基因与疾病知识概述21730.pptx
《基因与疾病知识概述21730.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基因与疾病知识概述21730.pptx(52页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、#基因与疾病主讲教师:黄慧聪#基因工程大事记 1973 Cohen第一例成功的克隆实验 1978 Genentech公司 人胰岛素 世界上第一种基因工程蛋白药物 1982 第一个基因工程药物-重组人胰岛素在英、美获准使用 1985 第一批转基因家畜(兔、猪和羊),中国 转基因鱼#1993 基因工程西红柿在美国上市 1997 英国罗斯林研究所 多莉羊 1999.9 中国获准加入人类基因组计划.负责测定人类基因组全部序列的1%2000.6.26 科学家公布人类基因组工作草图 2001.2.11 公布人类基因组基本信息 生物技术工程:基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程#从基因的角度重新认识疾病,
2、运用基因技术预防和治疗疾病、鉴定身份,器官再造,运用基因技术防止新生儿疾病甚至设计更加“完美”的新生儿,培育新的动植物品种分子医学#分子医学的基本内容:疾病的分子机理一、基因结构异常一、基因结构异常 二、癌基因与抑癌基因二、癌基因与抑癌基因疾病的基因诊断 疾病的基因治疗#英国女王维多利亚。她带有血友病的基因,并将其传给了她的儿女。血友病在女性一般表现为隐性遗传,较少发病,但会传给后代;在男性则表现为显性遗传。她的孙女亚历山德拉(21),她同俄国沙皇尼古拉二世结婚,导致他们的儿子患有血友病。疾病的分子机理#HbA与HbS比较#1949年波林发现镰刀型细胞贫血症(病人的红血细胞为镰刀形)与血红蛋白
3、结构异常相关,根据杂交原理应用限制性酶切图谱分析,其病因是密码子GAG突变为GTG。#1单基因病单基因病2多基因病多基因病3获得性基因病获得性基因病基因病分类(ClassificationofgenicdiseaseClassificationofgenicdisease)疾病的分子机制 疾病的分子机制#3获得性基因病由病原微生物感染引起的,不会遗传。由病原微生物感染引起的,不会遗传。2多基因病(Multifactor gene disorder)由多基因的结构或表达调控的改变引发的疾病。由多基因的结构或表达调控的改变引发的疾病。【Clinicdisease Clinicdisease】高血压
4、、糖尿病、自身免疫性疾病和恶性肿瘤。高血压、糖尿病、自身免疫性疾病和恶性肿瘤。1单基因病(Single gene disorder)由单个基因缺陷引发的疾病。由单个基因缺陷引发的疾病。【Geneticphenotype Geneticphenotype】显性遗传(多数)、隐性遗传、显性遗传(多数)、隐性遗传、X X性连锁遗传(血友病)。性连锁遗传(血友病)。疾病的分子机制 疾病的分子机制#Duchenne Duchenne肌营养不良症 肌营养不良症(假性(假性肌 肌肥大型)肥大型)白化病患者 白化病患者21三体综合症患儿(先天愚型)单基因病染色体病唇裂与腭裂多基因病#一、基因结构变异疾病的分子
5、机制 疾病的分子机制(一)基因突变 基因组 基因组DNA DNA分子在结构上发生核酸序列或数目的改变 分子在结构上发生核酸序列或数目的改变。突变频率明显高于平均数 突变频率明显高于平均数 突变热点(突变热点(Hotspotsofmutation Hotspotsofmutation)突变频率明显低于平均数 突变频率明显低于平均数 保守区 保守区#1 1.自发性损伤 自发性损伤 指 指DNA DNA复制时自发错配。复制时自发错配。2.2.突变剂 突变剂 指能引起基因错配、缺失、损伤的各种化学、物理、指能引起基因错配、缺失、损伤的各种化学、物理、生物的因素。生物的因素。疾病的分子机制 疾病的分子机
6、制(二)、基因突变的原因 基因突变原因分类 基因突变原因分类 自发突变 自发突变诱发突变 诱发突变#1.1.碱基置换突变 碱基置换突变 概念 概念一个碱基被另一碱基取代而造成的突变。一个碱基被另一碱基取代而造成的突变。(三)、基因突变的类型疾病的分子机制 疾病的分子机制基因突变类型染色体错误配和不等交换 染色体错误配和不等交换碱基置换突变 碱基置换突变移码突变和整码突变 移码突变和整码突变#转换 转换(Transition)Transition):嘌呤与嘌呤或嘧啶与嘧啶之间的置换。:嘌呤与嘌呤或嘧啶与嘧啶之间的置换。颠换 颠换(Transversion)(Transversion):嘌呤与嘧啶
7、之间的置换。嘌呤与嘧啶之间的置换。疾病的分子机制 疾病的分子机制 同义突变(同义突变(Same-senseorsynonymousmutation Same-senseorsynonymousmutation)单个碱基置换后,改变前后密码子所编码的氨基酸一样。单个碱基置换后,改变前后密码子所编码的氨基酸一样。DNA DNA G GC CA A GC GCG G GC GCC C 转录 转录 转录 转录mRNA mRNA CGU CGU CGC CGC CGG CGG 翻译 翻译 翻译 翻译 翻译 翻译 多肽链 多肽链 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 Transition Tra
8、nsitionAG AGTransversion TransversionGC GC【Forexample Forexample】#【Forexample Forexample】DNA DNA A AC CG G A AT TG G A AA AG G 转录 转录 转录 转录 转录 转录mRNA mRNA UGC UGC UAC UAC UUC UUC 翻译 翻译 翻译 翻译 翻译 翻译 多肽链 多肽链 半胱 半胱氨酸 氨酸 酪 酪氨酸 氨酸 苯丙 苯丙氨酸 氨酸 Transition TransitionCT CTTransversion TransversionTA TA 如错义突变不影响
9、蛋白质或酶的生物活性,不出现明显的表型改变 如错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性,不出现明显的表型改变(效应),称为中性突变(效应),称为中性突变(Neutral mutation Neutral mutation)。)。错义突变(错义突变(Missensemutation Missensemutation)DNA DNA分子中的核苷酸置换导致合成的多肽链中一个氨基酸 分子中的核苷酸置换导致合成的多肽链中一个氨基酸 被另一氨基酸所取代。被另一氨基酸所取代。疾病的分子机制 疾病的分子机制#无义突变(无义突变(nonsensemutation nonsensemutation)单个碱基置换导致终止
10、密码子(单个碱基置换导致终止密码子(UAG UAG、UAA UAA、UGA UGA)提前出)提前出 现。现。疾的分子机制 疾的分子机制 终止密码突变 终止密码突变DNA DNA分子中一个终止密码子发生突变形成延长的异常肽链。分子中一个终止密码子发生突变形成延长的异常肽链。疾病的分子机制 疾病的分子机制#疾病的分子机制 疾病的分子机制 抑制基因突变(抑制基因突变(Suppressorgenemutation Suppressorgenemutation)在基因内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变,其 在基因内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变,其中一次抑制了另一次突变的遗传效应。中一次抑制了
11、另一次突变的遗传效应。【Forexample Forexample】单纯 单纯 6 6谷 谷 缬,产生 缬,产生HbS HbS病,造成死亡。病,造成死亡。第 第6 6位谷 位谷 缬,缬,第 第73 73位天冬氨酸 位天冬氨酸 天冬酰胺;天冬酰胺;HbHarlem HbHarlem临床症状较轻,其原因是 临床症状较轻,其原因是 73 73突变抑制了 突变抑制了 6 6 突变的有害效应。突变的有害效应。HbHarlem HbHarlem是 是 链 链#2.2.移码突变和整码突变(移码突变和整码突变(Frame-shift&codonmutation Frame-shift&codonmutatio
12、n)移码突变(移码突变(Frame-shiftmutation Frame-shiftmutation)DNA DNA链上插入或丢失 链上插入或丢失1 1个、个、2 2个甚至多个(但不包括三个或 个甚至多个(但不包括三个或其倍数)碱基,导致在插入或丢失碱基部位以后的编码都发生 其倍数)碱基,导致在插入或丢失碱基部位以后的编码都发生了相应改变。了相应改变。疾病的分子机制 疾病的分子机制 3.3.染色体错误配和不等交换(染色体错误配和不等交换(Mispairedsynapsisand Mispairedsynapsisandunequalcrossing-over unequalcrossing-
13、over)整码突变(整码突变(Codonmutation Codonmutation)如插入或丢失部位的前后氨基酸顺序不变。如插入或丢失部位的前后氨基酸顺序不变。#二、癌基因、抑癌基因 癌基因:指具有致癌能力或致癌潜能的基因的总称。它是细胞内总体遗传物质的组成部分。当其受到致癌因素作用被活化并发生异常时,则导致细胞癌变。病毒癌基因;细胞癌基因 癌基因的名称一般用3个斜体小写字母表示,如myc、ras、src等。抑癌基因:抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。#意大利裔美国病毒学家 意大利裔美国病毒学家R R杜尔贝科 杜尔贝科20 20世纪 世纪60 60年代初发现:年代初发现:致癌病毒
14、会把自身携带的 致癌病毒会把自身携带的DNA DNA片断整合到宿主细胞的 片断整合到宿主细胞的DNA DNA上,在宿主细胞核内形成新的 上,在宿主细胞核内形成新的DNA DNA。新的。新的DNA DNA上的一些来 上的一些来自致癌病毒的基因,会使细胞(这时宿主细胞已成为癌细胞)自致癌病毒的基因,会使细胞(这时宿主细胞已成为癌细胞)疯狂地增殖,导致肿瘤的产生。疯狂地增殖,导致肿瘤的产生。美国病毒学家 美国病毒学家H H特明、美国病毒学家和生物化学家 特明、美国病毒学家和生物化学家D D巴尔的 巴尔的摩都曾是杜尔贝科的学生。摩都曾是杜尔贝科的学生。1970 1970年,特明与巴尔的摩发现 年,特明
15、与巴尔的摩发现在 在RNA RNA致癌病毒中存在着一种 致癌病毒中存在着一种“逆转录酶 逆转录酶”,在它的作用下,在它的作用下,可以将 可以将RNA RNA逆转录成为 逆转录成为DNA DNA。这就解释了。这就解释了RNA RNA病毒的致癌 病毒的致癌机理。机理。由于上述成果,杜尔贝科、特明与巴尔的摩师生三人共同荣 由于上述成果,杜尔贝科、特明与巴尔的摩师生三人共同荣获 获1975 1975年诺贝尔生理或学医学奖 年诺贝尔生理或学医学奖。#19761976年,美国生物化学家、病毒学家年,美国生物化学家、病毒学家JMJM毕晓毕晓普和美国微生物学家、病毒学家普和美国微生物学家、病毒学家HEHE瓦慕
16、斯发瓦慕斯发现许多动物包括人类与生俱来就带着癌症的种现许多动物包括人类与生俱来就带着癌症的种子子原癌基因(即原致癌基因),原癌基因(即原致癌基因),而且数量而且数量相当惊人。这一发现引起人们的恐慌,许多实相当惊人。这一发现引起人们的恐慌,许多实验室纷纷投入实验,企图否定这一发现,然而验室纷纷投入实验,企图否定这一发现,然而结果却使人们不得不相信他们的发现是正确的。结果却使人们不得不相信他们的发现是正确的。由于发现动物体内的由于发现动物体内的“原癌基因原癌基因”,毕晓普毕晓普和和瓦慕瓦慕斯斯共同荣获共同荣获19891989年的诺贝尔生理学或医学奖。年的诺贝尔生理学或医学奖。#美国毕晓普和瓦慕斯等
17、人的研究表 美国毕晓普和瓦慕斯等人的研究表明:动物体内的癌基因不是来自病毒,明:动物体内的癌基因不是来自病毒,而是由于在动物的正常细胞基因中本 而是由于在动物的正常细胞基因中本来就存在一个庞大的癌基因族,正常 来就存在一个庞大的癌基因族,正常情况下这些 情况下这些原癌基因 原癌基因是不活跃的,但 是不活跃的,但当受到病毒入侵或遇到物理、化学等 当受到病毒入侵或遇到物理、化学等因素作用时,就可能被激活,突变为 因素作用时,就可能被激活,突变为癌基因。这也就解释了化学污染、吸 癌基因。这也就解释了化学污染、吸烟、放射线辐射等因素致癌的原因。烟、放射线辐射等因素致癌的原因。#(一)原癌基因的特点1、
18、广泛存在2、高度保守3、是细胞的必需基因,有重要作用4、结构异常或表达失控引起细胞恶变#(二)癌基因活化的机制1、获得启动子与增强子2、基因易位3、原癌基因扩增4、点突变#(三)原癌基因的产物与功能原癌基因的产物1、生长因子:PDGF、EGF、TGF-22、生长因子受体3、细胞内信号转导体4、核内转录因子#美国前副总统汉弗莱美国前副总统汉弗莱Humphrey)Humphrey)在在19671967年发现膀胱内有一肿物,病理切片未发现癌细胞年发现膀胱内有一肿物,病理切片未发现癌细胞良性良性“慢性增生性囊肿慢性增生性囊肿”,未进行手术治疗。,未进行手术治疗。九年后,他被诊断为患有九年后,他被诊断为
19、患有“膀胧癌膀胧癌”,两年后死于该病。,两年后死于该病。#19941994年,研究者用灵敏的年,研究者用灵敏的PCRPCR技术对上述汉弗莱技术对上述汉弗莱19671967年的病理切片进行了年的病理切片进行了P53P53抑癌基因检查,发现那时的组抑癌基因检查,发现那时的组织细胞虽然在形态上还没有表现出恶性变化,织细胞虽然在形态上还没有表现出恶性变化,但其但其P53P53基因的第基因的第227227个密码子个密码子已经发生了一个核苷酸的突变。已经发生了一个核苷酸的突变。就是这个基因的微小变化,使其抑癌功能受损,导致就是这个基因的微小变化,使其抑癌功能受损,导致九年后细胞癌变的发生。这说明,在典型症
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基因 疾病 知识 概述 21730
限制150内