線粒體

结构

一个线粒体包含两层膜。这些膜是由磷脂双层和蛋白质组成。这两层膜有不同的特性。由于这种双膜组织，线粒体内有五个不同的隔室。它们是

1. 线粒体外膜。
2. 膜间空间（外膜和内膜之间的空间）。
3. 线粒体内膜。
4. Cristae空间（由内膜的折叠形成），和
5. 基质（内膜内的空间）。线粒体是小型、球形或圆柱形的细胞器。一般来说，一个线粒体有2.8微米长，约0.5微米宽。它比细胞核小大约150倍。每个细胞中大约有100-150个线粒体。

功能

线粒体在细胞中的主要作用是获取葡萄糖并利用其化学键中储存的能量来制造ATP，这个过程称为细胞呼吸。这个过程有3个主要步骤：糖酵解、柠檬酸循环或克雷布斯循环，以及ATP合成。这种ATP从线粒体中释放出来，并由细胞的其他细胞器分解，为其自身功能提供动力。

DNA

人们认为，线粒体曾经是独立的细菌，并通过被吞噬而成为真核细胞的一部分，这一过程被称为内共生。

细胞的大部分DNA在细胞核中，但线粒体有自己的独立基因组。而且，它的DNA显示出与细菌基因组有很大的相似性。

线粒体DNA的简称是mDNA或mtDNA。两者都被研究人员使用。

继承性

线粒体通过二元裂变进行分裂，与细菌细胞分裂相似。在单细胞真核生物中，线粒体的分裂与细胞分裂有关。这种分裂必须得到控制，以便每个子细胞至少得到一个线粒体。在其他真核生物中（以人类为例），线粒体可能复制其DNA，并根据细胞的能量需求进行分裂，而不是与细胞周期相联系。

一个人的线粒体基因的遗传机制与核基因不同。线粒体，也就是线粒体DNA，通常只来自卵子。精子的线粒体进入卵子，但被标记为以后要被破坏。卵细胞含有相对较少的线粒体，但正是这些线粒体存活下来并进行分裂，从而填充到成年生物体的细胞中。因此，在大多数情况下，线粒体是沿着母系遗传的，即所谓的母系遗传。这种模式对所有动物，以及大多数其他生物都是如此。然而，线粒体在一些针叶植物中是父系遗传，尽管在松树或紫杉中不是。

一个线粒体可以包含其DNA的2-10个副本。由于这个原因，线粒体DNA被认为是通过二元裂变进行繁殖的，因此产生了精确的拷贝。然而，有一些证据表明，动物线粒体可以进行重组。如果不发生重组，整个线粒体DNA序列代表一个单一的单倍体基因组，这使得它对研究种群的进化历史非常有用。

人口遗传学研究

线粒体DNA中几乎不存在重组，这使得它对群体遗传学和进化生物学非常有用。如果所有的线粒体DNA作为一个单一的单倍体单位被继承，来自不同个体的线粒体DNA之间的关系可以被看作是一棵基因树。这些基因树的模式可以用来推断种群的进化历史。这方面的典型例子是，分子钟可以用来为所谓的线粒体夏娃提供一个日期。这通常被解释为对现代人类从非洲传播出去的有力支持。另一个人类的例子是对尼安德特人骨骼的线粒体DNA进行测序。尼安德特人和活人的线粒体DNA序列之间的进化距离相对较大，这证明尼安德特人和解剖学上的现代人之间普遍缺乏杂交。

然而，线粒体DNA只反映了一个群体中女性的历史。它可能不代表整个人口的历史。在某种程度上，可以使用Y染色体的父系遗传序列。在更广泛的意义上，只有同时包括核DNA的研究才能提供一个群体的全面进化史。

相关页面

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