRNA含量下降，引起细胞内ATP合成与产生不足，导致子痫前期或子痫的发生。

人类线粒体基因属核外遗传物质，编码氧化磷酸化反应所需的酶复合物的13个亚单位和22个转运核糖核酸以及2个核糖体核糖核酸，它们都是线粒体蛋白合成所必需的。人线粒体DNA是细胞核外唯一存在的DNA，为一全长为16　569bp的双链闭环分子。一条链为重链，一条链为轻链，均具有编码功能。线粒体DNA中各基因排列紧密，几乎不含内含子，线粒体DNA的任何突变都可累及到基因组的重要功能区，且线粒体DNA较核DNA易突变，缺乏完整的修复系统。线粒体tRNA leu（UUR）基因3243位点A→G突变，它可影响转运核糖核酸的功能，引起线粒体蛋白质合成障碍，能量生成不足。线粒体DNA突变以常染色体显性方式遗传。

线粒体呼吸功能和氧化磷酸化系统功能的维持，需要整个线粒体基因组的表达。线粒体基因较核内基因容易突变，并难以修复。线粒体DNA中极少有内含子，基因组中任何突变几乎都可以影响其编码功能，引起线粒体功能障碍。细胞色素C氧化酶是线粒体内膜呼吸链的末端复合物，其改变亦可影响线粒体的功能。在子痫前期及子痫高发病率家族中存在着线粒体tRNA leu（UUR）基因的点突变。子痫前期及子痫患者的胎盘组织中细胞色素C氧化酶活性明显降低，线粒体能量生成障碍，腺苷三磷酸（ATP）生成不足。组织学研究也显示，子痫前期及子痫患者的胎盘床、子宫分支血管、子宫平滑肌细胞、肾小球内皮细胞、心内膜心肌细胞的线粒体超微结构出现异常改变，提示子痫前期及子痫时线粒体形态及功能出现障碍。线粒体呼吸链复合物的生物合成需要核基因与线粒体基因的合作，所以不同的核内DNA和线粒体DNA突变，可影响线粒体细胞色素C氧化酶的生物合成，引起其结构改变和活性降低或通过影响其他呼吸链复合物的改变，导致线粒体功能障碍。