某基因管理知識(shí)與疾病醫(yī)療

第七章基因與疾病易發(fā)平基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病人類疾病如白血病、惡性腫瘤、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、心腦血管、高血壓等的發(fā)生和發(fā)展都涉及到有關(guān)蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、功能和相互作用異常。

人體內(nèi)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能的異常是疾病的發(fā)生和發(fā)展的主要原因。細(xì)胞微環(huán)境的變化，包括基因甲基化的變異以及各種特定基因表達(dá)的異常都和疾病發(fā)生有關(guān)。越來越多的證據(jù)顯示基因表達(dá)的異常將導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，尤其是腫瘤形成。人的基因組中有相當(dāng)一部分基因，甚至染色體片段，在精子或卵細(xì)胞形成過程中，會(huì)因某種結(jié)構(gòu)修飾而不能表達(dá)，稱為基因印跡（genetic

imprinting）。這種在生物進(jìn)化中形成的、有規(guī)律而又受控的基因失活是機(jī)體中基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一種重要方式。基因印跡的異常往往會(huì)導(dǎo)致多種遺傳性疾病。幾乎所有的疾病都是基因病1.所有的疾病都與人類的基因有關(guān)，都是人類基因組與病原基因組中的有關(guān)基因相互作用的結(jié)果。即使是非生物的病因，如中毒和外傷，其機(jī)體的最初反應(yīng)、病情的發(fā)展與組織再生，都與相關(guān)的基因有關(guān)。

2.所有的藥物都是通過基因起作用的，都是通過修飾基因的本身結(jié)構(gòu)，改變基因的表達(dá)調(diào)控，影響基因產(chǎn)物的功能而起作用的。即使是非藥物治療手段，也都涉及到基因活動(dòng)的改變。3.基因的表達(dá)受外界因素的調(diào)節(jié)。如地理氣候、食物、藥物、生活方式、運(yùn)動(dòng)方式、心理等因素的影響。4.基因的多態(tài)性。人與人之間本有不同，群體與群體之間也不相同。決定了不同人群對(duì)疾病的易感性。

基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)與疾病的研究策略1．通過結(jié)構(gòu)分析確定基因變異

核糖核酸酶切分析、雜合雙鏈分析、化學(xué)切割錯(cuò)配、酶促切割錯(cuò)配3．通過功能學(xué)研究確定致病基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除、反義技術(shù)、基因誘導(dǎo)超表達(dá)2．基因表達(dá)水平分析差異顯示、抑制消減雜交、基因表達(dá)系列分析第一節(jié)基因結(jié)構(gòu)異常的分子機(jī)制一、DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)變異的分子機(jī)制堿基和核苷類似物烷化劑抗生素染色劑亞硝酸鹽電離輻射及紫外線照射誘變因素堿基類似物誘發(fā)突變改變DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)移碼突變紫外線及其它輻射引起DNA

化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化作用機(jī)制突變類型點(diǎn)突變?nèi)笔Р迦氲刮煌蛔兊倪z傳效應(yīng)錯(cuò)義突變無義突變同義突變移碼突變對(duì)mRNA形成的影響蛋白質(zhì)肽鏈中的片段缺失遺傳密碼的改變基因突突變影影響hnRNA的剪接接基因突突變發(fā)發(fā)生在在hnRNA的一級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)上特特定的的剪接接位點(diǎn)點(diǎn)上，，導(dǎo)致致hnRNA的剪接接錯(cuò)誤誤，產(chǎn)產(chǎn)生異異常的的mRNA，最終終產(chǎn)生生異常常的蛋蛋白表表達(dá)產(chǎn)產(chǎn)物，，改變變生物物性狀狀。第二節(jié)節(jié)基基因結(jié)結(jié)構(gòu)變變異與與異異常血血紅蛋蛋白病病一、概概述血紅蛋蛋白病病是比比較常常見的的遺傳傳病，，主要要有地地中海海貧血血病和和異常常血紅紅蛋白白病，，后者者又可可分為為不穩(wěn)穩(wěn)定血血紅蛋蛋白病病，血血紅蛋蛋白M病和伴伴有紅紅細(xì)胞胞增生生的異異常血血紅蛋蛋白病病。聚丙烯烯酰胺胺凝膠膠電泳泳（PAGE）血紅蛋蛋白基基因PCR技術(shù)檢檢測在分子子水平平上進(jìn)進(jìn)行血血紅蛋蛋白病病的診診斷和和研究究二、血血紅蛋蛋白變變異的的分子子基礎(chǔ)礎(chǔ)1.單個(gè)堿堿基的的突變變?nèi)缛鏗bS的鏈第6位的GAAGUA（谷氨氨酸纈纈氨氨酸））。2.密碼子子的缺缺失與與插入入3.移碼突突變4.終止密密碼突突變5.融合基基因某某些些異常常Hb的珠蛋蛋白鏈鏈由兩兩種不不同的的肽鏈鏈聯(lián)結(jié)結(jié)而成成，如如HbLepore的非鏈由由和和鏈鏈連接接而成成。稱稱為鏈鏈。血紅蛋蛋白病病——鐮刀形形細(xì)胞胞貧血血癥(1)人α-珠蛋白白基因因簇及及α珠蛋白白基因因結(jié)構(gòu)構(gòu)(2)人β-珠蛋白白基因因簇及及β珠蛋白白基因因結(jié)構(gòu)構(gòu)三、血紅蛋白白M病血紅蛋白M?。╤emoglobinMsyndrome）是由于血紅紅素中的鐵離離子處于高鐵鐵狀態(tài)，本病病患者血中含含有高鐵血紅紅蛋白（HbM）。當(dāng)珠蛋白基因因發(fā)生點(diǎn)突變變，使87、92或58、63的組氨酸被酪酪氨酸取代時(shí)時(shí)，酪氨酸側(cè)側(cè)鏈的-OH能與Fe2+形成穩(wěn)定的配配位鍵，使鐵鐵處于高鐵狀狀態(tài)，形成高高鐵血紅蛋白白，氧親和能能力下降，甚甚至失去帶氧氧能力，產(chǎn)生生紫紺。第三節(jié)基因因結(jié)構(gòu)變異與與地中海貧血血一、地中海貧血珠蛋白肽鏈合合成受到抑制制引起的溶血血性貧血，叫叫地中海貧血血（thalassemia),簡稱地貧,分為-地貧-地貧.二、β-地中海貧血β-地貧是因β珠蛋白鏈的合合成明顯減少少或完全不能能合成所致。。根據(jù)珠蛋白白鏈合成受到到抑制的情況況，又可分為為β0地貧和β+地貧等。前者者完全不能合合成β鏈，后者尚能能部分合成β鏈。β類地貧主要包包括β-地貧，δβ地貧，γ-地貧，HPFH和HbLepore等。三、β珠蛋白基因β珠蛋白基因結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，只只有l(wèi).8kb長，含有3個(gè)外顯子，2個(gè)內(nèi)含子，編編碼146個(gè)氨基酸。編編碼β類珠蛋白基因因和類珠蛋白的基基因一樣也串串聯(lián)在一起，，稱為β珠蛋白基因家家族，位于11號(hào)染色體短臂臂，基因排列列順序?yàn)?′-ε-Gγ-Aγ-Ψβ-δ-β-3′。ε珠蛋白為胚珠珠蛋白，γ珠蛋白為胎珠珠蛋白。β-地貧的基因缺缺陷，主要由由于點(diǎn)突變或或移碼突變所所致，單純因因β基因缺失不多多。β珠蛋白基因的的突變型約有有100余種。突變對(duì)對(duì)基因表達(dá)的的影響大致可可分為下列六六種類型：四、突變對(duì)β珠蛋白基因表達(dá)的影影響1.轉(zhuǎn)錄水平降低低這類類突變主要集集中于起始位位點(diǎn)上游約-30核苷酸（nt）處的TATA盒與-90及-105nt處的“CACACCC”序列。這些發(fā)發(fā)生在順式作作用元件的突突變導(dǎo)致基因因轉(zhuǎn)錄水平降降低，患者主主要為β+，表型均較溫溫和。2.RNA剪接異常幾幾乎所有真真核基因的每每個(gè)內(nèi)含子5′端開始的兩個(gè)個(gè)核苷酸均為為GT，其3′端末尾的兩個(gè)個(gè)核苷酸均為為AG（GT-AG規(guī)律）。前者為給給位裂解信號(hào)號(hào)，后者為受受位裂解信號(hào)號(hào)，已知在5′和3′端剪接位點(diǎn)所所在之短序列列（9個(gè)核苷酸）具具有高度保守守性，稱為共共用序列或通通用序列.在這些序列發(fā)發(fā)生的突變有有四種不同情情況。（1）點(diǎn)突變發(fā)生生于剪接點(diǎn)上上：使剪接點(diǎn)點(diǎn)失活，使鄰鄰近裂解信號(hào)號(hào)活化，產(chǎn)生生異常mRNA，它通常不穩(wěn)穩(wěn)定，易被破破壞，不能正正常翻譯出β鏈。至今發(fā)生生在GT或AG裂解信號(hào)上突突變有112種，均為β0。（2）點(diǎn)突變發(fā)生生于共有序列列上：激活內(nèi)內(nèi)含子或外顯顯子中的隱蔽蔽剪接位點(diǎn)，，已發(fā)現(xiàn)11種，除兩種尚尚不清楚外，，其余均為β+。（3）形成新裂解解信號(hào)：在內(nèi)內(nèi)含子中發(fā)生生一堿基取代代，形成新的的裂解信號(hào)，，此類已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)5種類型。（4）鄰近裂解信信號(hào)活化：編編碼區(qū)單堿基基突變，使鄰鄰近裂解信號(hào)號(hào)活化，影響響IVS（interveningsequence）正常位點(diǎn)剪剪接，產(chǎn)生異異常mRNA。如HbE，其26位谷氨酸的密密碼子G為A取代，激活了了隱蔽的裂解解信號(hào)，生成成兩種mRNA，其一是生成成HbE的mRNA（第26位密碼子突變變），另一則則是相鄰部位位剪接生成的的異常mRNA。3.翻譯缺陷該該類型突變變約40種，約占總突突變的40%以上，絕大部部分為β0。（l）無義突變（（2）移碼突變（（3）起始密碼突突變。4.RNA修飾缺陷真真核基因的的3′端有一個(gè)AATAAA序列，是新生生轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需需要剪接和多多聚A附加的識(shí)別信信號(hào)。這一信信號(hào)發(fā)生突變變時(shí)，可引起起β-地貧，已知5種，均為β+。5.生成不穩(wěn)定的的β珠蛋白有有些單堿基取取代導(dǎo)致的錯(cuò)錯(cuò)義突變，可可以生成極不不穩(wěn)定的β-珠蛋白，合成成后即刻又降降解，此后果果很類似輕型型β珠蛋白會(huì)成減減少（β+）。6.基因缺失引起起的β-地貧由于于單純?chǔ)禄蛩鸬牡摩?地貧很少見，，通常同時(shí)缺缺失β、δ基因。常見單基因病病：疾病名稱發(fā)發(fā)病頻率(‰)遺傳方式致致病基因因典典型癥癥狀血友病A0.1X連鎖凝凝血因子Ⅷ不規(guī)則出血血友病B0.03X連鎖凝凝血因子Ⅸ不規(guī)則出血杜氏肌營養(yǎng)不不良0.3X連鎖肌肌營養(yǎng)因子子肌肌萎縮縮貝氏肌營養(yǎng)不不良0.05X連鎖肌肌營養(yǎng)因子子肌肌萎縮縮脆性X綜合征0.5X連鎖FMR1智力障礙舞蹈病0.5常染色體顯性性舞舞蹈病因因子癡癡呆呆神經(jīng)纖維0.4常染色體顯性性NF-1,2癌變珠蛋白生成障障礙性貧血0.05常染色體隱性性珠珠蛋白基基因簇貧貧血鐮刀細(xì)胞貧血血0.1常染色體隱性性β珠蛋白基因貧貧血,局部缺血苯丙酮酸尿0.1常染色體隱性性苯苯丙氨酸羥基基化酶無無苯丙酮酸酸代謝能力囊性纖維化0.4常染色體隱性性CFTR進(jìn)行性肺損傷傷及其他基因突變類型型異異常Hb氨基酸變化臨臨床特征錯(cuò)義突變HbShuangfengαα27Glu→→Lys(GAG→AAG)不穩(wěn)定Hb病HbSββ6Glu→Val(GAG→→GUG)鐮刀型細(xì)胞貧貧血HbBibbaαα136Leu→Pro(CUG→CCA不穩(wěn)定Hb病無義突變HbMckeesRocksββ145Tyr→終止(UAU→UAA)不穩(wěn)定Hb病終止密碼突變變HbConstantSpringαα142UAA→→CAAαα-地貧(延長：142Gln173UAA)密碼子缺失HbGunHillββ91～95缺失不不穩(wěn)定定Hb病密碼子插入HbGradyαα118與119間插入3個(gè)氨基酸無無明明顯癥狀移碼突變HbTakββ147UAA→ACUAA不穩(wěn)定Hb病158UAA(Thr)融合突變HbLepore-Bostonδδ87(Gln)-β116(His)ββ-地貧HbKenyaγγ81(Leu)-β86(Ala)ββ-地貧血友病甲或所所謂“經(jīng)典””血友病是一一種X染色體連鎖的的出血性疾病病，其臨床表表現(xiàn)主要是““自發(fā)性”出出血，但實(shí)際際上出血仍與與創(chuàng)傷有關(guān)，，只是創(chuàng)傷極極輕微而不易易覺察。血友友病甲是最常常見的遺傳性性出血性疾病?。黄洳∫蚴鞘且蜃覸III活性缺乏，其其分子病理基基礎(chǔ)是由于因因子Ⅷ基因的缺陷。。因子Ⅷ是一種在血液液凝固機(jī)制中中起重要作用用的微量糖蛋蛋白，血漿濃濃度為50~100ng／L。第四節(jié)基基因結(jié)構(gòu)變異異與血友病甲甲一、因子Ⅷ的基因編碼因子Ⅷ的基基因因位位于于X染色色體體長長臂臂的的末末端端，，含含26個(gè)外外顯顯子子，，25個(gè)內(nèi)內(nèi)含含子子，，因因子子ⅧmRNA的長長度度約約為為9029nt，編編碼碼一一條條含含2351個(gè)氨氨基基酸酸的的前前體體多多肽肽，，包包括括由由19個(gè)氨氨基基酸酸組組成成的的疏疏水水信信號(hào)號(hào)肽肽和和2332個(gè)氨氨基基酸酸組組成成的的成成熟熟因因子子Ⅷ。1.基因因缺缺失失：：基基因因缺缺失失分分布布在在整整個(gè)個(gè)因因子子Ⅷ基因因，，沒沒有有特特別別的的區(qū)區(qū)段段更更傾傾向向于于缺缺失失突突變變。。缺缺失失的的長長度度可可自自2bp到210kb以上上。?；蛞蛉比笔б鹌鸬牡难延巡〔〖准滓灰话惆憔鶠闉橹刂匦托?，，因因子子Ⅷ活性性及及其其蛋蛋白白檢檢測測不不到到或或非非常常低低。?？煽梢砸酝仆茰y測這這是是因因?yàn)闉椴徊荒苣苻D(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄而而沒沒有有表表達(dá)達(dá)因因子子Ⅷ或表表達(dá)達(dá)的的因因子子Ⅷ多肽肽有有缺缺陷陷而而被被快快速速清清除除。。二、、因因子子Ⅷ基因因缺缺陷陷2.插入入突突變變：：L1序列列是是一一個(gè)個(gè)廣廣泛泛存存在在于于人人類類基基因因組組中中的的較較長長重重復(fù)復(fù)序序列列，，這這種種序序列列的的3′′端具具有有多多聚聚T尾，，可可能能是是一一類類非非病病毒毒性性逆逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)座座子子。。因因子子Ⅷ基因因14外顯顯子子的的A富集集區(qū)區(qū)與與L1的多多聚聚T尾部部分分的的核核苷苷酸酸互互相相配配對(duì)對(duì)，，導(dǎo)導(dǎo)致致L1序列列插插入入，，形形成成插插入入突突變變，，使使得得基基因因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄物物不不能能翻翻譯譯出出正正常常的的因因子子Ⅷ。3.點(diǎn)突突變變：：限限制制性性內(nèi)內(nèi)切切酶酶Taq1所識(shí)識(shí)別別的的酶酶切切位位點(diǎn)點(diǎn)TCGA是最最多多見見的的點(diǎn)點(diǎn)突突變變位位點(diǎn)點(diǎn)，，成成為為因因子子Ⅷ基因因突突變變的的““熱熱點(diǎn)點(diǎn)””。。此此類類位位點(diǎn)點(diǎn)的的突突變變易易形形成成無無義義突突變變。。使使多多處處CGA突變變?yōu)闉門GA（終終止止密密碼碼）），，在在不不同同的的血血友友病病患患者者因因子子VIII基因中中均有有發(fā)現(xiàn)現(xiàn)。這這種無無義突突變導(dǎo)導(dǎo)致因因子Ⅷ的合成成停止止，形形成不不完整整的因因子Ⅷ，導(dǎo)致致重型型血友友病甲甲。錯(cuò)義突突變可可導(dǎo)致致重型型、中中間型型和輕輕型血血友病病甲。。4.基因重重排：：基因因重排排引起起血友友病甲甲也有有報(bào)道道，Kariya報(bào)道1例基因因外顯顯子重重排而而不能能會(huì)成成正常常的因因子Ⅷ的病例例。第五節(jié)節(jié)基基因因結(jié)構(gòu)構(gòu)變異異與血血友病病乙血友病病乙：：是一一種性性連鎖鎖遺傳傳性出出血性性疾病病，是是由因因子IX缺乏所所致，，其原原因是是因子子Ⅸ基因的的缺陷陷。與與因子子Ⅷ一樣，，因子子Ⅸ是參與與血液液凝固固內(nèi)源源途徑徑的凝凝血因因子，，血漿漿濃度度約3mg/L。因子Ⅸ在血液液中以以酶原原的形形式存存在，，經(jīng)因因子Ⅸa或因子子Ⅷ和組織織因子子復(fù)合合物激激活后后形成成具有有蛋白白酶活活性的的活化化因子子Ⅸ（因子子Ⅸa）。因因子Ⅸ缺乏導(dǎo)導(dǎo)致血血友病病乙。。因子Ⅸ基因位位于X染色體體長臂臂末端端，Xq27?；蛞蛉L長約34kb，包括括8個(gè)外顯顯子（（I-ⅧⅧ）和7個(gè)內(nèi)含含子（（A~G）。第六節(jié)節(jié)癌癌基基因與與抑癌癌基因因一、癌癌基因因癌基因因（oncogene，onc）是細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)控制制細(xì)胞胞生長長的基基因，，具有有潛在在的誘誘導(dǎo)細(xì)細(xì)胞惡惡性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的的特性性。在在癌基基因異異常表表達(dá)時(shí)時(shí)，其其產(chǎn)物物可使使細(xì)胞胞無限限制分分裂。。癌基基因包包括病病毒癌癌基因因（v-onc）和細(xì)細(xì)胞癌癌基因因（c-onc）。癌基因因最初初是在在以Rous肉瘤病病毒（（RSV）為代代表的的一些些逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄病病毒中中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的。。這種種存在在于病病毒基基因組組的基基因不不編碼碼病毒毒的結(jié)結(jié)構(gòu)成成分，，對(duì)病病毒的的復(fù)制制亦無無作用用，在在正常常情況況下，，這些些病毒毒基因因并無無活性性，但但一旦旦受到到外界界刺激激（如如輻射射、化化學(xué)致致癌劑劑等））的影影響，，就會(huì)會(huì)全部部或部部分活活化，，而具具有誘誘導(dǎo)腫腫瘤發(fā)發(fā)生的的作用用。將將這種種病毒毒的核核酸片片段即即病毒毒所攜攜帶著著的致致轉(zhuǎn)化化基因因，稱稱為病病毒癌癌基因因（virusoncogene，v-onc）。正常細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)也存存在病病毒癌癌基因因的同同源序序列。。在人人正常常細(xì)胞胞基因因組中中，這這類基基因不不僅存存在，，而且且是有有表達(dá)達(dá)的。。這類類基因因被稱稱為細(xì)細(xì)胞癌癌基因因（celloncogene,c-onc），因因?yàn)檫@這類基基因是是存在在于正正常細(xì)細(xì)胞當(dāng)當(dāng)中，，并具具有促促進(jìn)正正常細(xì)細(xì)胞生生長、、增殖殖、分分化和和發(fā)育育等生生理功功能。。為了了與被被激活活后能能使細(xì)細(xì)胞惡惡性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的的癌基基因區(qū)區(qū)分開開來，，而將將正常常細(xì)胞胞內(nèi)未未激活活的癌癌基因因稱為為原癌癌基因因（proto-oncogene）。。c-onc與v-onc的比比較較1.病毒毒癌癌基基因因與與細(xì)細(xì)胞胞癌癌基基因因相相比比，，通通常常丟丟失失了了兩兩端端的的某些些序序列列。。2.病毒毒癌癌基基因因沒沒有有內(nèi)內(nèi)含含子子，，而而細(xì)細(xì)胞胞癌癌基基因因中中通通常常含含有有內(nèi)內(nèi)含含子子或或插插入入序序列列。。細(xì)細(xì)胞胞癌癌基基因因的的外外顯顯子子序序列列是是極極為為保保守守的的，，這這表表明明它它們們編編碼碼的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)物物在在進(jìn)進(jìn)化化上上的的重重要要性性。。3.病毒毒癌癌基基因因與與同同源源的的細(xì)細(xì)胞胞原原癌癌基基因因在在外外顯顯子子序序列列中中也也有有微微小小的的差差別別，，例例如如v-H-ras基因因與與人人的的c-H-ras基因因所所編編碼碼蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)中中的的189個(gè)氨氨基基酸酸中中有有3個(gè)不不同同，，v-K-ras基因因與與人人的的c-K-ras基因因所所編編碼碼的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)中中有有7個(gè)氨氨基基酸酸不不同同。。就就是是這這些些微微小小的的差差別別導(dǎo)導(dǎo)致致它它們們的的致致轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化性性質(zhì)質(zhì)的的迥迥異異：：v-ras有強(qiáng)強(qiáng)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化細(xì)細(xì)胞胞功功能能，，而而普普通通的的c-ras卻只只有有促促進(jìn)進(jìn)細(xì)細(xì)胞胞正正常常增增殖殖的的作作用用。。4.病毒毒癌癌基基因因常常會(huì)會(huì)出出現(xiàn)現(xiàn)堿堿基基取取代代或或堿堿基基缺缺失失等等突突變變，，而而細(xì)細(xì)胞胞癌癌基基因因則則較較少少發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)這這一一類類突突變變。。1.src癌基基因因家家族族包包括括abl、fgs、fgr、fps、fym、kck、lck、ros、src、tkl和yes等基基因因。。src細(xì)胞胞癌癌基基因因是是最最早早發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的的細(xì)細(xì)胞胞癌癌基基因因，，其其蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)物物多多具具有有蛋蛋白白酪酪氨氨酸酸激激酶酶活活性性以以及及同同細(xì)細(xì)胞胞膜膜結(jié)結(jié)合合的的性性質(zhì)質(zhì)。。二、、癌癌基基因因家家族族2.ras癌基基因因家家族族包包括括三三類類密密切切相相關(guān)關(guān)的的成成員員，，即即H-ras，K-ras及N-ras。其表達(dá)產(chǎn)物物多屬于信息息傳遞分子。。它們都能與與GTP結(jié)合，并可使使GTP水解，完成一一系列生物學(xué)學(xué)功能。3.myc癌基因家族包包括c-myc，l-myc，m-myc，fos，ski等基因，與ras癌基因家族相相反，盡管myc癌基因家族成成員的核苷酸酸序列的同源源性很高，但但其編碼的蛋蛋白質(zhì)中的氨氨基酸序列卻卻相差很遠(yuǎn)。。此類基因所所表達(dá)的蛋白白質(zhì)產(chǎn)物定位位在細(xì)胞核內(nèi)內(nèi)，屬于DNA結(jié)合蛋白類，，或是轉(zhuǎn)錄調(diào)調(diào)控中的反式式作用因子，，對(duì)其它多種種基因的轉(zhuǎn)錄錄有直接的調(diào)調(diào)節(jié)作用。4.sis癌基因家族包包括sis等基因，sis癌基因編碼血血小板來源的的生長因子（（PDGF）的類似物，，可以與PDGF的受體結(jié)合，，對(duì)細(xì)胞的生生長、分裂和和分化有重要要的調(diào)控作用用。。5.erb癌基因家族包包括erb-A，erb-B，fms，mas，trk等基因，其表表達(dá)產(chǎn)物是細(xì)細(xì)胞骨架蛋白白類。6.myc癌基因家族包包括myb和myb-ets復(fù)合物等基因因，所表達(dá)的的蛋白質(zhì)產(chǎn)物物也定位在細(xì)細(xì)胞核內(nèi)，是是一類轉(zhuǎn)錄調(diào)調(diào)節(jié)因子。三、癌基因表表達(dá)產(chǎn)物在細(xì)細(xì)胞增殖信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作作用癌基因編碼產(chǎn)產(chǎn)物是對(duì)細(xì)胞胞增殖起調(diào)控控作用的，其其編碼物主要要是生長因子子、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)途徑中的各各種蛋白、各各種反式作用用因子等蛋白白質(zhì)，主要包包括以下一些些類型。1.生長因子（growthfactor，GF）及其類似物物int-2的編碼產(chǎn)物為為成纖維細(xì)胞胞生長子（TGF）。sis癌基因編碼血血小板來源的的生長因子（（PDGF）的類似物，，對(duì)細(xì)胞的生生長、分裂和和分化有重要要的調(diào)控作用用。但當(dāng)生長長因子類原癌癌基因異常表表達(dá)時(shí)，產(chǎn)生生許多與PDGF相似的癌基因因產(chǎn)物，則使使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系系統(tǒng)失調(diào)，導(dǎo)導(dǎo)致細(xì)胞行為為出異常。2.受體類與與細(xì)胞增殖調(diào)調(diào)控有關(guān)的許許多膜受體都都是癌基因編編碼產(chǎn)物。（l）跨膜生長因因子受體的蛋蛋白酪氨酸激激酶：如erb-B，表皮細(xì)胞生生長因子（EGF）受體；fms，巨噬細(xì)胞集集落刺激因子子受體；neu（erb-2，HER-2），EGF受體相似物；；另外有ros、kit、ret、sea等癌基因表達(dá)達(dá)產(chǎn)物均屬此此類型。（2）可溶性蛋白白酪氨酸激酶酶受體：met、trk。（3）非蛋白激酶酶受體：erb-A，甲狀腺激素素受體；mas，血管緊張素素受體。3.低分子量G蛋白如H-ras、K-ras、N-ras等基因表達(dá)產(chǎn)產(chǎn)物是低分子子量G蛋白，參與細(xì)細(xì)胞增殖信號(hào)號(hào)的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。4.胞內(nèi)蛋白激酶酶蛋白激激酶是細(xì)胞內(nèi)內(nèi)的一大類信信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子子，其中許多多與細(xì)胞增殖殖號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)關(guān)的蛋白都是是癌基因編碼碼產(chǎn)物。5.胞漿調(diào)節(jié)蛋白白crk的產(chǎn)物是存在在于胞漿中的的調(diào)節(jié)蛋白，，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)中的作用機(jī)機(jī)制還不十分分清楚。6.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子子有許多多癌基因的編編碼產(chǎn)物本身身就是反式作作用因子，在在生長因子調(diào)調(diào)細(xì)胞增殖的的過程中起重重要作用。這這些癌基因包包括c-myc、l-myc、n-myc、lyl-1、myb、fos、jun（轉(zhuǎn)錄因子Ap-1）、rel（NF-κB相關(guān)的蛋白））、akt、B-lym、ets、ski、tcr。這些原癌基基編碼的產(chǎn)物物是一些位于于細(xì)胞核內(nèi)的的蛋白質(zhì)，可可與某些特定定的DNA相結(jié)合，影響響DNA制的啟動(dòng)過程程，或?qū)D(zhuǎn)錄錄進(jìn)行調(diào)控，，從而實(shí)現(xiàn)其其調(diào)節(jié)細(xì)胞生生長、增殖、、分化的目的的。抑癌基因（tumorsuppressorgene）又稱抗癌基基因（anti-oncogene），是指存在在于正常細(xì)胞胞內(nèi)的一大類類可抑制細(xì)胞胞生長并具有有潛在抑癌作作用的基因，，當(dāng)這類基因因在發(fā)生突變變、缺失或失失活時(shí)可引起起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致腫腫瘤的發(fā)生。。四、抑癌基因因五、癌基因和和抑癌基因在在細(xì)胞周期調(diào)調(diào)控中的作用用（一）原癌基基因在細(xì)胞周周期控制中的的作用生長因子促進(jìn)進(jìn)或抑制細(xì)胞胞的增殖，必必然是通過調(diào)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期期而實(shí)現(xiàn)的。。癌基因表達(dá)達(dá)產(chǎn)物不僅在在生長信號(hào)的的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中中起重要作用用，在細(xì)胞周周期的控制中中也有重要作作用。有的原癌基因因本身就是細(xì)細(xì)胞周期蛋白白的成員，如如原癌基因PRAD1就是cyclinD1的基因。有的的原癌基因產(chǎn)產(chǎn)物可直接誘誘導(dǎo)cyclin的表達(dá)，如適適量c-myc可誘導(dǎo)cyclinD1的表達(dá)，而過過量的c-myc則相反地可抑抑制cyclinD1的表達(dá)，表明明c-myc對(duì)cyclinD1的調(diào)節(jié)是雙向向的。有的原原癌基因產(chǎn)物物是Cdc2-cyclin激酶的底物，，或本身具有有蛋白酪氨酸酸激酶活性。。如c-abl及c-src等基因的表達(dá)達(dá)產(chǎn)物均為Cdc2-cyclinB底物，當(dāng)Abl蛋白被磷酸化化后，乃失去去與DNA結(jié)合的功能。。（二）抑癌基基因與細(xì)胞周周期調(diào)控中的的作用抑癌基因產(chǎn)物物的作用機(jī)制制尚不完全清清楚，但抑癌癌基因所表達(dá)達(dá)的蛋白產(chǎn)物物可能參與細(xì)細(xì)胞的生長、、分化、信息息傳遞等多種種重要的生物物學(xué)過程。1.Rb基因在細(xì)胞周周期調(diào)控中的的作用視視網(wǎng)膜母母細(xì)胞瘤抑癌癌基因（Rb）是第一個(gè)分分離到的抑癌癌基因。因?yàn)闉槭紫仍谝暰W(wǎng)網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤瘤中發(fā)現(xiàn)，故故稱為Rb基因。它是一一種存在于核核內(nèi)的蛋白質(zhì)質(zhì)，有磷酸化化與非磷酸化化兩種形式。。RB蛋白在靜止細(xì)細(xì)胞中與E2F結(jié)合成復(fù)合物物，抑制E2F的轉(zhuǎn)錄活性，，cyclinD可通過其N端的LXCXE區(qū)段與RB結(jié)合，使RB失活，從而使使細(xì)胞較早地地進(jìn)入S期。p53基因在細(xì)胞周周期調(diào)控中的的作用人的p53基因長約20kb，其基因產(chǎn)物物是一個(gè)分子子量約為53kD的蛋白質(zhì)（p53），故稱為p53基因。正常的P53功能受其總含含量及是否磷磷酸化的影響響。在細(xì)胞有有絲分裂后，，P53的水平很低，，到G1期時(shí)才開始升升高，而到S期時(shí)由Cdc激酶和酪氨酸酸激酶II催化P53不同的部位發(fā)發(fā)生磷酸化反反應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闉榱姿峄?。。P53磷酸化以后，，其抑制DNA復(fù)制的作用增增強(qiáng)。P53抑制細(xì)胞生長長的機(jī)制可能能是多方面的的：①P53蛋白可抑制cyclinA的表達(dá)，故p53基因的變異或或缺失，可使使cyclinA過量表達(dá)而促促進(jìn)細(xì)胞在DNA復(fù)制不完全時(shí)時(shí)即進(jìn)入M期而致癌，大大約60%的腫瘤有p53的突變或缺失失。②P53能阻礙DNA聚合酶與DNA復(fù)制起始復(fù)合合物的結(jié)合而而抑制DNA復(fù)制的啟動(dòng)，，進(jìn)而阻止DNA的復(fù)制。③P53的酸性氨基末末端結(jié)構(gòu)區(qū)具具有轉(zhuǎn)錄激活活作用，它能能激活一些抑抑制細(xì)胞分裂裂的基因而間間接抑制細(xì)胞胞增殖。在腫腫瘤組織中常常因P53的第135和第215位氨基酸發(fā)生生突變而失去去該調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄錄的活性?？煽梢奝53既影響到正常常的DNA復(fù)制，又影響響到DNA的轉(zhuǎn)錄，從而而抑制細(xì)胞的的增殖。④正常的P53還能抑制c-myc、ras基因或腺病毒毒EIA對(duì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化化作用。一旦旦P53發(fā)生組成或結(jié)結(jié)構(gòu)改變時(shí)可可能會(huì)失去上上述一方面以以致各方面的的作用，最終終失去抑制腫腫瘤發(fā)生的作作用。五、癌基因和和抑癌基因與與腫瘤發(fā)生（一）癌基因因惡性激活的的機(jī)制（1）原癌基因點(diǎn)點(diǎn)突變大大量的研究資資料表明，原原癌基因在受受到物理（如如射線）、化化學(xué)（如致癌癌劑）和生物物（如DNA整合）等因素素的作用后，，其結(jié)構(gòu)可發(fā)發(fā)生相應(yīng)的變變化而轉(zhuǎn)變?yōu)闉橛谢钚缘陌┌┗?。?）原癌基因獲獲得外源啟動(dòng)動(dòng)子而激活在在腫瘤細(xì)細(xì)胞中癌基因因的表達(dá)水平平一般以其所所轉(zhuǎn)錄的mRNA和翻譯產(chǎn)物（（蛋白質(zhì)）的的含量來表示示。與正常細(xì)細(xì)胞相比，惡惡性細(xì)胞中某某些原癌基因因的轉(zhuǎn)錄活性性會(huì)明顯增強(qiáng)強(qiáng)，例如在多多種人源性腫腫瘤的細(xì)胞株株中常見c-myb和c-myc基因轉(zhuǎn)錄出的的mRNA顯著增多。（3）原癌基因甲甲基化程度降降低而激活DNA分子中的甲基基化（methylation）對(duì)于保持雙雙螺旋結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定，阻抑抑基因的轉(zhuǎn)錄錄具有重要作作用。如結(jié)腸腸腺癌和小細(xì)細(xì)胞肺癌細(xì)胞胞。（4）原癌基因的的拷貝數(shù)增加加原癌基因因表達(dá)過量的的蛋白會(huì)導(dǎo)致致腫瘤的發(fā)生生，而原癌基基因表達(dá)過高高的蛋白量可可因其表達(dá)活活性升高，也也可源于原癌癌基因的拷貝貝數(shù)量增加。。（5）基因易位或或重排使原癌癌基因激活目目前檢測測染色體的形形態(tài)異常已成成為某些腫瘤瘤的臨床輔助助診斷指標(biāo)。。在很多腫瘤瘤中均可見到到有異常染色色體存在，通通過基因分部部定位（genewalking）研究已證明明在這些異常常的染色體中中某些部位發(fā)發(fā)生了基因的的易位或重排排。在腫瘤中中原癌基因的的易位經(jīng)常出出現(xiàn)?；蛞滓孜豢墒乖瓉韥頍o活性的原原癌基因轉(zhuǎn)移移到某些強(qiáng)的的啟動(dòng)子或增增強(qiáng)子附近而而被激活，從從而使原癌基基因表達(dá)產(chǎn)物物顯著增加并并進(jìn)一步導(dǎo)致致腫瘤的發(fā)生生。（二）癌基因因激活與腫瘤瘤的發(fā)生1.腫瘤發(fā)生學(xué)說說腫瘤的的發(fā)生是一個(gè)個(gè)極其復(fù)雜的的細(xì)胞惡變過過程，可以是是因內(nèi)源性因因素，也可以以是外源性致致癌因素，但但更多是由這這兩類因素綜綜合作用的結(jié)結(jié)果。正常細(xì)細(xì)胞中含有多多種原癌基因因，當(dāng)細(xì)胞受受到物理因素素（如紫外線線、電離輻射射等）、化學(xué)學(xué)因素（如聯(lián)聯(lián)苯胺、黃曲曲霉毒素等））以及生物因因素（如DNA、RNA致瘤病毒）等等致癌因子作作用后，還需需要經(jīng)過啟動(dòng)動(dòng)階段（initiatingstage）、促癌階段段（promoingstage）和演進(jìn)階段段（prpgressingstage）等才能轉(zhuǎn)變變成癌細(xì)胞，，這就是目前前較為公認(rèn)的的腫瘤發(fā)生的的多階段學(xué)說說。（1）啟動(dòng)階段此此時(shí)在啟啟動(dòng)因子（initiator）作用下，細(xì)細(xì)胞的DNA多已發(fā)生改變變，但細(xì)胞的的表型仍屬正正常。（2）促癌階段即即由表型型正常但DNA已發(fā)生改變的的癌前細(xì)胞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞胞的階段，此此時(shí)細(xì)胞的表表型發(fā)生改變變，表現(xiàn)出癌癌細(xì)胞的多種種惡性表型。。（3）演進(jìn)階段該該階段實(shí)實(shí)際上是細(xì)胞胞惡變的鞏固固階段或終末末階段，即已已經(jīng)發(fā)生惡變變的細(xì)胞中的的少數(shù)細(xì)胞能能自主分裂增增殖（大部分分惡變細(xì)胞可可逆轉(zhuǎn)為正常常細(xì)胞），在在促癌階段所所形成的增生生病灶邊形成成新的小病灶灶，成為進(jìn)一一步浸潤、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。。（三）癌基因因激活與腫瘤瘤發(fā)生ras基因變異與腫腫瘤發(fā)生早早期人們們用多種人類類腫瘤中提取取的DNA進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)化化，結(jié)果表明明約10%-15%的腫瘤中至少少有三種ras基因中的一種種發(fā)生了點(diǎn)突突變，其中K-ras基因更易成為為突變的靶基基因。K-ras點(diǎn)突變主要集集中在第12位氨基酸殘基基，少數(shù)病例例中也有第13位及61位點(diǎn)突變。以以后采用PCR技術(shù)測定腫瘤瘤中ras基因的點(diǎn)突變變，腫瘤中ras癌基因突變?nèi)匀砸訩-ras基因突變?yōu)槎喽?。ras基因在正常細(xì)細(xì)胞中有重要要作用。每一一種ras基因都分別編編碼一種低分分子量G蛋白，分子量量為21kD（通常命名為為P21）。Ras蛋白在細(xì)胞增增殖分化信號(hào)號(hào)從激活的跨跨膜受體傳遞遞到下游蛋白白激酶的過程程中起作用。。突變的Ras蛋白降低了自自身內(nèi)源性GTP酶的活性，更更重要的是還還降低了它們們與GTP酶活化蛋白的的結(jié)合能力。。其結(jié)果是導(dǎo)導(dǎo)致Ras蛋白與GTP的持續(xù)結(jié)合并并有促進(jìn)細(xì)胞胞生長的作用用。目前對(duì)結(jié)腸和和直腸腫瘤的的發(fā)生發(fā)展與與ras基因點(diǎn)突變間間的關(guān)系已進(jìn)進(jìn)行了較深入入的研究。約約50%的結(jié)、直腸癌癌有K-ras基因點(diǎn)突變。。通過對(duì)腺癌癌和腺瘤中ras基因的分析，，有5%-10%直徑小于1cm的腺癌中有ras基因點(diǎn)突變。