醫(yī)學(xué)概論10-基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)-分子生物學(xué)-PPT幻燈片

?認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的二大標(biāo)志性突破:

(1)

確定了蛋白質(zhì)是生命的主要物質(zhì)--

☉19世紀(jì)末Bucher兄弟:酶是生物催化劑糖→發(fā)酵→灑精酵母

☉20世紀(jì)30-40年代:酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)☉許多生命現(xiàn)象(生命代謝活動(dòng))與酶有關(guān),可用純酶或蛋白質(zhì)在體外重復(fù)

(2)確定生物遺傳基礎(chǔ)物質(zhì)是DNA--

☉1944年O.T.Avey證明肺炎球菌轉(zhuǎn)化因子是DNA☉1952年A.D.Hershey和M.Chase進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)2.現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和發(fā)展(50-70年代)

里程碑:1953年Watson&CrickDNA雙螺旋鏈。

DNA雙螺旋鏈發(fā)現(xiàn)的價(jià)值:

?確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),提出了堿基

配對(duì)是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式?確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)為認(rèn)識(shí)核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系及基在生命中的作用打下最重要的基礎(chǔ)

?本階段的標(biāo)志性進(jìn)展：

⑴遺傳信息傳遞中心法則的建立DNA復(fù)制將信息傳給子代,RNA在遺傳信息傳到蛋白質(zhì)過程中起著中介作用;mRNA與DNA序列互補(bǔ)。

⑵認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是接受RNA的遺傳信息而合成破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼，認(rèn)識(shí)了蛋白

質(zhì)翻譯過程中的基本過程。

※HIV(HumanImmuno-deficiencyVirus)屬RNA病毒,是AIDS(AcquiredImmuno-deficiencySyndrom)病源二、分子生物學(xué)主要研究內(nèi)容

1.核酸的分子生物學(xué)--研究核酸的結(jié)構(gòu)及功能(包括核酸/基因組的結(jié)構(gòu)、遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄一翻譯、核酸儲(chǔ)存的信息修復(fù)與突變、基因表達(dá)調(diào)控和基因工程技術(shù)的發(fā)展等)

2.蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)

--研究執(zhí)行各種生命功能的主要大分子-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

--基因分三類：

☉編碼蛋白質(zhì)基因（具有轉(zhuǎn)錄和翻譯功能）

☉只有轉(zhuǎn)錄功能限無翻譯功能的基因

☉不轉(zhuǎn)錄基因（調(diào)控基因）

?基因組

指細(xì)胞或生物體一條完整單體的全部染色體物質(zhì)遺傳物質(zhì)的總和。包括全部基因與調(diào)控元件,具體來說，基因組主要指不同的DNA功能區(qū)域在整個(gè)DNA分子中的分布情況，即總體DNA核苷酸順序。人類細(xì)胞基因組通常指包括X-Y染色體在內(nèi)的23對(duì)染色體中的所有基因。

?人類基因組計(jì)劃(HumanGenomeProject,

HGP)

旨在闡明人類基因組30億個(gè)堿基對(duì)的序列,發(fā)現(xiàn)所有

人類基因并搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息,使人類第一次在分子水平上認(rèn)識(shí)自我。

※HGP進(jìn)展簡況：

--1985年美國科學(xué)家提出--1990年正式啟動(dòng)30億美元--1996年后基因組學(xué)(功能基因組學(xué)/蛋白組學(xué))--2006年5月

展望:利用基因組全系列所提供的信息進(jìn)行各種疾病的基因定位研究和治療二、基因工程

●基因工程能通過人的意志,對(duì)不同生物的遺傳基因進(jìn)行切割、拼接、和重組,再轉(zhuǎn)入生物體內(nèi),產(chǎn)生出人們期望的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出具有新遺傳特征的生物類型

●基因工程分5個(gè)步驟(下圖):待插入的外源DNA☉

?質(zhì)粒載體

↓(連接)

?重組體DNA↓

(轉(zhuǎn)化)

?

?

宿主染色體

↓(篩選)

↓(克隆)

????

DNA重組體的構(gòu)建與克隆示意圖

(1)獲取符合要求的DNA片段(目的基因)-(2)用特異限切酶切割目的基因

和載體DNA-

(3)重組DNA(將目的基因與質(zhì)?；虿《綝NA連接

)-(4)將重組DNA

引入某種細(xì)胞–

(5)把能表達(dá)的目的基因受體細(xì)胞挑選出來-

--從20世紀(jì)80年代始,基因工程藥品疫苗等產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域;基因工程技術(shù)在農(nóng)林牧漁等行業(yè)也大顯身手,培育出許多高產(chǎn)質(zhì)優(yōu)抗性強(qiáng)的新品種。三、基因芯片

?基因芯片概念（定義）

基因芯片技術(shù)-是一種大規(guī)模集成的固相雜交，即在

固相支持物上原位合成寡核苷酸或直接將多種預(yù)先

制備DNA探針以顯微打印方式有序的固定于支持物

表面，然后與標(biāo)記的樣品雜交。通過對(duì)雜交信號(hào)的檢測(cè)分析，得出樣品的遺傳信息（基因序列與表達(dá)的信

息），由于常用計(jì)算機(jī)硅芯片作因相支持物，所以稱為DNA芯片。?基因芯片的應(yīng)用：

⑴生物醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究---利用基因芯片技術(shù)可尋找基因與疾病（Ca./遺傳病/傳染病等）的相關(guān)性—進(jìn)而發(fā)展相關(guān)藥物/疫苗治療

⑵醫(yī)學(xué)臨床診斷---

一旦弄清疾病與基因的相關(guān)性,基因芯片即可提供高效簡便診斷?，F(xiàn)代基因芯片診斷技術(shù)優(yōu)勢(shì)突顯：

☉基因診斷速度加快一般可在30min完成--

☉檢測(cè)效率高每次可同時(shí)檢測(cè)上千個(gè)基因序列--☉基因診斷成本↓--

☉自動(dòng)化程度↑--

☉由于是全封閉避免了交義感染假陽/陰性率↓

⑶HGP的研究---

基因芯片技術(shù)既是HGP研究成果的重要應(yīng)用,又是促進(jìn)人類基因組學(xué)、后基因組學(xué)、功能基因組學(xué)研究的嶄新手段；開展基因表達(dá)活性和大規(guī)模的基因變異多態(tài)性研究時(shí),就用定制的DNA芯片可同時(shí)監(jiān)測(cè)千百個(gè)基因,甚至全部基因。

第三節(jié)基因與疾病一、基因結(jié)構(gòu)變異

?基因突變的定義：

基因突變是指:基因的核苷酸堿基或順序發(fā)生改變。僅涉及DNA分子中單個(gè)堿基改變者稱點(diǎn)突變;涉及多個(gè)堿基的不有缺失、重復(fù)、和插入等形式。

?基因突變的種類（4種）：⑴堿基置換突變（圖6-2，P230）

一個(gè)堿基被另一個(gè)堿基取代的突變稱堿基置換突變。

一個(gè)嘌呤(-嘧啶)被另一個(gè)嘌呤(-嘧啶)取代稱轉(zhuǎn)換;

一個(gè)嘌呤(-嘧啶)被另一個(gè)嘧啶(-嘌呤)取代稱顛換;

堿基置換會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸組成的改變而影響蛋白質(zhì)生物酶的功能。因堿基置換導(dǎo)致核苷酸順序改變，對(duì)多肽鏈中氨基酸順序的影響有下列幾種類型（詳見P229-231）：

☉同義突變--

☉錯(cuò)義突變--

☉無義突變--☉終止密碼突變—

☉抑制基因突變—

（2）移碼突變

指DNA鏈上插上或丟失1個(gè)、2個(gè)甚至多個(gè)堿基（但不是三聯(lián)子密碼子及其倍數(shù)）。在讀碼時(shí),由于原來的密碼子移位,導(dǎo)致在插入或丟失堿基部位以后的編碼子都發(fā)生了相應(yīng)的改變。

⑶整碼突變

在DNA鏈的密碼子之間插入或丟失一個(gè)或幾個(gè)密碼子,則合成的肽鏈將增加或減少一個(gè)或幾個(gè)氨基酸，但插入或丟失部位的前后的氨基酸順序不變。⑷染色體錯(cuò)誤配對(duì)不等交換

染色體錯(cuò)誤配對(duì)不等交換減數(shù)分裂期間，同源染色體間的同源部份發(fā)生聯(lián)會(huì)和交換，如果聯(lián)會(huì)時(shí)配對(duì)時(shí)不精確，會(huì)發(fā)生不等交換，造成一部分基因缺失和部分基因重復(fù)。

二、癌基因和抑癌基因（一）癌基因

?癌基因的定義:

可在體外引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化、在體內(nèi)引起癌瘤的一類基因稱為癌基因。

病毒中存在癌基因，統(tǒng)稱病毒癌基因；各種動(dòng)物細(xì)胞基因組中，普遍存在與病毒癌基因相似的序列統(tǒng)稱為細(xì)胞癌基因；由于細(xì)胞癌基因在正常細(xì)胞中以非激活形式存在

故又稱為原癌基因。

?原癌基因的特點(diǎn):

⑴廣泛存在于生物界中,從酵母到人細(xì)胞普遍存在;

⑵在進(jìn)化過程中,基因系列呈高度保守性;⑶其作用通過其表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)來體現(xiàn)。它們的存在

對(duì)正常細(xì)胞不僅無害,而且對(duì)維持正常生理功能/調(diào)控細(xì)胞生長和分化起重要作用，是細(xì)胞發(fā)育、組織

再生、創(chuàng)傷愈合等所必需；⑷在某些因素作用（如射線、化學(xué)物質(zhì)等)下,原癌基

因的結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生改變而被激活→癌C轉(zhuǎn)化基因

?常見的癌基因家族(P232)

☉src家族--

☉ras家族–

☉myc家族–

☉sis家族–

☉myb家族–

?原癌基因激活的機(jī)制(詳見P232):

⑴獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子--

⑵基因易位-染色體易位重排—

⑶原癌基因擴(kuò)增—⑷點(diǎn)突變—

?原癌基因的產(chǎn)物與功能(表6-1,P232)

癌基因表達(dá)產(chǎn)物可按其在細(xì)胞信號(hào)傳遞系統(tǒng)中的作用分為4類:

⑴C外生長因子C外信號(hào)含生長因子/激素/N遞質(zhì)等

⑵跨膜生長因子受體--

⑶信號(hào)傳遞因子--⑷核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子—(二)抑癌基因--抑癌基因是一類抑制C過度生長、增殖,從而遏制腫瘤形成的基因。--對(duì)于正常C,原癌基因和抑癌基因的協(xié)調(diào)表達(dá)是調(diào)控C生長的重要分子機(jī)制之一。兩者相互制約維持相對(duì)穩(wěn)定。原癌基因激活或過量表達(dá)(或抑癌基因的丟失或失活)，均可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

?常見的抑癌基因（P234，表6-2）：

基因

染色體定位

相關(guān)腫瘤

基因產(chǎn)物及功能RB13q14RB胃癌乳癌P105抑制生長

WT11P13

WT肺癌肝癌WT-ZFP

NF-1

17P12N纖維瘤(/肉瘤)GAPp53

17p13乳癌結(jié)腸癌p53

控制生長

?抑癌基因作用機(jī)理目前只對(duì)Rb（視網(wǎng)膜母C瘤基因）和P53基因的作用機(jī)理了解比較清楚。三、基因診斷

?基因診斷的概念

利用基因探針、PCR等技術(shù)直接探查基因的存在和缺陷,對(duì)人體疾病和狀態(tài)作出判斷--即稱基因診斷。

?基因診斷的常用技術(shù):

☉核酸分子雜交--

☉聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)--

☉限制酶譜分析-