線粒體DNA是線粒體中的遺傳物質，線粒體能為細胞產生能量（ATP），是在細胞線粒體內發現的脫氧核糖核酸特殊形態。線粒體是為細胞提供能量（ATP）的細胞器。一個線粒體中一般有多個DNA分子。
它們攜帶著自己的DNA——mtDNA，而這些基因的突變能引起線粒體疾病。雖然疾病症狀是多變的，但大腦、肌肉和心臟等耗能較多的器官通常會受到影響。由於線粒體主要通過卵細胞傳遞，相關疾病大都會遺傳自母親。
基本介紹
組成結構,主要功能,複製,遺傳,基本性質,
組成結構
人類線粒體DNA研究人員發明了轉換卵細胞基因材料的方法，用擁有健康線粒體的卵細胞取代攜帶錯誤線粒體DNA的卵細胞。結果是，胚胎會攜帶來自母親和父親的核DNA，以及卵細胞捐獻者的線粒體DNA。
mtDNA雖能合成蛋白質，但其種類十分有限。迄今已知，mtDNA編碼的RNA和多肽有：線粒體核糖體中2種rRNA（12S及16S），22種tRNA，13種多肽（每種約含50個胺基酸殘基）。組成線粒體各部分的蛋白質，絕大多數都是由核DNA編碼並在細胞質核糖體上合成後再運送到線粒體各自的功能位點上。正因如此，線粒體的遺傳系統仍然要依賴於細胞核的遺傳系統，由此，線粒體是半自主性細胞器。
線粒體基因組：線粒體基因組是裸露的DNA雙鏈分子，主要呈環狀但也有線性的分子。各個物種的線粒體基因組大小不一。一般動物細胞中的線粒體基因組較小，為10~39kb；酵母為8~80kb；都是環狀。四膜蟲屬和草履蟲等原生動物為50kb，為線性分子。植物的線粒體基因組比動物的大許多，但也複雜的多，大小可以從200~2500kb，如在葫蘆科中西瓜是330kb，香瓜是2500kb，相差達7倍！
主要功能
複製
mtDNA可自我複製，其複製也是以半保留方式進行的。用同位素標記證明，mtDNA複製的時間主要在細胞周期的S期和G2期。DNA先複製，隨後線粒體分裂。其複製仍受細胞核的控制，複製所需要的DNA聚合酶是由核DNA編碼，在細胞質核糖體上合成的。
遺傳
由於線粒體會通過卵細胞傳遞，相關疾病會遺傳自母親。而該技術則可能幫助攜帶致病性線粒體基因突變的女性生下健康的孩子。
人身體所有細胞（除紅細胞）裡面都有線粒體，但只有女性的線粒體基因能隨其卵子遺傳給後代。mtDNA是Mitochondrial DNA（線粒體DNA）的縮寫，是承載線粒體遺傳密碼的物質。男人線粒體只伴隨此男人生活一生，然後終結，不能遺傳給後代。mtDNA表現為母系遺傳。mtDNA結構類型是反映母系脈絡的重要指標。通過檢測現代人mtDNA，能弄清各民族、各地人的母系血緣關係。通過檢測古屍線粒體，可弄清歷史上各個民族間的母系血緣關係、歷史故事、遷徙路線、歷史名人的民族、身份。
母親給兒女貢獻了50%的遺傳基因，對兒女遺傳特性有著和父親一樣的影響力。“線粒體DNA”是只通過母系一脈傳遞的遺傳基因，男性也能從母親那裡繼承“線粒體DNA”，卻無法將它遺傳給自己的後代。
基本性質
與核基因組相比，線粒體基因組有如下性質：
所有的基因都位於一個單一的環狀DNA分子上。
遺傳物質不為核膜所包被。
