线粒体为什么也有基因?它要遗传什么?

线粒体为什么也有基因?它要遗传什么?
线粒体为什么也有基因?
它要遗传什么?

线粒体为什么也有基因?它要遗传什么?
这涉及到一个关于真核生物起源的假说.
地球上最初出现的生物是细菌和蓝藻,都是原核生物,没有明显的核,没有细胞器,而者的区别是细菌不含叶绿素,而蓝藻含叶绿素.
原核生物统治地球达很多亿年,然后突然出现了真核生物.注意,是突然出现,这非常奇怪,这种飞跃实在是太大了,尤其是真核生物细胞内的各种细胞器,很难让人相信它们会在这么短时间里进化出来并这么完备.
于是一种假说认为,当时一种大型细菌,与一些小型细菌和蓝藻的共生关系,导致了真核生物的出现.
假说认为,线粒体是寄生在大型细菌体内的小型细菌,而叶绿体是寄生在大型细菌体内的蓝藻.当然也有人认为小型细菌和蓝藻是被吞噬的,但没有被消化,而是形成共生关系.
它们之所以形成共生关系,是因为各取所需,小型细菌具有超强的能量代谢功能,蓝藻这能进行光合作用,这都是大型细菌所需要的,而大型细菌则为它们提供庇护、提供食物和养分来源.
在长期的进化中,分工逐渐细化,大型细菌自身能量代谢功能退化,完全依靠线粒体进行代谢；而线粒体和叶绿体则成了不能独立生活的个体.
这种共生关系的典型证据,一是线粒体和叶绿体都有基因或基因的痕迹,二是它们都有与细胞膜或细胞壁类似的膜结构,三是它们都通过母系遗传,因为性的产生是在它们和大型细菌形成共生关系之后,它们并没有参与性的进化.
其它的细胞器,也可能是类似的来源,不过目前的证据还不是太多.

线粒体结构组成：
1、外膜 (out membrane)
含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道，允许分子量为5KD以下的分子通过，1KD以下的分子可自由通过。标志酶为单胺氧化酶。
2、内膜 （inner membrane）
含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇，类似于细菌。...

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线粒体结构组成：
1、外膜 (out membrane)
含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道，允许分子量为5KD以下的分子通过，1KD以下的分子可自由通过。标志酶为单胺氧化酶。
2、内膜 （inner membrane）
含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇，类似于细菌。通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过，大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。如：丙酮酸和焦磷酸是利用H+梯度协同运输。
线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜，因此从能量转换角度来说，内膜起主要的作用。内膜的标志酶为细胞色素C氧化酶。
内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae），嵴能显著扩大内膜表面积（达5~10倍），嵴有两种类型：①板层状（图7-1）、②管状（图7-3），但多呈板层状。
嵴上覆有基粒（elementary particle），基粒由头部（F1偶联因子）和基部（F0偶联因子）构成，F0嵌入线粒体内膜。
3、膜间隙(intermembrane space)
是内外膜之间的腔隙，延伸至嵴的轴心部，腔隙宽约6-8nm。由于外膜具有大量亲水孔道与细胞质相通，因此膜间隙的pH值与细胞质的相似。标志酶为腺苷酸激酶。
4、基质（matrix）
为内膜和嵴包围的空间。除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。
基质具有一套完整的转录和翻译体系。包括线粒体DNA（mtDNA），70S型核糖体，tRNAs 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。
基质中还含有纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质，内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子

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有没？

你这个问题现在科学界都还没弄懂。
（1）人类进化时期，人体细胞有一部分吞噬了外来细菌，因其特殊功用而保存了下来，（这种理论可以很好的解释线粒体的双层膜结构）因而他有基因。
（2）另一些科学家认为线粒体基因来自于感染人类的病毒，这个理论也有他相对充分的证据。...

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你这个问题现在科学界都还没弄懂。
（1）人类进化时期，人体细胞有一部分吞噬了外来细菌，因其特殊功用而保存了下来，（这种理论可以很好的解释线粒体的双层膜结构）因而他有基因。
（2）另一些科学家认为线粒体基因来自于感染人类的病毒，这个理论也有他相对充分的证据。

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属于母系遗传,遗传什么说不准的.

哪里有他们说的那么复杂，高二生物书上就有，线粒体基质中含有DNA，所以能遗传。

线粒体基因组
线粒体是真核细胞的一种细胞器，有它自己的基因组，编码细胞器的一些蛋白质。除了少数低等真核生物的线粒体基因组是线状DNA分子外(如纤毛原生动物Tetrahymena pyniform$和Paramecium aurelia以及绿藻Clam ydoomonas rein—hardtia 等)，一般都是一个环状DNA分子。由于一个细胞里有许多个线粒体，而且一个线粒体里也有几份基因...

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线粒体基因组
线粒体是真核细胞的一种细胞器，有它自己的基因组，编码细胞器的一些蛋白质。除了少数低等真核生物的线粒体基因组是线状DNA分子外(如纤毛原生动物Tetrahymena pyniform$和Paramecium aurelia以及绿藻Clam ydoomonas rein—hardtia 等)，一般都是一个环状DNA分子。由于一个细胞里有许多个线粒体，而且一个线粒体里也有几份基因组拷贝，所以一个细胞里也就有许多个线粒体基因组。不同物种的线粒体基因组的大小相差悬殊。已知的是哺乳动物的线粒体基因组最小，果蝇和蛙的稍大，酵母的更大，而植物的线粒体基因组最大。人、小鼠和牛的线粒体基因组全序列已经测定，都是16．5 kb左右。每个细胞里有成千上万份线粒体基因组DNA拷贝。果蝇和蛙的细胞里有多少个线粒体以及每个线粒体有多少份DNA拷贝，还没有准确的数字。估计线粒体DNA的总量只相当于核DNA的1％弱。酿酒酵母(S．cerevisiae)的线粒体基因组约长84 kb，每个细胞里有22个线粒体，每个线粒体有4个基因组。生长中的酵母细胞线粒体DNA占细胞总DNA量的比例可高达18％。植物细胞的线粒体基因组的大小差别很大，最小的为100kb左右，大部分由非编码的DNA序列组成，且有许多短的同源序列，同源序列之间的DNA重组会产生较小的亚基因组环状DNA，与完整的“主”基因组共存于细胞内，因此植物线粒体基因组的研究更为困难。
哺乳动物的线粒体基因DNA没有内含子，几乎每一对核苷酸都参与一个基因的组成，有许多基因的序列是重叠的，例如，Anderson等于1981年测定了人线粒体基因组全序列，共16 569 bp，除了同启动DNA有关的D环区(D-loop)外，只有87个bp不参与基因的组成。现已确定有13个为蛋白质编码的区域，即细胞色素b、细胞色素氧化酶的3个亚基、ATP酶的2个亚基以及NADH脱氢酶的7个亚基的编码序列。另外还有分别编码16SrRNA和12SrRNA以及22个tRNA的DNA序列。除个别基因外，这些基因都是按同一个方向进行转录，而且tRNA基因位于rRNA基因和编码蛋白质的基因之间。除了少数例外，线粒体基因组编码蛋白质的密码子都是生命世界通用的密码子。
线粒体基因组能够单独进行复制、转录及合成蛋白质，但这并不意味着线粒体基因组的遗传完全不受核基因的控制。线粒体自身结构和生命活动都需要核基因的参与并受其控制，说明真核细胞内尽管存在两个遗传系统，一个在细胞核内，一个在细胞质内，各自合成一些蛋白质和基因产物，造成了细胞核和细胞质对遗传的相互作用；但是，核基因在生物体的遗传控制中仍起主宰作用。线粒体DNA(mtDNA)可用于分子系统发生研究(molecular phylogenetic stud—ies)。
与细胞核DNA相比，mtDNA作为生物体种系发生的“分子钟”(molecular clock)有其自身的优点：①突变率高，是核DNA的10倍左右，因此即使是在近期内趋异的物种之间也会很快地积累大量的核苷酸置换，可以进行比较分析；②因为精子的细胞质极少，子代的mtDNA基本上都是来自卵细胞，所以mtDNA是母性遗传(maternal inheritance)，且不发生DNA重组，因此，具有相同mtDNA序列的个体必定是来自一位共同的雌性祖先。但是，近年来PCR技术证实，精子也会对受精卵提供一些mtDNA，这是造成线粒体DNA异序性(heteroplasmy)的原因之一。一个个体生成时，该个体细胞质内mtDNA的序列都是相同的，这是mtDNA的同序性(homoplasmy)；当细胞质里mtDNA的序列有差别时，就是mtDNA的异序性。异序性对于种系发生的分析研究会造成一些困难。
在分子进化研究中，mtDNA同样也是十分有用的材料。由于线粒体基因在细胞减数分裂期间不发生重排，而且点突变率高，所以有利于检查出在较短时期内基因发生的变化，有利于比较不同物种的相同基因之间的差别，确定这些物种在进化上的亲缘关系。有人曾从一具4 000年前的人体木乃伊分离出残存的DNA片段，平均大小仅为90 bp。这对于核基因组来说，这么短的DNA片段很难说明什么问题，可是这是线粒体基因组DNA，就可能是某个基因的一个片段，可以进行比较分析。因此，当前的分子进化生物学的研究，多半是取材于古生物或化石的牙髓或骨髓腔中残留的线粒体DNA作为实验材料。
线粒体基因组中的基因与线粒体的氧化磷酸化作用密切相关，因此关系到细胞内的能量供应。近年来发现人的一些神经肌肉变性疾病如Leber氏遗传性视神经病(主要表现为双侧视神经萎缩引起急性或亚急性视力丧失，还可伴有神经、心血管及骨骼肌等系统异常)、帕金森病、早老痴呆症、线粒体脑肌病、母系遗传的糖尿病和耳聋等，都同线粒体基因有关。也有人指出，衰老可能同mtDNA损伤的积累有关。

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他是半自主细胞器,在细胞分裂时可以自主遗传

长期进化演变的，线粒体是双层膜结构，前身很可能是一种独立生物！

线粒体基因组中的基因与线粒体的氧化磷酸化作用密切相关，因此关系到细胞内的能量供应。近年来发现人的一些神经肌肉变性疾病如Leber氏遗传性视神经病(主要表现为双侧视神经萎缩引起急性或亚急性视力丧失，还可伴有神经、心血管及骨骼肌等系统异常)、帕金森病、早老痴呆症、线粒体脑肌病、母系遗传的糖尿病和耳聋等，都同线粒体基因有关。也有人指出，衰老可能同mtDNA损伤的积累有关。
另一方面，人体没什么...

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线粒体基因组中的基因与线粒体的氧化磷酸化作用密切相关，因此关系到细胞内的能量供应。近年来发现人的一些神经肌肉变性疾病如Leber氏遗传性视神经病(主要表现为双侧视神经萎缩引起急性或亚急性视力丧失，还可伴有神经、心血管及骨骼肌等系统异常)、帕金森病、早老痴呆症、线粒体脑肌病、母系遗传的糖尿病和耳聋等，都同线粒体基因有关。也有人指出，衰老可能同mtDNA损伤的积累有关。
另一方面，人体没什么结构里面没有基因的。

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首先这与线粒体的起源有关:
关于线粒体和叶绿体的起源，现在主要存在两种截然相反的观点：内共生起源学说与非共生起源学说（或分化学说）。两个学说各有其实验证据和支持者。近10多年由于古细菌的发现与研究，以及古细菌可能是真核生物起源的祖先的论断，十分有利于线粒体和叶绿体内共生起源学说的巩固和发展。
（一）内共生起源学说
许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内...

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首先这与线粒体的起源有关:
关于线粒体和叶绿体的起源，现在主要存在两种截然相反的观点：内共生起源学说与非共生起源学说（或分化学说）。两个学说各有其实验证据和支持者。近10多年由于古细菌的发现与研究，以及古细菌可能是真核生物起源的祖先的论断，十分有利于线粒体和叶绿体内共生起源学说的巩固和发展。
（一）内共生起源学说
许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。1970年Margulis在分析了大量资料的基础上提出了一种设想，认为真核细胞的祖先是一种体积巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的细胞，能将吞噬所得的糖类进行酵解取得能量。而线粒体的祖先——原线粒体则是一种革兰氏阴性菌，含有三羧酸循环所需的酶系和电子传递链，故它可利用氧气把糖酵解的产物丙酮酸进一步分解，获得比酵解更多的能量。当这种细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，原始真核细胞利用这种细菌（原线粒体）充分供给能量，而原线粒体从宿主细胞获得更多的原料。
（二）非共生起源学说
该学说的支持者提出一种线粒体和叶绿体起源的设想，认为真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌，它比典型的原核细胞大，这样就要逐渐增加具有呼吸功能的膜表面，开始是通过细菌的细胞膜内陷、扩张和分化，后逐渐形成了线粒体和叶绿体的雏形。根据1974年Uzzell等人的观点，在进化的最初阶段，原核细胞的基因组进行复制并不伴有细胞分裂，然后基因附近的质膜内陷形成双层膜，分别将基因组包围在这些双层膜结构中，从而形成了原始线粒体、叶绿体等细胞器。后来在进化过程中进一步发生了分化，如线粒体和叶绿体的基因组丢失一些基因；细胞核的基因则有了高度发展；质体发展了光合作用；线粒体则演变为专具有呼吸功能的细胞器，于是逐渐形成了现在的真核细胞。
从目前看，对这两个学说尚有争议，各有其实验证据和支持者，因此，关于线粒体和叶绿体的起源，有待今后进一步探讨和研究。
参考资料：翟中和 王喜中 丁孝明 主编《细胞生物学》（高等教育出版社）
无论是那种起源方式 都支持了线粒体自身具有的基因组
线粒体基因组 指的是线粒体内的所有遗传物质。线粒体是真核细胞内能通过半自主复制进行繁殖的细胞器 。
组成线粒体基因组的遗传物质在结构上与原核生物遗传物质相似。线粒体染色体是环状DNA分子，但与原核生物不同的是，其要小得多并有多个拷贝。这种相似性支持线粒体为细胞内共生细菌的假说，例如内共生学说。
有性生殖物种的线粒体通过母系遗传。通过这种方式，线粒体遗传性疾病可以影响雄性和雌性，但只能通过雌性遗传给她的后代。
不同物种的真核生物线粒体基因组大小差异很大，但含量是恒定的，高等植物mtDNA链长250Kb~2000 Kb（80-800μm）。如玉米的mtDNA基因组有600 Kb（200μm）。真菌、昆虫直到哺乳动物显示出一种趋势，即从低等到高等直核生物mtDNA越来越小，排列越来越紧密。如酵母：~75Kb，粗糙脉孢菌：60Kb；曲霉：32Kb；爪蟾：17,533bp；牛：16,338bp；小鼠：16,295bp；人类仅16,569bp。链长的差异是由间隔区的内合子的数目和长度决定的，以上表明高等生物mtDNA基因排列是最经济的，此和核基因组的情况正好相反。
mtDNA是双链环状的分子，由于缺乏组蛋白，故不组成核小体。在线粒体中有和细菌细胞中相似的类核区（nuclecid regions），每个类核中含有几个拷贝的线粒体染色体。例如酵母每个线粒体含有10～30个类核，每个类核含有4～5mtDNA分子。由于每个酵母细胞中有1~45个线粒体，这样每个细胞就有很多mtDNA分子。线粒体染色体的多重性对于细胞的整个活性而言其贡献与核相比显得更为重要。
Anderson等于1981年测定了人线粒体基因组全序列，共16 569 bp，除了同启动DNA有关的D环区(D-loop)外，只有87个bp不参与基因的组成。现已确定有13个为蛋白质编码的区域，即细胞色素b、细胞色素氧化酶的3个亚基、ATP酶的2个亚基以及NADH脱氢酶的7个亚基的编码序列。另外还有分别编码16SrRNA和12SrRNA以及22个tRNA的DNA序列。除个别基因外，这些基因都是按同一个方向进行转录，而且tRNA基因位于rRNA基因和编码蛋白质的基因之间。
与核基因组相比，线粒体基因组有如下有趣的性质：
所有的基因都位于一个单一的环状DNA分子上。
遗传物质不为核膜所包被。
DNA不为蛋白质所压缩。
基因组没有包含那么多非编码区域（垃圾DNA或“内含子”）。
一些密码子与通用密码子不同。相反，与一些紫色非硫细菌相似。
一些碱基为两个不同基因的一部分：某碱基作为一个基因的末尾，同时作为下一个基因的开始。
这张图片是97年绘制的mtDNA基因组的示意图
http://www.bioon.com/figure/UploadFiles/200409/20040926001014842.gif
Wolstenholme, D.R. 1992. Animal mitochondrial DNA: structure and evolution. Int. Rev. Cytol. 141: 173-216
http://www.comva.cn/General_remarks/2007-3-28/XianLiBenJiYinQu-7fja1034.htm

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晕，解答的人真多
我支持线粒体起源学说——不管是内共生起源还是非共生起源，都说明线粒体在起源时就拥有了自己的基因。

线粒体在细胞质中。它遗传的主要是母系的一些基因。因为卵子包含大量的细胞质，而精子基本就没。所以在我们的细胞质遗传主要是取决我们的母亲。