Митохондрии — клеточные цитоплазматические органеллы. Они обладают своим собственным небольшим циркулярным геномом (16000-17000 пар оснований ДНК), отличными от ядерного генома. Митохондриальная ДНК (мтДНК, mtDNA) кодирует небольшое число генов, в том числе важные компоненты электрон-транспортной цепи.
Митохондрии наследуются исключительно через яйцеклетку. Поэтому мутации мтДНК передаются ребенку только от матери, т.е. наследуются по материнской линии. Из наследуемых по материнской линии заболеваний глаз лучше всего изучена LHON. Но это состояние атипично, поскольку чаще встречается у мужчин.
Заболевания с материнским наследованием очень вариабельны. Во многих случаях, когда мутации мтДНК присутствуют во всех клетках больного, как это наблюдается у большинства пациентов с LHON, причины такой вариабельности не ясны. Однако при митохондриальных миопатиях, например KSS, мутации мтДНК наблюдаются не в митохондриях, такое состояние называется гетероплазмия.
Поскольку в каждой клетке содержится множество митохондрий, гетероплазмия (при которой соотношение мутантных и нормальных мтДНК может варьировать между клетками или тканями одного пациента или между представителями одной семьи) может оказывать влияние на фенотипическую вариабельность. Это значительно затрудняет прогнозирование.
