人的多種遺傳疾病與線粒體tRNA基因突變有關,這些突變導致疾病發生的分子機理是當前研究的熱點.通過研究線粒體tRNA分子上的鹼基修飾情況,人們發現了一類特殊的帶有牛磺酸衍生物基團的修飾,這類修飾主要位於線粒體tRNALys和線粒體tRNALeu(UUR)反密碼子第一位擺動(wobble)位點的鹼基上.最近的研究表明,位於這兩種線粒體tRNA基因上的多種突變與遺傳性腦肌病相關,包括A8344G,A3243G,T3271C等等,它們可以導致tRNA上相應擺動位點的鹼基修飾缺失.無論是在體外培養的帶有相應突變的細胞內,還是在來源於腦肌病病人的組織中,科學家都發現了相同的線粒體tRNA鹼基修飾缺陷.通過分子手術證實,此類鹼基修飾對於維持這兩種tRNA的反密碼子與mRNA上相應密碼子的相互識別至關重要,缺失了這種修飾的tRNA將無法識別一些對應的密碼子.通過進一步的實驗,人們還鑑定出負責催化此類鹼基修飾的酶.這些研究不但揭示了線粒體遺傳性腦肌病相關突變的致病機理,也將為研究基因治療提供可能的新手段。
修飾鹼基(modifiedcomponent)，(或稀有鹼基，unusualcomponent)，這些鹼基大多是在上述嘌呤或嘧啶鹼的不同部位甲基化(methylation)或進行其它的化學修飾而形成的衍生物。一般這些鹼基在核酸中的含量稀少，在各種類型核酸中的分布也不均一。DNA中的修飾鹼基主要見於噬菌體DNA，如5-甲基胞嘧啶(m5C)，5-羥甲基胞嘧啶hm5C；RNA中以tRNA含修飾鹼基最多，如1-甲基腺嘌呤(m1A)，2,2一二甲基鳥嘌呤(m22G)和5,6-二氫尿嘧啶(DHU)等。
