第七講-基因論課件

第七講基因論本世紀(jì)初，一項(xiàng)令人震撼，意義深遠(yuǎn)的生命科學(xué)成果面世——由世界六國科學(xué)家聯(lián)手合作的“人類基因組計(jì)劃”，于2000年春，呈上她最重要的序列圖世界將由此而改變？一個(gè)新生兒出生時(shí)，將來會(huì)怎樣？在你剛踏入職場時(shí)，老板已掌控你的秘密？生物的進(jìn)化，人種的起源將刻在這本天書上一、什么是基因人類的遺傳物質(zhì)是DNA

生物界的核酸有兩大類

DNA脫氧核糖核酸

RNA核糖核酸

4種脫氧核糖核苷酸以磷酸二酯鍵相連形成長鏈?zhǔn)裁词侨旧w一個(gè)染色體就是一個(gè)DNA分子組成

拉直有2米長的DNA分子怎樣能容納在一個(gè)小小的細(xì)胞核里，只有折疊再折疊，就構(gòu)成染色體什么是基因按不同順序排列的核苷酸，決定遺傳信息一段核苷酸鏈決定一個(gè)“單位”的遺傳信息這就是基因人體有6-10萬個(gè)基因基因就是決定一個(gè)生物物種的所有生命現(xiàn)象的最基本因子基因是如何被發(fā)現(xiàn)的？1865年現(xiàn)代遺傳學(xué)之父，奧地利生物學(xué)家格雷戈?duì)枴っ系聽柊l(fā)現(xiàn)了“遺傳規(guī)律”，提出了“遺傳因子”。1910年美國遺傳學(xué)家摩爾根證明了基因存在于染色體上。美國生物化學(xué)家沃森英國生物物理學(xué)家克里克1953年，最偉大的模型－－DNA分子的雙螺旋模型。提出了DNA的復(fù)制機(jī)制二、基因論與人類基因組計(jì)劃1、人類基因組DNA總和30億鹼基對組成分布在23對染色體中6-10萬個(gè)作為生命活動(dòng)基本單位的編碼基因2、人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃的核心

——是測定人類基因組的全部DNA序列1999年，破譯了第22對染色體的核苷酸序列2000年春，完成最重要的序列圖，人類遺傳密碼被破譯（人體第二張解剖圖）曼哈頓工程阿波羅登月計(jì)劃人類基因組計(jì)劃被譽(yù)為人類自然科學(xué)史的三計(jì)劃21世紀(jì)是否是生物學(xué)世紀(jì)？人類基因組的三層含意個(gè)體多樣性個(gè)體體細(xì)胞的高度特異性按孟德爾遺傳規(guī)律遺傳SNP(SingleNucleotidePolymorphism)單核苷酸多態(tài)性是由于單個(gè)核苷酸改變而導(dǎo)致的核酸序列多態(tài)。是人類基因組中最常見的基因多態(tài)性，是我們?nèi)梭w差異的最基本因素，這些差異形成了不同的基因型，決定了人們患有疾病的不同風(fēng)險(xiǎn)和對藥物的不同反應(yīng)。SNP決定您的與眾不同膚色、外貌和患病

如果您獨(dú)有的基因型決定了您是一臺(tái)需要無鉛汽油的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么給它加入卡車用的柴油就是不明智的。人和人之間的基因序列差異僅為千分之一1….ATCCTGTACCTACGTGTACAATAGTA…..CTGATCATCTCTATGGG….2….ATCCTGTTCCTACGTGTACAATAGTA…..

CTGATCATCTCTATGGG….3….ATCCTGTACCTACGTGTACAATAGTA…..CTGATCAGCTCTATGGG….123SNP1SNP2人類基因組計(jì)劃的主要思路－－基因論基因論－－不僅是疾病，人的生長、成長、性格都與基因有關(guān)白肌纖維：

快速收縮完成動(dòng)力性工作，易疲勞紅肌纖維：

慢速收縮，完成身體姿勢，持久力強(qiáng)基因與健康目錄基因主動(dòng)健康基因檢測服務(wù)健康基因與健康主動(dòng)健康與科學(xué)社會(huì)工程基因與疾病的關(guān)系現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為疾病是由于先天的基因體質(zhì)和后天的外來因素共同作用的結(jié)果，除外傷外，幾乎所有疾病的發(fā)生都與基因有關(guān)?；蛲饨缫蛩氐鞍踪|(zhì)編碼合成參與人的生長發(fā)育過程疊加差異性表觀改變突變蛋白質(zhì)活性數(shù)量改變疾病心腦血管疾病腫瘤其他疾病歸結(jié)起來：疾病的內(nèi)在因素受基因決定，所有的疾病都與人類基因有關(guān)基因本身的變化（先天，后天獲得）基因的調(diào)控表達(dá)異常（修飾，外調(diào)）基因的復(fù)合性作用，多個(gè)基因參與單基因的疾病是少數(shù)

天滅沙皇：小沙皇患有血友病老沙皇和皇后都沒有這個(gè)病歐洲皇族的“系譜圖”從英國女皇維多利亞開始WHY?為什么有些人少吃也發(fā)胖，而另外一些人多吃卻苗條？為什么有人煙不離手卻不得肺癌，而另外一些僅僅吸二手煙卻不能避免？

一九九零年中國聾啞兒童一百八十二萬，近百萬因?yàn)E用抗生素而引起藥物中毒性耳聾。且這種態(tài)勢仍以每年四萬人的速度增長。研究表明，抗生素導(dǎo)致耳聾和線粒體A1555G的單核苷酸突變密切相關(guān)。更為重要的是，在東南亞耳聾病人中，A1555G所占的比例，這一數(shù)字超過了5％，因此對于兒童，在小時(shí)候使用氨基糖甙類抗生素之前進(jìn)行線粒體A1555G突變的檢測是十分必要的。如果你的基因圖被掌握，你的過去和將來不再是秘密三、人類基因組計(jì)劃的意義（一）生物的進(jìn)化生物的進(jìn)化史，都刻寫在人類基因組這本“天書”上13億年前，世界上只有草履蟲和與草履蟲相類似的但細(xì)胞生物，進(jìn)化300-400萬年前與猴子是同一的祖先55-70萬年前，尼安德特人與現(xiàn)代人分道揚(yáng)鑣，并于大約3萬年前消失基因組研究竟然印證了達(dá)爾文的進(jìn)化論基因1%的差異決定了人和猩猩的不同（二）、人種，民族的起源越是親緣關(guān)系近的，基因組相似程度就越高我國云南一土族民族，一直被認(rèn)為是北方契丹人的后代，后被證實(shí)同宗的可能性很小。（三）、致病基因所有疾病都與人類基因有關(guān)如前述血友病追病溯源：以色列的幾個(gè)墓葬，公元前700-1100年，發(fā)現(xiàn)β－地中海貧血的基因突變說明現(xiàn)代以色列人的這一突變至少在3000年前就存在1918年，歐洲、北美流感流行，當(dāng)年死亡達(dá)4000萬人；在美國28%人感染，2.5%死亡，死亡大67萬人。在美國南卡州某軍事要塞埋葬著28位當(dāng)年死于流感的士兵科學(xué)家從一位21歲的年輕士兵的尸體的肺組織中找到了流感病毒的9個(gè)DNA片斷本以為是禽傳給人類，后證實(shí)是豬傳給人類外祖母的陰影（乳腺癌，常由外祖母向后代遺傳）南大西洋的一個(gè)小島，300居民30％有哮喘發(fā)病基因，20%可能發(fā)病小鼠的肥胖基因多基因參與，單基因并是極端例子（四）免疫基因組學(xué)和藥物基因組學(xué)免疫基因組學(xué)－－對疾病的易感性不同藥物基因組學(xué)－－對藥物的反應(yīng)不同個(gè)體特異性－－個(gè)體醫(yī)學(xué)四、DNA指紋

DNA指紋（DNAfingerprint）：是指將人類基因組DNA用特定的限制性內(nèi)切酶消化，經(jīng)電泳分離，印跡轉(zhuǎn)移后，用已知序列小衛(wèi)星DNA探針進(jìn)行分子雜交后而顯示出的高度多態(tài)性圖譜。

DNA指紋的基本特征：

1、體細(xì)胞穩(wěn)定性：同一個(gè)體不同檢材是一致的，且終身不變。

2、個(gè)體高度特異性：

3、按孟德爾遺傳規(guī)律遺傳：

DNA指紋的意義（一）破案人與人的DNA序列差異為1/1000；約有300萬核苷酸序列是不同的根據(jù)排列組合，每個(gè)人的DNA序列是不可能相同的可采用各種材料，可分析微量（PCR擴(kuò)增）

案例：英國曾發(fā)生兩起強(qiáng)奸謀殺案，有兩名女學(xué)生遇害。警方在一所精神醫(yī)院拘留了一名主要嫌疑犯，他是一名廚房勤雜工，他承認(rèn)殺害了其中一名女學(xué)生。警方將犯罪現(xiàn)場提取的精斑檢材及這名廚房勤雜工血樣交給了杰弗里斯教授，希望他能證實(shí)該嫌疑犯的罪行。杰弗里斯證實(shí)這兩起案件的確是一個(gè)人所為，但不是拘留的這名可憐的勤雜工，這名勤雜工成為世界上第一個(gè)用DNA證據(jù)證實(shí)無罪的人，時(shí)間是1986年11月21日。

警方與當(dāng)?shù)鼐用穸颊J(rèn)為殺人犯就在本地。于是警方要求當(dāng)?shù)啬挲g在17至34歲的男性居民提交一份血樣。一個(gè)月內(nèi)，1000多名男性居民被采集了血樣，到1987年5月已采集了3000多份血樣，斗轉(zhuǎn)星移，隨著時(shí)間的流逝，仍未發(fā)現(xiàn)罪犯。DNA技術(shù)究竟有多大作用，似乎與以往的方法沒有什么兩樣。不久，警方得到密報(bào)，一個(gè)面包房的主管在酒吧與同事閑聊時(shí)聽到：他們的同事科林·皮徹佛克讓另一個(gè)人代他采了血樣。警方獲悉后連忙趕到皮徹佛克的家中，立即逮捕了他。皮徹佛克是第4583個(gè)被采集血樣的人，經(jīng)檢驗(yàn)，他的血樣與兩名被害女學(xué)生身上的精斑具有完全相同的遺傳特征。皮徹佛克招認(rèn)了他所犯的全部罪行。這是1987年9月。（這個(gè)可憐的家伙是DNA檢測的第一個(gè)“受害者”，但不是最大的“受害者”）一個(gè)氣死一個(gè)笑死（二）、親子鑒定決定某一性狀的基因在親代和子代之間傳遞的規(guī)律是——孟德爾遺傳規(guī)律：（三）、身份鑒定

事件回放：

1918年7月22日，前蘇聯(lián)官方報(bào)紙宣布:沙皇已于7月16日夜在西伯利亞Ekateriburg被蘇維埃處死。羅曼諾夫家族的其它成員被轉(zhuǎn)移到其它安全的地方。

1991年7月，俄國總統(tǒng)葉利欽下令調(diào)查沙皇家屬的遺案。在Ekateriburg的松林深處，沙皇及家屬遇害地開始挖掘。共挖出1000多塊骨頭，這些骨頭被科學(xué)家拚接成9具較為完整的骨架，4男5女。據(jù)文件記載，當(dāng)時(shí)與沙皇一起被拘押和槍決的還有6名家屬、1名皇家醫(yī)生、3個(gè)侍從，共11人。還有兩個(gè)人的骨骸沒有找到。

科學(xué)家首先對這9人的頭骨樣品進(jìn)行DNA分析，結(jié)果表明：其中5人有血緣關(guān)系，3個(gè)女性是年齡較大的1男1女的女兒；另外4人與這5人沒有任何血緣關(guān)系，且這4人之間的血緣也各不相關(guān)。很可能，他們就是那個(gè)醫(yī)生與3個(gè)侍從。

1994年7月6~13日，科學(xué)家獲準(zhǔn)打開彼得堡教堂里沙皇親兄弟喬治斯的大理石棺材（他于1899年28歲時(shí)死于肺結(jié)核）取了頭骨和一段腿骨樣品送到美國馬里蘭美軍病理研究所的DNA實(shí)驗(yàn)室?？茖W(xué)家又在日本的一個(gè)博物館里，從沙皇在遠(yuǎn)征日本時(shí)受傷擦血跡的一塊手帕上提取、分離了沙皇的DNA.

接著，科學(xué)家又在圣彼得堡皇宮里的一個(gè)小柜里找到了沙皇3歲時(shí)理發(fā)留下的頭發(fā)，并提取了DNA.1995年秋，研究工作全部完成。結(jié)果證實(shí)，遺骸確為沙皇一家。準(zhǔn)確率達(dá)到了99.9999999%

（四）、單親鑒定與親屬鑒定線粒體DNAY染色體DNA五、基因診斷1967年美國前副總統(tǒng)漢弗萊發(fā)現(xiàn)血尿。當(dāng)時(shí)診斷不出膀胱癌（查不出癌細(xì)胞）1976年確診為膀胱癌，后雖經(jīng)化療、放療治療，終不治身亡1994年，取他保存27年的尿液及1976年留下的癌組織樣本查出P53基因發(fā)生了變化預(yù)測醫(yī)學(xué)與預(yù)防醫(yī)學(xué)使預(yù)防醫(yī)學(xué)提高到分子生物學(xué)水平哪些遺傳病或基因病需要預(yù)測？可將遺傳病或基因病分為三類單基因病－－經(jīng)典遺傳病，如血友病、紅綠色亡多基因?。绨┌Y、糖尿病、高血壓、肥胖、老年癡呆外源性基因病－－如感染引起基因診斷的重要性產(chǎn)前檢查單基因病，即經(jīng)典遺傳病如苯病酮尿癥－－苯丙氨酸代謝途徑中的酶缺陷，患兒尿中有大量苯丙酮酸排出，故得名。3-6個(gè)月出現(xiàn)癥狀，1歲明顯，智力發(fā)育落后，黑色素合成不足，尿和汗液中有鼠尿臭味低苯丙氨酸飲食至青春期以后多基因病的預(yù)測在于宣傳預(yù)防知識(shí)癌癥要不要早期預(yù)測？如一些符合單基因遺傳的腫瘤可作預(yù)測如家族性多發(fā)性息肉病（5號(hào)染色體的長臂上，缺了5個(gè)核苷酸）多基因決定的則？“癌癥基因組解剖計(jì)劃”外源性基因病艾滋病的DNA診斷“瘧原蟲基因組計(jì)劃”“環(huán)境基因組計(jì)劃”六、基因治療

直接把基因送到人體的細(xì)胞中而發(fā)揮治療的功效病毒轉(zhuǎn)染“外體”：把人有缺陷的細(xì)胞取出來，改造后送回人體顯微注射基因槍：黃金子彈如腫瘤的基因治療，糖尿病的胰島素基因治療七、生物醫(yī)學(xué)工程的兩條腿資源基因生物技術(shù)1.基因組工業(yè)：一個(gè)肥胖基因轉(zhuǎn)讓費(fèi)為1.4億美元西夸納治療公司一宣布克隆到了哮喘病基因，股票一下漲了好幾倍基因藥：基因產(chǎn)物基因產(chǎn)物：基因藥，如：生長激素：1年5美元，5年計(jì)25美元促紅細(xì)胞生成素胰島素等2.能產(chǎn)人奶的牛－－專轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：牛能產(chǎn)生與人奶成份相同的牛奶能合成人體白蛋白的轉(zhuǎn)基因豬、雞能合成人體促紅細(xì)胞生成素的牛3.施瓦辛格基因牛的基因組中確定瘦肉蛋白的基因4.人面豬心－－轉(zhuǎn)基因