POLG基因突变与相关疾病：机制、特点及遗传特性

线粒体聚合酶γ（POLG）基因编码的蛋白质在细胞功能的完整性中起着至关重要的作用。它是唯一已知参与线粒体DNA复制与修复的酶，具有DNA聚合酶、3-5'核酸外切酶和5'dRP裂解酶等多种活性。POLG基因突变会影响其合成的线粒体DNA的质量或数量，导致线粒体突变、缺失或者合成的减少，引起相关疾病及多种临床表型（至少有6种亚型）；发病年龄可以覆盖从婴儿期到成年。

POLG基因位于15号染色体的长臂上，现已发现与DNA聚合酶γ相关的致病基因变异都集中在POLG上。POLG编码DNA聚合酶γ的α亚基，而POLG2则位于17号染色体的长臂上。POLG相关疾病大体上是常染色体隐性遗传，在国人中POLG致病变异的携带者约为1/50。由于目前尚无有效的治疗手段，POLG相关疾病难以治疗，但可以通过专业遗传咨询机构进行咨询和孕前、产前的基因检查来预防患儿的出生。

线粒体是细胞内进行有氧呼吸的主要场所，也是细胞内的能量工厂。由于线粒体内无组蛋白保护DNA，且线粒体更新快，其DNA每隔10~20天要合成更新一次，因此线粒体DNA很容易受到损伤。一旦线粒体DNA序列发生变异，如果不马上修正，新的变异会很快固定下来。DNA聚合酶γ是唯一在线粒体当中，对DNA进行复制与修复的酶。POLG基因突变会影响到线粒体DNA的合成速度、保真度及DNA发生损伤后能否被及时修复，进而影响到细胞产生能量的能力，尤其是大脑、神经、肌与肝等消耗能量多的器官。