线粒体和叶绿体基因简介

线粒体是生物氧化的场所，呼吸链中的某些蛋白质或酶的编码基因就在mDNA（线粒体DNA）上。线粒体还能独立合成一些蛋白质，因为线粒体有自己的rRNA、tRNA和核糖体，可以表达自己的基因。现在已知的线粒体基因组至少含有tRNA基因、rRNA基因、细胞色素氧化酶基因、ATP酶基因、细胞色素还原酶基因、一些抗药性基因等。

在蛋白质合成过程中，mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子是对应的。已知21种氨基酸有64种对应的密码子，按照摆动学说（wobble hypothesis），最少需要32种tRNA才能完全识别mRNA中的61个密码子。但在线粒体中，tRNA的种类显然小于此数目（如人的线粒体tRNA只有22种），而且，已有实验证明，细胞质的tRNA没有进入线粒体参与蛋白质的合成。这些事实表明，在线粒体基因表达过程中的密码系统与通用的密码系统有所差别。

通过近几年的研究发现，哺乳动物 mtDNA的遗传密码与通用的遗传密码有以下区别。

①UGA不是终止信号，而是色氨酸的密码。因此，线粒体 RNA-Trp可以识别UGG和UGA两个密码子。

②多肽内部的甲硫氨酸由AUG和AUA两个密码子编码；而起始甲硫氨酸由AUG、 AUA、AU和AUC四个密码子编码。

叶绿体DNA为双链环状分子，一般周长为40~45μm，相对分子质量约9×10⁷Da。高等植物细胞每个叶绿体DNA含量在6.9×10^-14~8×10^-5g的范围。

每个叶绿体含有的叶绿体DNA往往是多拷贝的，一般每个叶绿体含10~50份拷贝，这与叶片的发育程度有关，最高的达到900份拷贝，所以，虽然叶绿体DNA只占细胞总DNA的百分之几，但叶绿体DNA的量还是较丰富的。叶绿体基因可以分为两大类：一类是有关叶绿体遗传系统的；另一类是编码光合系统的。