电子传递链有五种复合物，它们由许多亚基组成。我发现特别有趣的是，一些蛋白质是通过核DNA产生的，而另一些蛋白质是通过线粒体DNA产生的。
大部分ROS（会损伤线粒体DNA）是由复合物1和3产生的。复合物1在人类中有45个亚基，但实际上只有7个（ND1、ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6）由线粒体基因组编码。然而，复合物3有11个亚基，其中只有1个（MT-CYB）存在于线粒体DNA中。
复合物2完全由细胞核编码，复合物4有3个（MT-CO1、MT-CO2和MT-CO3），而线粒体DNA中有13个亚基。 ATP 合酶也称为复合物 5，有 16 个单元，其中两个在线粒体中编码。
因此很明显，复合物 1 可能是与衰老相关的线粒体 DNA 突变的关键复合物，并且它在卵母细胞中受到抑制也就不足为奇了。
有一种观点认为，对于疏水亚基来说，将它们转移到线粒体的能量成本是如此之高，以至于将它们留在线粒体中是值得的，但这也使它们更容易受到更大程度的线粒体 DNA 损伤。
- 在复合物 I 中，NDUFA1 至 NDUFA13、NDUFB1 至 NDUFB11、NDUFC1 和 NDUFC2。（共 31 个）不参与电子转移，而是在细胞核中编码。
- 在复合物 II 中，所有亚基都在细胞核中编码。
- 在复合物 III 中，UQCR10、UQCRH 和 UQCRB 是疏水的，但位于细胞核中。
- COX6A、COX6B、COX7A、COX7B 和 COX8A 是核编码的，在复合物 IV 中具有疏水性。
由此得出一个合乎逻辑且有趣的结论是，实际上，尽管需要能量和时间，但将这些亚基保留在细胞核中是更好的选择，除非细胞希望它们暴露于线粒体损伤。
细胞为何故意想让它们暴露在线粒体的危险环境里？
细胞之所以故意让某些蛋白质（亚基）在线粒体DNA编码（而不是全部在更安全的细胞核里生产），可能有几个关键原因：
有些蛋白质必须“就地生产”，否则根本进不去线粒体
- 线粒体的内膜（负责电子传递链的地方）超级“挑食”，疏水性（怕水）的蛋白质很难从外面运进去。
- 如果这些蛋白质在细胞核生产，再运到线粒体，可能卡在半路，根本到不了该去的位置。
- 所以，直接在“危险”的线粒体里生产，反而能确保它们正确组装到电子传递链里。
快速响应线粒体的需求
- 线粒体是细胞的“能量工厂”，能量需求可能瞬息万变（比如突然要跑个步）。
- 如果所有蛋白质都依赖细胞核生产，再慢慢运输，可能来不及应对紧急情况。
- 线粒体自己带点“生产图纸”（mtDNA），就能更快调整产能，不用等细胞核慢慢发货。
进化遗留问题：线粒体曾经是独立的细菌
- 线粒体原本是自由生活的细菌，后来被细胞“收编”，但还保留了一点自己的DNA。
- 虽然大部分基因已经搬到细胞核了，但最关键的、最难运输的蛋白质仍然留在mtDNA里，因为进化还没找到更好的解决方案。
可能是一种“牺牲策略”
- 线粒体DNA容易受损，但受损的线粒体可以被清除（比如通过线粒体自噬）。
- 如果某些蛋白质必须在线粒体里生产，那它们的损伤可以作为一种“信号”，告诉细胞：“这个线粒体坏了，该淘汰了！”
- 这样，虽然部分蛋白质会暴露在危险中，但整体上能保证细胞的质量控制。
总结：风险和收益的权衡
细胞不是“傻”，而是做了权衡——
- 安全派（核编码）：大部分蛋白质放在安全的细胞核里生产，避免被ROS破坏。
- 冒险派（线粒体编码）：少数关键、难运输的蛋白质必须在线粒体里生产，否则根本没法用，哪怕要冒点风险。
2025年2月4日：发育中线粒体复合物 I 的活性决定寿命这篇论文证实了上述观点。