簡(jiǎn)介:多基因病的分子遺傳學(xué)唐吟宇,主要內(nèi)容第一節(jié)多基因病的一般特征第二節(jié)多基因病的研究方法(重點(diǎn)難點(diǎn))第三節(jié)糖尿病的分子遺傳學(xué),第一節(jié)多基因病的一般特征,一特征1、病種多如高血壓、冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化、哮喘、高脂蛋白血癥、糖尿病、胃及十二指腸潰瘍、精神分裂癥、風(fēng)濕病、癲癇、甲亢、唇裂、腭裂、先天性心臟病等。,2、發(fā)病率高(群體發(fā)病率)家庭復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)比較單基因遺傳病2550,多基因遺傳病110。群體發(fā)病率比較單基因病低于1/10000,多基因病超過(guò)1/1000,有些110。,3、危害性大(直接危害人類的生存與健康)4、病因復(fù)雜遺傳因素和環(huán)境因素)5、微效性6、累加作用7、對(duì)其研究具有前沿性,,,多基因病是復(fù)雜疾病,遺傳因素有以下特點(diǎn)1)參與發(fā)病的遺傳因素多于一個(gè),每個(gè)基因通過(guò)對(duì)中間性狀的影響直接或間接地促進(jìn)疾病的發(fā)生;2)每個(gè)基因參與發(fā)病的程度不同,大多數(shù)基因的作用較小,但也可由一個(gè)或幾個(gè)基因呈主基因效應(yīng);3)每個(gè)基因只賦予個(gè)體某種程度的易患性,但每個(gè)基因的作用不足以致病,也并非致病所需,需要多個(gè)基因累加起來(lái)才會(huì)致??;4)各基因參與發(fā)病的機(jī)制可能是,各自對(duì)不同的代謝途徑產(chǎn)生影響,疾病的最終發(fā)生是各基因在不同途徑作用的綜合結(jié)果;5)各基因致病效應(yīng)的累積加上環(huán)境因素的作用構(gòu)成了個(gè)體的疾病易患性,當(dāng)易患性超過(guò)一定閾值時(shí)即可導(dǎo)致疾病的發(fā)生。,二概念(易患性與發(fā)病閾值)1、易患性(LIABILITY人群中易患性變異呈正態(tài)分布。2、發(fā)病閾值(THRESHOLD易患性達(dá)到或超過(guò)一定的限度后就會(huì)發(fā)病,該限度的易患性即發(fā)病值。,,,群體的易患性平均值從該群體的發(fā)病率作出估計(jì),即群體發(fā)病率是測(cè)量易患性平均值的依據(jù)。,3、遺傳度HERITABILITY多基因病的易患性由遺傳因素和環(huán)境因素共同引起,其中遺傳因素所起作用的相對(duì)大小稱為遺傳度(HERITABILITY)。,遺傳度提供的其他信息若通過(guò)患者同胞發(fā)病率計(jì)算的遺傳度高于其他親屬發(fā)病率計(jì)算的遺傳度,或者遺傳度超過(guò)100,則提示單基因遺傳病的可能性。,三復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的一般規(guī)律1、遺傳度高低;2、患者親屬級(jí)別一級(jí)親屬的發(fā)病率為群體發(fā)病率的開方值3、家庭中患者數(shù)量4、患者病情嚴(yán)重程度;5、近親婚配;6、性別。,第二節(jié)多基因病的研究方法當(dāng)前對(duì)多基因病的研究,主要是尋找疾病的主基因,或易感基因,并試圖闡明其遺傳機(jī)制。主要方法關(guān)聯(lián)分析ASSOCIATIONSTUDY連鎖分析LINKAGEANALYSIS基因組篩查GENOMICSCANNING候選基因研究CANDIDATEGENESTUDY,一、關(guān)聯(lián)分析ASSOCIATIONSTUDY比較患者組與對(duì)照組某遺傳標(biāo)記出現(xiàn)的頻率,從而判斷遺傳標(biāo)記與疾病關(guān)系的研究方法。,關(guān)聯(lián)分析,選擇與疾病代謝有關(guān)的蛋白或酶的基因作為候選基因,在其位置已知的情況下,首先選取該基因內(nèi)部或附近的多態(tài)性位點(diǎn)作為遺傳標(biāo)記。然后進(jìn)行病例對(duì)照研究,比較病例組與對(duì)照組在遺傳標(biāo)記位點(diǎn)等位基因出現(xiàn)的頻率,如果遺傳標(biāo)記位點(diǎn)的頻率在病例組和對(duì)照組有顯著差異,則該標(biāo)記與疾病關(guān)聯(lián)。對(duì)于復(fù)雜性狀的多基因病,關(guān)聯(lián)分析較連鎖分析更為有效。因?yàn)殛P(guān)聯(lián)分析研究對(duì)象是病人和正常人,無(wú)需家系資料;且更容易找出只有微弱效應(yīng)的基因;即使顯示關(guān)聯(lián)的標(biāo)記不是造成疾病的變異,但很可能與變異連鎖。因此關(guān)聯(lián)分析更適合于多基因遺傳模式。,,若差異極為顯著,則遺傳標(biāo)記與疾病關(guān)聯(lián)。表明有三種可能1、遺傳標(biāo)記與致病基因座不在一條染色體上;2、遺傳標(biāo)記與致病基因座在一條染色體上;3、遺傳標(biāo)記本身即致病基因座(與疾病的發(fā)生機(jī)理有直接的關(guān)系)。遺傳標(biāo)記主要是微衛(wèi)星DNA(STR)和單核苷酸多態(tài)性(SNP)。,二、連鎖分析LINKAGEANALYSIS連鎖分析是分析兩基因在染色體上相互關(guān)系的方法,通常是應(yīng)用已知位點(diǎn)的遺傳標(biāo)記,在患者家系中進(jìn)行分析,從而確定該致病基因在染色體上的粗略位置。,連鎖分析,是確定兩個(gè)遺傳標(biāo)記或者更多遺傳標(biāo)記之間的物理關(guān)系,以確定致病基因的位置。它根據(jù)生殖細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí),染色體發(fā)生交換和重組的原理,如果標(biāo)記與特定基因位于不同的染色體,那么向子代傳遞時(shí),它們將會(huì)發(fā)生自由分離;反之,如果標(biāo)記與特定基因位于同一染色體且相距較近,在傳遞過(guò)程中,它們將不會(huì)發(fā)生自由分離,而呈現(xiàn)共分離的現(xiàn)象(行為一致)。利用這個(gè)原理,如發(fā)現(xiàn)某個(gè)標(biāo)記物與疾病存在(很強(qiáng)的)連鎖關(guān)系,則可將疾病相關(guān)基因確定在和該遺傳標(biāo)記(非隨機(jī))共同傳遞的區(qū)域。該方法的好處是它將致病基因限定在一個(gè)小的范圍內(nèi),以便進(jìn)一步尋找引起疾病的突變。不足之處是,不能直接發(fā)現(xiàn)致病基因,且很難收集到合適的大家系。所以在探索多基因病相關(guān)基因的應(yīng)用中受到一定限制。,三、基因組篩查GENOMICSCANNING是指在不需要事先了解該基因位置、生物學(xué)功能、致病機(jī)制的情況下,利用高密度的多態(tài)性標(biāo)記,通過(guò)全基因組掃描,劃定與疾病相關(guān)的易感區(qū)域,再在此區(qū)域內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)亩鄳B(tài)性標(biāo)記精細(xì)掃描,然后根據(jù)連鎖分析的方法,評(píng)價(jià)疾病與標(biāo)記物的相關(guān)性,從而定位與疾病相關(guān)的染色體區(qū)域或致病基因。,其流程如下1、家系收集及基因組DNA提??;2、微衛(wèi)星標(biāo)記或SNP標(biāo)記的選擇;3、標(biāo)記的引物合成和PCR擴(kuò)增;4、電泳檢測(cè)(基因分型);5、等位片段分析(通過(guò)電腦);6、基因組掃描綜合分析計(jì)算LODS值(兩基因非隨機(jī)出現(xiàn)的概率與隨機(jī)出現(xiàn)的概率之比,再取對(duì)數(shù)),若某個(gè)標(biāo)記的LODS值大于3(比值大于103),即可肯定標(biāo)記與致病基因連鎖,進(jìn)而將致病基因定位在標(biāo)記所在區(qū)域內(nèi)。,,全基因組篩查選擇并使用覆蓋23條染色體上的、密度適當(dāng)?shù)倪z傳標(biāo)記,結(jié)合家系進(jìn)行分析;部分基因組篩查選擇并使用覆蓋某一條染色體或其部分區(qū)段上的、密度適當(dāng)?shù)倪z傳標(biāo)記,結(jié)合家系進(jìn)行分析。,四、候選基因研究CANDIDATEGENESTUDY基于對(duì)代謝途徑的認(rèn)識(shí)已知代謝途徑),選擇關(guān)鍵酶的基因,作為疾病的候選基因,研究其編碼順序或非編碼順序與疾病的關(guān)系。即研究患者中該基因的編碼序列是否有基因突變;非編碼序列是否有多態(tài)性位點(diǎn)基因與調(diào)控關(guān)聯(lián)或與調(diào)控連鎖。確認(rèn)或排除候選基因是否致病基因。進(jìn)而可能克隆疾病基因,用于基因診斷或藥物生產(chǎn)。,綜上所述,目前對(duì)于多基因病易感基因的研究,主要有兩種方法1、候選基因策略的關(guān)聯(lián)分析;2、全基因組掃描的連鎖分析。,,比較對(duì)于多基因病而言,關(guān)聯(lián)分析可能比連鎖分析更有效。因?yàn)殛P(guān)聯(lián)分析相對(duì)于連鎖分析更易找到只有很微小效應(yīng)的基因。而且不需要很難找到的家系。結(jié)論關(guān)聯(lián)分析更適合于多基因遺傳的模式。,對(duì)幾種方法作選擇時(shí)需要考慮的因素家系、樣本數(shù)、經(jīng)費(fèi)、已有資源、研究時(shí)間、疾病等。,第三節(jié)糖尿病的分子遺傳學(xué)糖尿?。―IABETESMELLITUS,DM,乃多基因病復(fù)雜性的代表。是繼腫瘤、心血管疾病之后第3位嚴(yán)重威脅人類健康的重大疾病。全世界約有15億多患者,其研究已經(jīng)成為世界性的難題??煞譃橐葝u素依賴性糖尿病(IDDM)I型糖尿病T1DM非胰島素依賴性糖尿?。∟IDDM)II型糖尿病T2DM占90發(fā)病率城市近10;農(nóng)村3。,糖尿病,其遺傳機(jī)制的復(fù)雜性歷來(lái)是遺傳學(xué)家頭痛的問(wèn)題。FROMHEADACHETONIGHTMARE,一、當(dāng)前研究方法1、候選基因法確定一個(gè)或數(shù)個(gè)在糖代謝中起重要作用的酶的基因,在群體或家系中研究這個(gè)基因與發(fā)病的關(guān)系。研究患者中該基因的編碼序列是否有突變;非編碼序列是否有多態(tài)性位點(diǎn)與基因調(diào)控關(guān)聯(lián)或連鎖(不平衡)。以確認(rèn)是否致病基因。,候選基因有醛糖還原酶基因(AR)、血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換酶基因(ACE)、血管緊張素原基因(AGT)、一氧化氮合成酶基因(NOS)、葡萄糖激酶基因(GCK)、胰島素基因、胰島素受體基因等。,2、遺傳標(biāo)記排除作圖法(連鎖分析法)尋找與糖尿病發(fā)病相關(guān)的分子遺傳學(xué)標(biāo)記。通常對(duì)糖尿病家系進(jìn)行連鎖分析,確定或排除某一區(qū)段與糖尿病的尚未知的致病基因連鎖。這是對(duì)未知代謝途徑研究的有效方法。以上兩種方法,既有區(qū)別,也有聯(lián)系。,I型糖尿病相關(guān)基因位點(diǎn)比較肯定,主要有IDDM115。II型糖尿病相關(guān)基因位點(diǎn)正在進(jìn)行大量研究,現(xiàn)已報(bào)道的陽(yáng)性重復(fù)位點(diǎn)主要有20Q1213、1Q2123、12P13、7Q21等。,二、主要候選基因或基因位點(diǎn)(一)HLAII類抗原基因與T1DM的關(guān)聯(lián)1、HLA基因譜HLA是多基因家族中的超基因,位于6號(hào)染色體短臂。見示意圖。,,,復(fù)等位基因數(shù)II類基因區(qū)有4個(gè)亞區(qū),每個(gè)亞區(qū)的等位基因數(shù)分別是DP區(qū)6個(gè)、D區(qū)26個(gè)、DQ區(qū)9個(gè)、DR區(qū)20個(gè)。一條染色體上的每個(gè)亞區(qū)內(nèi)都各有多個(gè)Α、Β鏈基因,基因產(chǎn)物為糖蛋白。分別由各亞區(qū)Α、Β基因合成Α和Β鏈,再形成非共價(jià)二聚體。,2、HLADR和HLADQ與T1DM的關(guān)聯(lián)(1)DR3、DR4、DRW6DRW8與T1DM關(guān)聯(lián)。(2)DQ基因區(qū)與T1DM的相關(guān)性比DR基因區(qū)更強(qiáng)。例如,02的美國(guó)人為T1DM所困,而攜帶DR3和DR4的白人發(fā)病率是正常人的20倍。,(3)DQΒ基因可能決定T1DM的易感性和耐受性。(4)可能有某單倍型的幾個(gè)位點(diǎn)共同參與了T1DM的易感性。,(二)其它1型糖尿病的易感位點(diǎn)IDDM2胰島素基因IDDM315Q26IDDM4D11S12531374IDDM56Q25與雌激素受體基因連鎖IDDM618S478IDDM72Q31谷氨酸脫羧酶抗體基因)IDDM86Q2527IDDM9IDDM10D10S193588IDDM1114Q243Q31D14S67與糖尿病連鎖IDDM12D2S2722Q33(細(xì)胞毒素相關(guān)因子)IDDM13D2S164(2Q24IDDM156Q21與HLA連鎖),,雖已報(bào)道15個(gè)易感位點(diǎn),但還會(huì)有新位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。還需要進(jìn)行研究以便確認(rèn)或排除。還需進(jìn)一步精細(xì)定位,進(jìn)而克隆易感基因,闡明易感基因的生物學(xué)功能。,(三)胰島素基因人胰島素基因位于11P15,由1355BP組成,包括3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。5’側(cè)翼區(qū)是調(diào)節(jié)順序,啟動(dòng)子位于第一個(gè)外顯子上游25BP處,第一外顯子上游168BP258BP之間的順序?yàn)樵鰪?qiáng)子。該基因區(qū)稱為IDDM2。,胰島素是最為保守的生物大分子之一,哺乳類動(dòng)物之間的胰島素基因結(jié)構(gòu)差異很小。人胰島素基因突變很少發(fā)生在編碼區(qū),因此,胰島素基因突變不是糖尿病的主要病因。,在胰島素基因5’側(cè)翼區(qū),在距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)363BP處,有一個(gè)高度變異區(qū)(INS5’HVR),其重復(fù)單位為14BPACAGGGGTGTGGGG,可將其作為一個(gè)遺傳標(biāo)記。按此HVR的長(zhǎng)度,可將其分為三型等位基因Ⅰ型等位基因小于600BP重復(fù)40多次Ⅱ型等位基因6001600BP重復(fù)80多次Ⅲ型等位基因16002470BP重復(fù)160多次,三型基因按孟德爾方式傳遞,人群中存在六種基因型Ⅰ/ⅠⅠ/ⅡⅠ/ⅢⅡ/ⅡⅡ/ⅢⅢ/Ⅲ在歐美(高加索人種),糖尿病患者Ⅰ型等位基因的頻率顯著高于對(duì)照。,(四)胰島素受體基因胰島素作用于靶細(xì)胞需要胰島素受體與之結(jié)合。胰島素受體是一種質(zhì)膜糖蛋白,它由連接胰島素的兩個(gè)Α亞單位和具有酪氨酸激酶活性的兩個(gè)Β亞單位組成。,胰島素受體基因突變使受體與胰島素的結(jié)合性降低,產(chǎn)生靶細(xì)胞抵抗胰島素的現(xiàn)象,這主要是T2DM的特征??傊?,胰島素受體基因突變可導(dǎo)致糖尿病,但基因的保守性,決定其也不是糖尿病的主要原因。,(五)葡萄糖激酶(GCK)基因GCK存在于肝臟和胰島的Β細(xì)胞,GCK對(duì)血糖的調(diào)節(jié)如下圖,,,血糖(),,血糖(),,,Β細(xì)胞葡萄糖感受器(胰島GCK),,胰島素(),,肝葡萄糖感受器()(肝GCK),,,如果GCK活性降低,正常代謝平衡出現(xiàn)紊亂,則導(dǎo)致血糖增高,引起糖尿病。,1、GCK基因結(jié)構(gòu)及多態(tài)性GCK基因定位于7P13,由12個(gè)外顯子,11個(gè)內(nèi)含子組成。這12個(gè)外顯子從5’向3’方向依次命名為1B、1H、1C、2、3、4、5、6、7、8、9、10,其中1B僅出現(xiàn)在胰島細(xì)胞,而1H和1C僅出現(xiàn)于肝細(xì)胞,其他外顯子在兩種組織內(nèi)相同。,,這種組織特異性是由基因的特異啟動(dòng)子所決定的,即組織不同啟動(dòng)子不同,在GCK基因的不同部位轉(zhuǎn)錄,形成各自特異的GCKMRNA。,在GCK基因區(qū)3’端處,發(fā)現(xiàn)3個(gè)(GC)N、2個(gè)(GA)N不連續(xù)串聯(lián)重復(fù)序列,即GCK微衛(wèi)星DNA多態(tài)性標(biāo)志之一,稱為GCK1。,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)GCK1含有七個(gè)等位基因,將含195BP的等位基因命名為Z,其他六種分別為Z2、Z4、Z6、Z8、Z10、Z15。它們的不同之處就在于上述不連續(xù)雙核苷酸重復(fù)序列長(zhǎng)度不同,如Z2含197BP,Z15含180BP,依此類推。,2、GCK基因與T2DM的關(guān)聯(lián)美國(guó)黑人Z4等位基因與T2DM關(guān)聯(lián),可看成該人群T2DM的遺傳標(biāo)記。毛里求斯人Z2等位基因與T2DM關(guān)聯(lián)。白人、印第安人Z等位基因與T2DM負(fù)關(guān)聯(lián)。,3、GCK基因突變與MODY型糖尿病目前已知,GCK基因突變是MODY的病因一GCK基因第七外顯子發(fā)生無(wú)意義突變(GLU279AM,即谷氨酸提前終止,或發(fā)生錯(cuò)義突變(GLY261ARG,即谷氨酰胺精氨酸。突變的GCK改變了與葡萄糖的親合力,還引起細(xì)胞的ATP/ADP比值改變,干擾了胰島素的分泌,導(dǎo)致MODY發(fā)生。,(六)NOS基因一氧化氮作為細(xì)胞信號(hào)傳遞的信使是近年來(lái)生命科學(xué)的重要成就,一氧化氮(NOS)合成酶基因與糖尿病的關(guān)系應(yīng)受到關(guān)注。人類NOS由多個(gè)基因編碼,可分為誘導(dǎo)型(INOS)、神經(jīng)元型(NNOS)和內(nèi)皮細(xì)胞型(ENOS)。,,NOS是內(nèi)源性NO生成的限速酶。影響NOS基因轉(zhuǎn)錄、翻譯的因素都可以影響NO的生成。INOS定位于17CEN→Q112區(qū)域,長(zhǎng)約37KB,包含26個(gè)外顯子。NNOS定位于12Q2422431,長(zhǎng)約120KB,有28個(gè)外顯子。ENOS定位于7Q3536,長(zhǎng)約21KB,有26個(gè)外顯子。,在糖尿病微血管并發(fā)癥鼠中發(fā)現(xiàn)ENOS表達(dá)下降,INOS表達(dá)增加。INOS基因啟動(dòng)子區(qū)的一個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)可能與歐洲人的2型糖尿病相關(guān)。在南非,觀測(cè)到NNOS基因的7、9等位基因在2型糖尿病患者中顯著增多。在ENOS基因中發(fā)現(xiàn)四種突變可能影響糖尿病的微血管并發(fā)癥。,,我們研究了中國(guó)漢族人INOS基因和ENOS基因微衛(wèi)星DNA各等位基因與2型糖尿病的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)INOS基因CCTTT14和CCTTT15與DM負(fù)相關(guān);ENOS基因(CA)34與DM正相關(guān)。對(duì)DM及其并發(fā)癥發(fā)生機(jī)制有了新的認(rèn)識(shí)。有必要進(jìn)一步研究正常人群和DM及微血管病變患者NOS基因編碼區(qū)的差異。,單核苷酸多態(tài)性(SNPS)是穩(wěn)定的分子標(biāo)志,基因編碼區(qū)的SNPS可引起密碼子改變,導(dǎo)致氨基酸變化并改變酶蛋白的構(gòu)象,致使原有功能喪失或降低。擬進(jìn)行NOS基因的分子流行病學(xué)研究。,三、IDDM與NIDDM的遺傳流行病學(xué)對(duì)于多基因病的基因分離,首先要回答有多少基因參與,是否有主基因的作用。流行病學(xué)研究表明,IDDM和NIDDM都很可能有主基因的作用。主基因到哪里去尋找呢,要從大量的適合分析的患者家系中去尋找。家系中有較多的患者,其遺傳背景又相近,應(yīng)用分子生物學(xué)方法,有可能找到糖尿病的相關(guān)基因。因此,家系是國(guó)家的重要遺傳學(xué)資源,國(guó)家對(duì)此進(jìn)行嚴(yán)格的歸口管理。,IDDM已經(jīng)找到許多相關(guān)基因位點(diǎn)。NIDDM的研究進(jìn)展緩慢。據(jù)計(jì)算,IDDM的ΛS值(同胞患病率/群體患病率)可達(dá)15以上,而NIDDM的ΛS值較低(有的僅35。,在不同地區(qū)、不同民族,某些家系的NIDDM的ΛS值可能較高,有望構(gòu)成NIDDM的亞型。因此,對(duì)這些家系的核心家系,判明遺傳方式后,可用遺傳標(biāo)記進(jìn)行連鎖分析,排除或確認(rèn)標(biāo)記位點(diǎn)與NIDDM的連鎖關(guān)系,從而為基因定位和克隆提供依據(jù)。,基因研究要有適合的家系?!罢业胶玫募蚁等缤l(fā)掘到寶藏”這種說(shuō)法并不夸張??蛇x擇以下方法尋找易感基因1、大家系的連鎖分析2、大量核心小家系的連鎖分析3、患者同胞對(duì)分析,其它多基因病的分子遺傳學(xué)研究策略與糖尿病的研究相似。多數(shù)是候選基因CANDIDATEGENE研究;其余是應(yīng)用疾病家系資源進(jìn)行排除作圖或部分基因組掃描(GENOMICSCANNING研究。,,謝謝大家。,
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簡(jiǎn)介:腫瘤的遺傳學(xué)與表觀遺傳學(xué)研究,腫瘤的發(fā)生是一個(gè)多基因多途徑的復(fù)雜多階段過(guò)程。腫瘤的發(fā)生是遺傳和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果,遺傳決定了個(gè)體的遺傳易感性,而環(huán)境因素決定了什么樣的易感個(gè)體患癌。,傳統(tǒng)的由多途徑多步驟的基因突變引起腫瘤的觀點(diǎn)日益受到挑戰(zhàn)。約翰霍普金斯大學(xué)的研究者認(rèn)為,腫瘤最早的發(fā)生可能源自干細(xì)胞階段的表遺傳學(xué)改變(EPIGENETICALTERATIONS)。,領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的ANDREWFEINBERG教授說(shuō),我們并非反駁腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)生了基因改變的觀點(diǎn),但我們認(rèn)為,表遺傳學(xué)上亦發(fā)生了改變而且來(lái)的更早些。FEINBERG教授更提出了包含表遺傳學(xué)改變的腫瘤發(fā)生的三個(gè)過(guò)程,在傳統(tǒng)的二次打擊理論之前加上了表遺傳學(xué)改變這一重要步驟。許多尚未發(fā)現(xiàn)基因突變的細(xì)胞卻往往有了腫瘤細(xì)胞的特性,而現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)這些原代細(xì)胞經(jīng)常帶有表遺傳學(xué)的改變。,腫瘤發(fā)生中的遺傳因素,遺傳是指親代將一種性狀經(jīng)遺傳物質(zhì)傳遞給下一代的過(guò)程,是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。變異指的是遺傳變異;也就是一種性狀受遺傳影響而產(chǎn)生變異的可能值范圍。,現(xiàn)有的一些資料或證據(jù)不僅在細(xì)胞水平上而且在群體及家系水平上支持腫瘤的發(fā)生與遺傳有關(guān)。在人群中常可觀察到一些癌家族或某種癌有家族聚集特征,提示某種癌的顯性遺傳。許多遺傳性免疫缺陷的個(gè)體中腫瘤發(fā)生率明顯升高,可能與遺傳因子有關(guān)。,一些人類基因能繼發(fā)的導(dǎo)致腫瘤發(fā)生,這些基因遺傳狀態(tài)使某些組織發(fā)生生長(zhǎng)調(diào)控異常,然后這種組織再經(jīng)歷另一次突變而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。如神經(jīng)纖維瘤、多發(fā)性結(jié)腸息肉癥、甲狀腺髓樣癌等。有些罕見的隱性癌基因在純合狀態(tài)下導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定性(如發(fā)生斷裂等),致使宿主具有腫瘤發(fā)生易感性。,腫瘤的遺傳易感性,遺傳易感性實(shí)際上是個(gè)體遺傳變異對(duì)環(huán)境致癌因素的敏感程度。遺傳易感性是能夠代代遺傳下去的。由于各種易感基因的功能不同構(gòu)成了不同的遺傳因素,帶有不同遺傳因素的個(gè)體對(duì)環(huán)境因子的易感性有所不同。有遺傳易感性的個(gè)體比不具有遺傳易感性的個(gè)體,其腫瘤發(fā)病率高10100倍。,決定腫瘤遺傳易感性的遺傳因素,1代謝酶系統(tǒng)體內(nèi)致癌物代謝基因多態(tài)性與腫瘤易感性有密切關(guān)系,如細(xì)胞色素P450酶、亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR、絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶(SHMT等。,2染色體不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)重排和癌基因的激活染色體的不穩(wěn)定性使染色體易發(fā)生自發(fā)或誘發(fā)的斷裂與裂隙,染色體的脆性部位是一種隨機(jī)發(fā)生斷裂的特殊點(diǎn),預(yù)示著染色體的不穩(wěn)定性。在已定位的75個(gè)脆性位點(diǎn)中有16個(gè)是可遺傳的。脆性部位是腫瘤細(xì)胞染色體重排的易感部位,是致癌因子敏感的位置,化學(xué)致癌原及輻射照射都在脆性位點(diǎn)處使染色體斷裂,染色體缺失和重排也往往發(fā)生在這些脆性部位。,3免疫缺陷增加了腫瘤的發(fā)病率許多免疫缺陷疾患都有嚴(yán)重的或顯著的免疫抑制現(xiàn)象,從而增加了某些腫瘤的發(fā)病率。在這類免疫缺陷疾患中,遺傳因素通過(guò)影響致癌因子的代謝,免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié),干擾素的分泌水平或?qū)Σ《靖腥镜姆磻?yīng)等諸方面去影響對(duì)癌癥的易感性。,4單核苷酸多態(tài)與腫瘤易感性人類基因組計(jì)劃研究結(jié)果證明,不同個(gè)體的基因999都是一樣的,但在序列上有極?。?1)的遺傳差異,其中主要是單核苷酸多態(tài)(SNP。SNP是指特定的核苷酸突變?cè)谌巳褐谐霈F(xiàn)的頻率大于或等于1,存在于整個(gè)基因組中,而小于1稱為種系突變(GERMLINEMUTATION,多發(fā)生于編碼區(qū)。,5DNA修復(fù)缺陷和基因組不穩(wěn)定性環(huán)境因素是腫瘤發(fā)生的始動(dòng)因素,而個(gè)人的遺傳特征決定腫瘤的易感性。化學(xué)致癌物可以致使細(xì)胞基因發(fā)生突變,但正常的細(xì)胞具有DNA監(jiān)控修復(fù)系統(tǒng),保證細(xì)胞內(nèi)基因的正確修復(fù)和穩(wěn)定。一旦這些修復(fù)系統(tǒng)有遺傳缺陷,則無(wú)法修復(fù)而導(dǎo)致突變的存在,所以DNA修復(fù)能力缺陷或低下是化學(xué)致癌的重要機(jī)制之一。,6癌基因種系突變和抑癌基因種系突變通常情況下癌基因和抑癌基因處于動(dòng)態(tài)平衡,使細(xì)胞處于正常的發(fā)育生長(zhǎng)和分化狀態(tài)中,一旦抑癌基因有遺傳缺失,癌基因活性異常,細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)則傾向腫瘤的發(fā)生。,腫瘤分子遺傳學(xué)新進(jìn)展,DNA水平的研究1.定位克隆癌基因和抑癌基因利用各種DNA多態(tài)性標(biāo)記對(duì)癌基因或抑癌基因進(jìn)行染色體定位進(jìn)而克隆該基因。2.比較基因組雜交(COMPARATIVEGENOMICHYBRIDIZATION,CGH)比較基因組雜交是將熒光素分別標(biāo)記在去除了重復(fù)序列的腫瘤及正常細(xì)胞基因組DNA上,然后分別與正常染色體進(jìn)行原位雜交,對(duì)該兩種不同探針與各個(gè)染色體雜交后的信號(hào)進(jìn)行比較,以了解該腫瘤中細(xì)胞在不同染色體上缺失或擴(kuò)增的狀態(tài)。,3.代表性差異分析(REPRESENTIONALDIFFERENCEANALYSIS,RDA)可用于檢測(cè)兩種不同DNA群中所存在的序列上的差異。,RNA水平的研究1.消減雜交(SUBTRACTIVEHYBRIDIZATION)2.差異顯示PCR(DIFFERENTIALDISPLAYPCR,DDPCR)3.CDNA代表性差異分析(CDNARDA)4.DNA芯片與探針微列陣,腫瘤發(fā)生中的表遺傳因素,在基因組中除了DNA和RNA序列以外,還有許多調(diào)控基因的信息,它們雖然本身不改變基因的序列,但是可以通過(guò)基因修飾,蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、DNA和其它分子的相互作用,而影響和調(diào)節(jié)基因的功能和特性,并且通過(guò)細(xì)胞分裂和增殖周期影響遺傳。表遺傳學(xué)1939年由WADDINGTON首先提出,目前認(rèn)為表遺傳學(xué)是研究沒有DNA序列變化,可遺傳的基因表達(dá)活性的改變。,表遺傳學(xué)是指非基因序列所致的可遺傳的變化,如DNA甲基化、組蛋白修飾、染色體重塑、RNA干涉等,是在基因組層次上調(diào)控基因的表達(dá),即通過(guò)控制基因的表達(dá)時(shí)間、空間位置和表達(dá)方式來(lái)調(diào)控發(fā)育過(guò)程及各種生理反應(yīng)。是以基因表達(dá)水平改變?yōu)橹鞯难芯俊?盡管遺傳學(xué)和表遺傳學(xué)在許多方面存在著差異,但它們有著共同的理論基礎(chǔ),即多細(xì)胞生物體中每種細(xì)胞在遺傳學(xué)上是同質(zhì)的。遺傳學(xué)信息提供了包括表遺傳學(xué)修飾蛋白在內(nèi)的各種蛋白質(zhì)的藍(lán)圖,而表遺傳學(xué)信息調(diào)控一組基因何時(shí)、何地表達(dá)及其表達(dá)的程度。兩者密不可分并相互協(xié)調(diào),兩者既有區(qū)別,彼此影響,又相輔相成,以共同確保細(xì)胞乃至生命有機(jī)體的正常功能。,表遺傳突變與傳統(tǒng)的基因突變也有區(qū)別其一,表遺傳突變是可逆的常發(fā)生在基因的啟動(dòng)子區(qū),而基因突變則多發(fā)生在編碼區(qū)其二,表遺傳突變及其回復(fù)突變的頻率高于基因突變及其回復(fù)突變的頻率。,腫瘤的表遺傳學(xué)研究進(jìn)展,1DNA甲基化DNA甲基化是腫瘤中最常見的分子改變之一,包括基因組總體甲基化水平降低和某些基因啟動(dòng)區(qū)域發(fā)生高甲基化HYPERMETHYLATION。腫瘤相關(guān)基因的異常甲基化在腫瘤的形成及發(fā)展上起著重要作用。,低甲基化在腫瘤中,低甲基化通常發(fā)生在中度和高度重復(fù)序列,包括異染色質(zhì)DNA重復(fù)序列、散布的逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒元件另外低甲基化也可發(fā)生于單一序列,如一些癌基因等。低甲基化可導(dǎo)致染色體的不穩(wěn)定。,高甲基化癌細(xì)胞在整體低甲基化的水平下,一些局部特定區(qū)域是高甲基化,而這種特定區(qū)域一般是跨越管家基因和腫瘤抑制基因啟動(dòng)子的CPG島區(qū)?,F(xiàn)已確認(rèn)這種CPG島高甲基化作用在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用,也是腫瘤發(fā)生中基因表達(dá)沉默的主要機(jī)制,尤其表現(xiàn)在腫瘤抑制基因和錯(cuò)配修復(fù)基因。由于這種高甲基化具有誘導(dǎo)基因編碼區(qū)突變和使基因失活的能力而利于腫瘤的發(fā)展。,在一個(gè)癌細(xì)胞中,可有多種基因同時(shí)被異常甲基化。目前已鑒定的易高甲基化的基因包括參與細(xì)胞周期、DNA修復(fù)、耐藥性形成、分化、凋亡的基因及參與腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成的基因。,從理論上講,一個(gè)腫瘤細(xì)胞中可有成百上千個(gè)CPG島被異常甲基化,但研究表明并不是這樣,每種腫瘤都有其自身一套基因是異常甲基化。根據(jù)基因甲基化圖譜將腫瘤進(jìn)行分類和分型是有可能的。,根據(jù)KNUDSON的二次打擊模型,腫瘤抑癌基因的雙等位基因都失活后,抑癌基因才被完全滅活,產(chǎn)生癌癥表型。研究顯示腫瘤可以在一個(gè)等位基因上穩(wěn)定地保持突變形式,而在另一個(gè)等位基因上則為高甲基化,由此導(dǎo)致該基因功能失活。,DNA高甲基化有幾種可能機(jī)制①維持DNA胞嘧啶甲基化的酶DNMT1的失真②重建甲基化的酶DNMT3A和DNMT3B的異常③對(duì)異常甲基化DNA的錯(cuò)誤修復(fù)機(jī)制④染色質(zhì)重塑。,2組蛋白修飾核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。核心組蛋白的N端尾部暴露在核小體的表面并可發(fā)生共價(jià)修飾,從而對(duì)基因表達(dá)發(fā)揮調(diào)控作用。常見的組蛋白尾部修飾方式有乙?;?、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等,乙?;土姿峄强赡嫘孕揎?。特定的組蛋白修飾與特定的基因激活或抑制狀態(tài)相聯(lián)系,組蛋白修飾在基因調(diào)控中發(fā)揮了重要作用。,3基因組印記基因組印記是一種在基因組DNA水平對(duì)雙親等位基因特異性的修飾作用。該修飾作用是在胚胎發(fā)育早期形成的,它具有不包括DNA序列變化,但影響基因調(diào)控以及引起2個(gè)等位基因不同表達(dá)的特性。由于基因組印記在新生命誕生時(shí)已經(jīng)形成,所以很可能是癌前事件,由此很有可能成為癌癥早期診斷的指標(biāo)。目前相關(guān)研究較少。,近年來(lái),針對(duì)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)和表遺傳學(xué)改變,做了以下相關(guān)研究1腫瘤相關(guān)基因多態(tài)性對(duì)食管癌賁門癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響;2賁門癌抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化狀態(tài)研究。,分別應(yīng)用序列特異性引物PCR(SSP)及限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析(PCR-RFLP)等方法對(duì)免疫相關(guān)基因(TNF、IL10、TGFΒ1等)、細(xì)胞周期調(diào)控基因(P21和P27)、DNA修復(fù)基因(XPA和XPC)等基因的單核苷酸多態(tài)性與食管鱗狀細(xì)胞癌(ESCC)、賁門腺癌(GCA)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間進(jìn)行了關(guān)聯(lián)研究,并得出了以下結(jié)論,1TNFΒ252G/AG/G和G/A基因型能顯著增加家族史陰性人群患食管癌和賁門癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。2IL10基因G1082A多態(tài)性與ESCC和GCA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)。3TGFΒ1基因啟動(dòng)子區(qū)C509T位點(diǎn)T等位基因和T869C位點(diǎn)C等位基因可增加GCA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。,4P213′非翻譯區(qū)T/T基因型可顯著增加ESCC的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。5XPA基因A23G位點(diǎn)的A/GG/G基因型可顯著降低ESCC和GCA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),在無(wú)上消化道腫瘤家族史的ESCC患者中這一趨勢(shì)更加明顯。,6XPC第15外顯子C/C基因型可增加非吸煙個(gè)體ESCC的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。第8外顯子C/T基因型可顯著降低GCA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),在吸煙個(gè)體和家族史陰性個(gè)體中作用更加明顯。攜帶A/C、C/C單體型可顯著增加GCA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。,分別應(yīng)用甲基化特異性PCR方法檢測(cè)了E鈣粘蛋白ECADHERIN、RAS相關(guān)區(qū)域家族1A(RASSF1A)、螺旋酶樣轉(zhuǎn)錄因子(HLTF)、凝血酶敏感蛋白1(TSP1)等基因在賁門腺癌中的甲基化狀態(tài),并對(duì)其甲基化狀態(tài)與轉(zhuǎn)錄及蛋白表達(dá)的關(guān)系進(jìn)行了研究,并得出了以下結(jié)論,ECADHERIN在賁門腺癌組織中的甲基化率為685,顯著高于癌旁組織,并與其蛋白表達(dá)有明顯的相關(guān)性。RASSF1A在在賁門腺癌組織中的甲基化率為587,顯著高于癌旁組織,且其高甲基化與CYCLIND1蛋白表達(dá)之間有明顯的相關(guān)性。,3HLTF基因在賁門腺癌組織中的甲基化率為458,顯著高于癌旁組織。4TSP1在賁門腺癌組織中的甲基化率為354,顯著高于癌旁組織,并與其蛋白表達(dá)有明顯的相關(guān)性,且其在賁門腺癌中的高甲基化與TGFΒ1蛋白表達(dá)之間有明顯的相關(guān)性。,謝謝,資料可以編輯修改使用學(xué)習(xí)愉快,課件僅供參考哦,實(shí)際情況要實(shí)際分析哈,感謝您的觀看,
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上傳時(shí)間:2024-01-06
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簡(jiǎn)介:遺傳,生命延續(xù)的保證,第四章,主要內(nèi)容,基因在遺傳中的作用,生物的變異,,遺傳與優(yōu)生,基因的概念,遺傳學(xué)的概念,遺傳生物世代間的延續(xù)變異生物個(gè)體間的差異遺傳學(xué)研究生物的遺傳與變異的學(xué)科,一、基因的概念,1孟德爾遺傳因子2基因位于染色體上3DNA與染色體的關(guān)系4從DNA到蛋白質(zhì)5DNA與性狀,1孟德爾遺傳因子,,,,,,,基因的概念,2基因位于染色體上,基因的概念,3染色體與DNA的關(guān)系,,,,,,,,,,,基因的概念,4從DNA到蛋白質(zhì),DNA,前體RNA,MRNA,多肽鏈,基因的概念,5DNA與性狀,基因的概念,二、基因在遺傳中的作用,1基因與性狀2常染色體上基因的遺傳3性染色體上基因的遺傳4性別決定5性別畸形6多基因遺傳,1基因與性狀,顯性基因顯性性狀隱性基因隱性性狀致死基因致死作用,,,,性狀是由基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果,基因在遺傳中的作用,2常染色體,顯性基因的遺傳,人類耳垂AA、AA有耳垂;AA無(wú)耳垂,基因在遺傳中的作用,2常染色體,顯性基因的遺傳,人類多指,基因在遺傳中的作用,2常染色體,顯性基因的遺傳,軟骨發(fā)育不全癥,基因在遺傳中的作用,UPI/BETTMANNNEWSPHOTOS,2常染色體,隱性基因的遺傳,白化病先天性聾啞先天性高度近視,,白化病,基因在遺傳中的作用,2常染色體,隱性基因的遺傳,白化病先天性聾啞先天性高度近視,,白化病遺傳,基因在遺傳中的作用,,3性染色體,伴性遺傳決定性狀的基因位于性染色體上,X連鎖的隱性遺傳血友病,基因在遺傳中的作用,3性染色體,伴性遺傳決定性狀的基因位于性染色體上,X連鎖的隱性遺傳色盲,基因在遺傳中的作用,3性染色體,伴性遺傳決定性狀的基因位于性染色體上,Y連鎖遺傳限雄遺傳,人類的耳道長(zhǎng)毛癥,基因在遺傳中的作用,3性染色體,從性遺傳常染色體上的基因,表現(xiàn)受個(gè)體性別的影響,人類的禿頂男性顯性,女性隱性羊角雄性顯性,雌性隱性,基因在遺傳中的作用,4性別決定,性染色體決定性別,XY型雄性有兩個(gè)異型性染色體,人類,哺乳動(dòng)物,果蠅等ZW型雌性有兩個(gè)異型性染色體,鳥類,蝴蝶等,基因在遺傳中的作用,4性別決定,單倍體決定性別,蜜蜂雄性為單倍體N,由未受精卵發(fā)育而來(lái),無(wú)父親雌性為二倍體2N,由受精卵發(fā)育而來(lái),基因在遺傳中的作用,4性別決定,環(huán)境決定,珊瑚島魚在30~40條左右的群體中,只有一條為雄性,當(dāng)雄性死后,由一條強(qiáng)壯的雌性轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌?基因在遺傳中的作用,4性別決定,基因決定性別,玉米雌雄同株雌花序由BA基因控制雄花序由TS基因控制,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,KLINEFETTER綜合癥先天性睪丸發(fā)育不全外貌男性,睪丸萎縮,具有乳房,不育,低智商身高183CM占1/260染色體組成47,XXY在男性不育中占1/100,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,KLINEFETTER綜合癥先天性睪丸發(fā)育不全,,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,TURNER綜合癥(性腺發(fā)育不全)外貌女性,個(gè)矮(13M左右)第二性征發(fā)育不良,原發(fā)性閉經(jīng),肘外翻,盾狀胸,35有心血管病,智力低下或正常染色體組成45,X0,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,TURNER綜合癥(性腺發(fā)育不全),,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,XYY或多個(gè)Y個(gè)體占男性的1/250~1/500,個(gè)高(180M以上,外貌男性,病癥類似47,XYY,智力一般較低,性格粗暴,易沖動(dòng),生殖器官發(fā)育不良,多數(shù)不育,有人認(rèn)為患者有反社會(huì)行為,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,XYY或多個(gè)Y個(gè)體,,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,性染色體與性別畸形,多X女性表現(xiàn)為女性,眼距寬,外生殖器及第二性征多正常,有的月經(jīng)失調(diào),類似21三體,智力發(fā)育遲緩,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,基因與性別畸形,男性陰陽(yáng)人具有正常男性的染色體組成(46,XY外觀多呈女性,不育病因雄性激素受體基因突變,基因在遺傳中的作用,5性別畸形,基因與性別畸形,女性陰陽(yáng)人第二性征多呈男性病因基因突變導(dǎo)致雄性激素產(chǎn)生,基因在遺傳中的作用,6多基因遺傳,數(shù)量性狀其變異在一個(gè)群體中是連續(xù)的,基因在遺傳中的作用,,6多基因遺傳,數(shù)量性狀受環(huán)境的影響甚為明顯。環(huán)境引起的變異一般只表現(xiàn)于當(dāng)代,不能連續(xù)。遺傳變異是可以遺傳的。遺傳變異對(duì)數(shù)量性狀的作用,用遺傳率來(lái)表示遺傳變異遺傳率()X100總變異(遺傳變異環(huán)境變異)遺傳率高說(shuō)明群體的變異主要是由遺傳變異引起的。,遺傳率,基因在遺傳中的作用,6多基因遺傳,人類一些性狀與疾病的遺傳率,性狀遺傳率疾病群體發(fā)病率遺傳率()()()身高81唇裂腭裂01776體重78糖尿病0275智商80精神分裂癥1080語(yǔ)言能力68哮喘480計(jì)算能力12高血壓4862,,,,基因在遺傳中的作用,三、生物的變異,染色體的畸變基因突變,染色體的數(shù)量變異,無(wú)籽西瓜,生物的變異,染色體的數(shù)量變異,群體發(fā)病率1/650癥狀眼裂小,舌常外伸并有舌裂,掌紋異常,生長(zhǎng)遲緩,智力低下病因47(2N1,21號(hào)染色體多一條,DOWN氏綜合癥(21三體),生物的變異,染色體的數(shù)量變異,DOWN氏綜合癥(21三體),,生物的變異,染色體的結(jié)構(gòu)變異,人類的貓叫綜合癥第5號(hào)染色體缺失(短臂缺失)患兒發(fā)出咪咪聲,耳位低下,智商僅20~40,生物的變異,染色體的結(jié)構(gòu)變異,人類的貓叫綜合癥,,生物的變異,基因突變,基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,編碼氨基酸的DNA堿基發(fā)生變化,通常有堿基替換,移碼突變等。三聯(lián)體密碼改變,編碼的氨基酸、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能隨之改變。誘發(fā)基因突變的因素又稱誘變劑常見的誘變劑有(1)烷化劑引起DNA中A和G,T和C堿基轉(zhuǎn)換(2)堿基類似物以假亂真,如5BU,2氨基嘌呤(3)造成DNA增加或減少一、二個(gè)堿基吖啶類染料,氮芥類衍生物等,生物的變異,基因突變血紅蛋白Β鏈基因突變,生物的變異,基因突變血紅蛋白Β鏈基因突變,生物的變異,四、遺傳與優(yōu)生,遺傳病是指遺傳物質(zhì)改變而導(dǎo)致的疾病遺傳病診斷與治療,遺傳病,人類中有約10的人患有單基因遺傳病,約20的人患有多基因遺傳病,還有染色體病等,粗略估計(jì),約25的生理缺陷、30的兒童死亡和60的成年人疾病都是由遺傳疾病引起的,約1/3的人受遺傳病所累。由于表現(xiàn)程度不同,往往不大注意。我國(guó)每年出生的1500多萬(wàn)個(gè)嬰兒中,3(約36萬(wàn))出生缺陷,其中80是遺傳因素造成的。智商(IQ)低于70者占總?cè)丝诘?2,其中嚴(yán)重智力低下者約占02(約200多萬(wàn))。遺傳病也是造成人類壽命縮短的主要因素,遺傳與優(yōu)生,遺傳病診斷,臨床水平細(xì)胞水平染色體、細(xì)胞、組織檢查分子水平一是檢測(cè)基因產(chǎn)物蛋白質(zhì)、酶的量和活性。二是檢測(cè)酶促反應(yīng)底物或產(chǎn)物的變化基因水平核酸分子雜交法、PCR法、限制性內(nèi)切酶法、核酸測(cè)序法等,遺傳與優(yōu)生,遺傳病的治療,基因治療是從根本上治療遺傳病的方法轉(zhuǎn)移載體外源基因?qū)氲幕瘜W(xué)和物理方法基因治療的方式反義療法核酶的基因治療,遺傳與優(yōu)生,1轉(zhuǎn)移載體,常用病毒作為基因轉(zhuǎn)移的載體。基因轉(zhuǎn)移的方法主要有重組反轉(zhuǎn)錄病毒(RNA病毒)介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移重組DNA病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移,遺傳病的治療,遺傳與優(yōu)生,2化學(xué)療法與物理療法,遺傳病的治療,化學(xué)方法用磷酸鈣微量沉淀外源DNA,然后與靶細(xì)胞混合;靶細(xì)胞攝入沉淀物,外源基因進(jìn)入核內(nèi),與染色體發(fā)生整合物理方法主要有顯微注射法和電穿透法。電穿透法是借助電流使DNA直接穿過(guò)細(xì)胞膜,從而轉(zhuǎn)入細(xì)胞中,遺傳與優(yōu)生,遺傳病的治療,3基因治療的方式,體外原位治療從患者體內(nèi)取出帶有基因缺陷的細(xì)胞通過(guò)基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行遺傳修正將經(jīng)過(guò)遺傳修正后的細(xì)胞進(jìn)行選擇和培養(yǎng)將修正后的細(xì)胞通過(guò)融合或移植的方法轉(zhuǎn)入患者,遺傳與優(yōu)生,遺傳病的治療,3基因治療的方式,體內(nèi)基因治療通過(guò)轉(zhuǎn)移載體將具有治療功能的基因直接轉(zhuǎn)入病人的某一特定組織中,遺傳與優(yōu)生,遺傳病的治療,4反義療法,通過(guò)阻遏或降低目的基因的表達(dá)達(dá)到治療的目的。反義療法通過(guò)引入目的基因的MRNA的反義序列與MRNA相配對(duì)后,用于翻譯的MRNA的量就大大減少,因而合成的蛋白質(zhì)的量也相應(yīng)大大減少,遺傳與優(yōu)生,遺傳病的治療,5核酶的基因治療,核酶(RIBOZYME)是指具有催化裂解活性的RNA分子。通過(guò)載體將核酶轉(zhuǎn)入細(xì)胞,特異性地切割有害基因,遺傳與優(yōu)生,優(yōu)生學(xué),預(yù)防性優(yōu)生學(xué)(負(fù)優(yōu)生學(xué))研究降低產(chǎn)生不利表現(xiàn)型的不利基因的途徑。A、開展婚前檢查B、禁止近親結(jié)婚C、提倡適齡生育20歲以下年輕母親所生子女中,先天畸形發(fā)生率比25~34歲者要高50,40歲以上母親所生子女中,先天愚型的發(fā)病率要比25~34歲者高10倍。D、開展遺傳咨詢,遺傳與優(yōu)生,優(yōu)生學(xué),E、開展產(chǎn)前診斷F、妊娠早期避免接觸致畸劑如鏈霉素可致胎兒聽神經(jīng)受損,氯霉素可致灰色綜合癥,電離輻射可致胎兒生長(zhǎng)緩慢演進(jìn)性優(yōu)生學(xué)(正優(yōu)生學(xué))研究增加產(chǎn)生有利表現(xiàn)型的有利基因頻率的方法,遺傳與優(yōu)生,優(yōu)生學(xué),產(chǎn)前診斷,遺傳與優(yōu)生,五、基因工程,1人類基因組計(jì)劃2后基因組計(jì)劃,1人類基因組計(jì)劃,基因組(GENOME)是一個(gè)單倍體細(xì)胞內(nèi)基因的總和,它分為核基因組、線粒體基因組與葉綠體基因組。基因組內(nèi)包括編碼序列與非編碼序列,基因工程,1人類基因組計(jì)劃,遺傳學(xué)圖(GENETICMAP)選擇遺傳標(biāo)記以CM(摩爾根重組單位)為圖距單位。人的基因組巳有7,000多個(gè)信息豐富的遺傳標(biāo)記,分辨率巳達(dá)07CM(1CM1,000KB)物理學(xué)圖(PHYSICALMAP)以堿基對(duì)數(shù)為圖距單位,由已知序列作為基因的物理圖標(biāo),現(xiàn)分辨率巳達(dá)到200KB以內(nèi)。序列圖(SEQUENCEMAP)分子水平的物理學(xué)圖,即DNA的堿基排列圖,可望在10年內(nèi)完成。轉(zhuǎn)錄圖(TRANSCRIPTIONMAP)轉(zhuǎn)錄圖是基因圖的雛形,現(xiàn)至少巳有25萬(wàn)個(gè)CDNA序列,并正在以每天1,000多個(gè)的速度增長(zhǎng)。,基因工程,2后基因組計(jì)劃,基因克隆計(jì)劃克隆和鑒定人的10萬(wàn)個(gè)基因基因組多樣性計(jì)劃群體多樣化的研究;代表基因組到個(gè)體基因組的研究CDNA計(jì)劃目標(biāo)是建立不同組織、不同基因在不同時(shí)期的表達(dá)“目錄”,即個(gè)體基因表達(dá)的時(shí)空?qǐng)D蛋白組計(jì)劃HGP的基因序列可以馬上轉(zhuǎn)化為信息的和物質(zhì)的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)。仿照HGP從單一的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)向大規(guī)模的種類、結(jié)構(gòu)和功能的研究細(xì)胞計(jì)劃從分子水平到細(xì)胞水平的研究中國(guó)的HGP指導(dǎo)思想?yún)⑴c、分享,重點(diǎn)是利用我們的資源,依靠我們自己的力量,為我們的子孫克隆我們自己的基因,基因工程,本章小結(jié),一、基因的概念二、基因在遺傳中的作用三、生物的變異四、遺傳與優(yōu)生,結(jié)束,返回總目錄,資料可以編輯修改使用學(xué)習(xí)愉快,課件僅供參考哦,實(shí)際情況要實(shí)際分析哈,感謝您的觀看,
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上傳時(shí)間:2024-01-07
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