线粒体DNA和核DNA的区别
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主要区别 – 线粒体 DNA 与核 DNA
线粒体 DNA 和核 DNA 有助于细胞的基因组成。线粒体 DNA (mtDNA) 是在线粒体内发现的双链环状 DNA。它编码线粒体所需的蛋白质和功能性 RNA。但是，一些由核 DNA 编码的蛋白质是从细胞质中输入的。核 DNA (nDNA) 由几条线性染色体组成，几乎编码细胞所需的所有蛋白质。与核 DNA 相比，线粒体 DNA 较短。这 主要区别 线粒体 DNA 和核 DNA 之间是 线粒体 DNA 编码线粒体所需的遗传信息 然而 核 DNA 编码整个细胞所需的遗传信息.
这篇文章解释了，
1.什么是线粒体DNA – 定义、结构和组成、功能 2. 什么是核 DNA – 定义、结构和组成、功能 3.线粒体DNA和核DNA有什么区别
什么是线粒体 DNA
线粒体通过氧化磷酸化参与细胞能量的产生。在线粒体内部，发现了它自己的基因组；这被称为线粒体 DNA（线粒体DNA）。 mtDNA 由双链环状 DNA 分子组成，排列成一条染色体。一个线粒体由数十个 mtDNA 拷贝组成。线粒体由多个 mtDNA 分子组成。单个细胞可能包含超过 100 个线粒体。因此，每个细胞可以发现超过 1, 000 个 mtDNA 拷贝。每个细胞的 mtDNA 拷贝数取决于每个线粒体的 mtDNA 拷贝数以及每个细胞的线粒体的大小和数量。它由大约 0.25% 的细胞基因组成。线粒体中的DNA如图1所示。
图 1：线粒体中的 DNA
发现在 mtDNA 中编码了 37 个基因。这些基因编码线粒体内部功能所需的蛋白质以及线粒体所需的 tRNA 和 rRNA，尤其是蛋白质合成。发现线粒体 DNA 和 RNA 聚合酶位于线粒体中。在线粒体内合成的多肽是亚基，它们形成用于 ATP 合成或电子传递的多聚体复合物。根据细胞对能量的需求，mtDNA 独立于核 DNA 进行复制。
在酵母中，线粒体的遗传是双亲的。 mtDNA 由人类的母系遗传组成。哺乳动物中的精子对受精卵贡献很少或没有细胞质。因此，在胚胎中，几乎所有的线粒体都来源于卵子。在植物中，mtDNA 的遗传与哺乳动物相同。因此，与 mtDNA 相关的疾病是通过母系遗传获得的。与核 DNA 相比，mtDNA 更容易发生突变。 mtDNA 中的错义突变导致 Leber 遗传性视神经病变。 mtDNA 的大量缺失会导致 Kearns-Sayre 综合征和慢性进行性外眼肌麻痹。环状mtDNA如图2所示。
图 2：线粒体 DNA
什么是核 DNA
构成细胞基因组的 DNA 被称为核 DNA（基因组DNA）。 nDNA 位于真核细胞的细胞核中。它由细胞总基因组成的 99.75% 组成。真核细胞的 nDNA 或基因组被组织成几个线性染色体，这些染色体紧密地排列在细胞核内。人体由46条染色体组成。有时，nDNA 存在多个副本。基因组中 nDNA 的拷贝数由术语倍性描述。人类体细胞是二倍体，包含两个拷贝的 nDNA，称为同源染色体。在人类中发现配子是单倍体。
人类基因组的大小是 33 亿个碱基对。人类 nDNA 由 20, 000 到 25, 000 个基因组成，包括在 mtDNA 中发现的基因。这些基因编码了生物体所表现出的几乎所有特征。它们携带用于生长、发育和繁殖的信息。基因根据通用遗传密码通过转录和翻译表达为蛋白质。 nDNA 仅在细胞周期的 S 期复制。 nDNA的组织如图3所示。
图 3：核 DNA 组织
nDNA 的遗传是双亲的。人类基因组的两个副本中的每一个都继承自一个父母，无论是母亲还是父亲。由于每个特定基因存在各种等位基因，nDNA 包含它们表现出的特征的巨大变化。因此，nDNA 用于亲子鉴定，以找出哪个子代生物体属于人类的哪个亲代。另一方面，疾病的遗传也是父母的特征。 nDNA 不易发生突变。人类基因组中遗传疾病的例子有囊性纤维化、镰状细胞性贫血、血色病和亨廷顿病。 nDNA 和 mtDNA 的遗传如图 4 所示。
图 4：nDNA 和 mtDNA 的遗传
线粒体DNA和核DNA的区别
内容
线粒体DNA： mtDNA 由线粒体基因组组成。
核DNA： nDNA 由细胞的基因组组成，包括线粒体 DNA。
DNA结构
线粒体DNA： mtDNA 是双链和环状的。
核DNA： nDNA 是双链和线性的。
染色体数
线粒体DNA： mtDNA 排列成一条染色体。
核DNA： nDNA 排列成几条染色体。例如，人类的 nDNA 被排列成 46 条染色体。
作品
线粒体DNA： mtDNA 由动物细胞中 0.25% 的细胞基因组成。
核DNA： nDNA 由动物细胞中 99.75% 的细胞基因组成。
外壳
线粒体DNA： mtDNA 没有被核膜包围。
核DNA： nDNA 被细胞核包围。
地点
线粒体DNA： mtDNA 在线粒体基质中自由漂浮。
核DNA： nDNA 存在于核基质中，固定在核膜上。
基因组大小
线粒体DNA： mtDNA 的大小为 16, 569 个碱基对。
核DNA： nDNA 的大小为 33 亿个碱基对。
组蛋白
线粒体DNA： mtDNA 不含组蛋白。
核DNA： nDNA 与组蛋白紧密结合。
复印数量
线粒体DNA： 每个细胞可以发现超过 1, 000 个 mtDNA 拷贝。
核DNA： 每个体细胞的 nDNA 拷贝数可能因物种而异。人类体细胞含有两个拷贝的 nDNA。
基因数量
线粒体DNA： mtDNA 由 37 个基因组成，编码 13 种蛋白质、22 种 tRNA 和 2 种 rRNA。
核DNA： nDNA 由 20, 000-25, 000 个基因组成，其中包括三个 mt 基因。
tRNA 和 rRNA
线粒体DNA： mtDNA 编码线粒体所需的每一个 tRNA 和 rRNA。
核DNA： nDNA 编码细胞质过程所需的每一个 tRNA 和 rRNA。
自治
线粒体DNA： mtDNA 编码大多数线粒体所需的蛋白质。但是，线粒体所需的一些蛋白质是由 nDNA 编码的。因此，线粒体是半自主的细胞器。
核DNA： nDNA 编码细胞所需的每种蛋白质。
非编码区
线粒体DNA： mtDNA 缺乏内含子等非编码 DNA 区域。
核DNA： nDNA 包含 DNA 的非编码区，如内含子和非翻译区。
遗传密码
线粒体DNA： mtDNA 中的大多数密码子不遵循通用遗传密码。
核DNA： nDNA 中的密码子遵循通用遗传密码。
复制
线粒体DNA： mtDNA 独立于 nDNA 复制。
核DNA： nDNA 仅在细胞周期的 S 期复制。
转录
线粒体DNA： mtDNA 编码的基因是多顺反子。
核DNA： 由 nDNA 编码的基因是单顺反子的。
遗产
线粒体DNA： mtDNA 是母系遗传的。
核DNA： nDNA 从父母双方平等继承。
重组
线粒体DNA： mtDNA 是从母亲遗传给她的后代，没有改变。
核DNA： nDNA 在转移给后代时通过重组进行排列。
对个人健康的贡献
线粒体DNA： mtDNA 对个体在人群中的适应度的贡献较小。
核DNA： nDNA 对个体在人群中的适应度有很高的贡献。
突变率
线粒体DNA： mtDNA 的突变率相对较高。
核DNA： nDNA 的突变率很低。
个人身份识别
线粒体DNA： mtDNA 还可用于识别个体。
核DNA： nDNA 用于亲子鉴定。
遗传病
线粒体DNA： Leber 遗传性视神经病变、Kearns-Sayre 综合征和慢性进行性外眼肌麻痹是由 mtDNA 突变引起的遗传疾病的例子。
核DNA： 囊性纤维化、镰状细胞性贫血、血色素沉着症和亨廷顿氏病是由 nDNA 突变引起的遗传疾病的例子。
结论
核 DNA 以及线粒体 DNA 有助于动物细胞的基因组成。植物细胞的细胞中也含有叶绿体DNA。 nDNA 由细胞的基因组组成，mtDNA 由线粒体基因组组成。 nDNA 包含基因，这些基因编码生物体表现出的所有特征。 mtDNA 也包含在 nDNA 中。 nDNA 由 20,000 多个基因组成。由这些基因编码的蛋白质负责生物体的表型特征。 mtDNA 与线粒体功能所需的 tRNA 和 rRNA 一起编码 37 个基因。因此，线粒体 DNA 和核 DNA 之间的主要区别在于它们的含量。
参考：1。罗迪什，哈维。 “细胞器DNA。”分子细胞生物学。第 4 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。2. Cooper, Geoffrey M. “线粒体”。细胞：分子方法。第 2 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。3. Brown, Terence A.“人类基因组”。基因组。第 2 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。4. Alberts, Bruce。 “DNA的结构和功能。”细胞的分子生物学。第 4 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 28 日。5. Stöppler, MD Melissa Conrad。 “遗传疾病清单：定义、类型和示例。”医药网。 N.p.，日期不详网。 2017 年 3 月 28 日。
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