結構生物化學/線粒體 DNA
衰老的原因和延長壽命的方法一直是許多人的興趣。透過嘗試和錯誤，人們對衰老現象提出了許多理論，並被人們否定或接受。如今，人們普遍認為衰老實際上是一個多因素過程，並非由某些遺傳程式產生，而是受某些基因的影響。
現在有理論認為，特定突變可以極大地延長壽命。例如，減少胰島素訊號的實驗延長了蠕蟲、蒼蠅和小鼠的壽命。減少的胰島素訊號表明它可能是一種保守的壽命途徑，在進化中產生。
對於人類來說，發現線粒體功能障礙嚴重影響多因素衰老過程。衰老是體細胞 mtDNA 突變水平升高的結果，因為這些突變會經歷克隆擴增。這種擴增隨後迫使心臟、大腦、骨骼肌和腸道等各種組織出現馬賽克呼吸鏈缺陷，因此表明體細胞 mtDNA 突變和馬賽克呼吸鏈功能障礙在多因素衰老過程中以某種方式起作用。實驗表明，體細胞 mtDNA 突變水平升高會導致早衰。
mtDNA，即線粒體 DNA，與人類衰老密切相關，因為隨著時間的推移，它會受到損傷，以及克隆擴增和馬賽克呼吸鏈缺陷的結果。mtDNA 的兩條鏈根據它們的鹼基組成不同，分為重鏈和輕鏈。
mtDNA 的複製、轉錄和翻譯過程由核基因編碼，然後被匯入線粒體，在那裡線粒體的核糖體負責。值得注意的是，mtDNA 的複製、轉錄和翻譯過程與 DNA 的相同過程有很大不同：事實上，這些過程在同一個線粒體基質內進行，沒有分離。因此，轉錄和翻譯過程會發生偶聯。
mtDNA 的轉錄對於 mtDNA 的基因表達至關重要。它還產生開始 mtDNA 複製在重鏈起點（如下一節：mtDNA 複製中所示）的起始所需的 RNA 引物。為了進行 mtDNA 轉錄，有三個主要因素既充分又必要。
1. 線粒體 RNA 聚合酶，稱為 POLRMT。
2. 線粒體轉錄因子 B2，稱為 TFB2M，是 TFB2m 的旁系同源物，這意味著它們是同一個物種中的同源物，但具有不同的功能。然而，TFB2M 在 mtDNA 轉錄中沒有作用，但對於線粒體核糖體亞基的完整性至關重要。
3. 線粒體轉錄因子 A，稱為 TFAM，是一種對轉錄起始至關重要的蛋白質，因為如果沒有它，就不會發生轉錄過程。它還負責包裝 mtDNA。
有兩種模型描述了 mtDNA 複製。第一個描述哺乳動物 mtDNA 複製的模型稱為不對稱複製模型，因為它基於對電子顯微鏡、生化表徵和脈衝追蹤標記實驗的研究，這些實驗分別涉及複製中間體和核酸。該模型的重要性在於它依賴於轉錄形成的 RNA 引物以及先導鏈複製在重鏈起點處的起始。當先導鏈的起始在 mtDNA 環周圍完成三分之二時，滯後鏈複製的起始發生，因為輕鏈的起點被啟用。
最近出現的一種模型認為，mtDNA 複製與先導鏈和滯後鏈合成的偶聯有關。它還強調了滯後鏈上的核糖核苷酸起著重要作用。雖然目前科學家仍在爭論兩種模型，但重要的是要注意，兩種模型都預測了有限數量的酶參與其中。
Larsson，Nils-Goran。“哺乳動物衰老中的體細胞線粒體 DNA 突變。”2010 年。生物化學年度評論。