1、疾病產(chǎn)生的分子基礎(chǔ)1第1頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六第一節(jié) 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 。第2頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病細(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。 第3頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)

2、48分，星期六基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病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（geneticimprinting）。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。 第4頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六一、基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病發(fā)生 1基因結(jié)構(gòu)改變 2細(xì)胞間信號(hào)異常3細(xì)胞內(nèi)因素第5頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(一) 基因突變的多種類型點(diǎn)突變是單個(gè)堿基的改變?nèi)笔且粋€(gè)或多個(gè)核苷酸的丟失插入是一個(gè)

3、或多個(gè)核苷酸的增加倒位是一段核苷酸序列方向倒轉(zhuǎn)基因突變還分為配子突變與體細(xì)胞突變動(dòng)態(tài)突變指串聯(lián)重復(fù)拷貝數(shù)隨世代的傳遞而改變第6頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因突變由于體內(nèi)外各種因素改變了某基因特定的DNA序列堿基組成和排列順序，導(dǎo)致DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，改變了基因結(jié)構(gòu)；其分子機(jī)制可以是替換、插入或缺失，因而產(chǎn)生不同的突變類型。第7頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因突變的類型點(diǎn)突變:單個(gè)堿基的改變 在基因一級(jí)結(jié)構(gòu)的某個(gè)位點(diǎn)上，一種堿基被另一種堿基取代。 分為： 轉(zhuǎn)換 （transition） 顛換 （transversion）第8頁(yè)，共97

4、頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因突變的類型缺失（delelation）是一個(gè)或多個(gè)核苷酸的丟失：在基因一級(jí)結(jié)構(gòu)中某個(gè)位點(diǎn)上，一個(gè)核苷酸或一段核苷酸序列丟失造成的基因結(jié)構(gòu)改變。 3. 插入（insertion）第9頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因突變的類型倒位是一段核苷酸序列方向倒轉(zhuǎn)：基因內(nèi)部的DNA序列重組，使一段DNA序列的方向倒轉(zhuǎn)。配子突變與體細(xì)胞突變動(dòng)態(tài)突變指串聯(lián)重復(fù)拷貝數(shù)隨世代的傳遞而改變（dynamic mutation）第10頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六堿基置換突變 (substitution mutatio

5、n)(二) 不同的基因突變引起不同的遺傳效應(yīng)a. 同義突變 (consense mutation)b. 錯(cuò)義突變 (missense mutation)c. 無義突變 (nonsense mutation)d. 終止密碼子突變或延長(zhǎng)突變e. 起始密碼子突變(initiation codon mutation)f. 非編碼序列點(diǎn)突變 (point mutation in noncoding sequence)第11頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六同義突變(same sense mutation)：密碼子發(fā)生改變, 但所編碼的氨基酸不變。 例如：CUU CUC CUG 亮氨

6、酸第12頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六錯(cuò)義突變（missense mutation）指DNA改變后mRNA中相應(yīng)密碼子發(fā)生改變，編碼另一種氨基酸，使蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生改變。錯(cuò)義突變結(jié)果產(chǎn)生異常蛋白質(zhì)和酶。但也有不少基因由于錯(cuò)義突變產(chǎn)生部分降低活性和異質(zhì)組分的酶，不完全抑制了催化反應(yīng)，這種基因稱為漏出基因（leaky gene）。有些錯(cuò)義突變不影響蛋白質(zhì)或酶的生物活性，不表現(xiàn)出明顯的表型效應(yīng)。 第13頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 由于一對(duì)或幾對(duì)堿基對(duì)的改變而使決定某一氨基酸的密碼子變成一個(gè)終止密碼子的基因突變叫無義突變 (nonsense

7、mutation) 。亮氨酸的密碼子UUA，中間的U變?yōu)锳這樣一個(gè)堿基變化就會(huì)成為（終止密碼子）UAA。酪氨酸的密碼子是UAC，置換突變使UAC變?yōu)槊艽a子UAG后翻譯便到此停止。第14頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六當(dāng)DNA分子中一個(gè)終止密碼發(fā)生突變，成為編碼氨基酸的密碼子時(shí)，多肽鏈的合成將繼續(xù)進(jìn)行下去，肽鏈延長(zhǎng)直到遇到下一個(gè)終止密碼子時(shí)方停止，因而形成了延長(zhǎng)的異常肽鏈，這種突變稱為終止密碼突變（termination codon mutation）或延長(zhǎng)突變（elongtion mutation）。 第15頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六當(dāng)基因

8、內(nèi)部不同位置上的不同堿基發(fā)生了兩次突變，其中一次抑制了另一次突變的遺傳效應(yīng)，這種突變稱為抑制基因突變（suppressor gene mutation）。 如單純6谷氨酸纈氨酸，則可產(chǎn)生HbS病，往往造成死亡。但Hb Harlem臨床表現(xiàn)卻較輕，即73的突變抑制了6突變的有害效應(yīng)。 第16頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(2) 缺失或插入突變(deletion or insertion mutation) a. 密碼子缺失或插入(codon deletion or codon insertion) b. 移碼突變(frame-shift mutation) c. 整基因

9、或大片段缺失 (deletion of a whole gene or a large segment) (3) 融合突變(fusion mutation) 細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)同源染色體不等交換而致基因間錯(cuò)位配對(duì)， 產(chǎn)生兩種含不同等位基因的染色體。 第17頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六移碼突變(frame-shift mutation)：指DNA鏈上插入或丟失1個(gè)、2個(gè)甚至多個(gè)堿基（但不是三聯(lián)體密碼子及其倍數(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都發(fā)生了相應(yīng)改變。移碼突變?cè)斐傻碾逆溠娱L(zhǎng)或縮短，取決于移碼終止密碼子推后或提前出現(xiàn)。 第18頁(yè)，

10、共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(4) 基因突變影響 hnRNA 的剪接 基因突變發(fā)生在 hnRNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu)上特定的剪接位點(diǎn)上，導(dǎo)致 hnRNA 的剪接錯(cuò)誤，產(chǎn)生異常的 mRNA，最終產(chǎn)生異常的蛋白表達(dá)產(chǎn)物，改變生物性狀。第19頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(三) 結(jié)構(gòu)基因改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)變化引起疾病1. 血紅蛋白病 (hemoglobinopathy)： 血紅蛋白(hemoglobin, Hb)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 珠蛋白(globin)基因的時(shí)、空特異性表達(dá) 第20頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六血紅蛋白結(jié)構(gòu)血紅蛋白是由4條肽鏈

11、（兩個(gè)和兩個(gè)鏈）組成的。每條肽鏈都類似于肌紅蛋白的肽鏈，都結(jié)合一個(gè)血紅素。血紅蛋白的脫氧（T）和氧合（R）構(gòu)象在氧的親和性方面有很大區(qū)別。由于結(jié)構(gòu)上的相互作用是與它的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以血紅蛋白在結(jié)合氧的過程中顯示出別構(gòu)效應(yīng)和協(xié)同性。第21頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六血紅蛋白分子一級(jí)結(jié)構(gòu)上的輕微差別就可能導(dǎo)致功能上的很大不同，正常成年人血紅蛋白中的鏈的第六位的谷氨酸殘基被纈氨酸取代就會(huì)導(dǎo)致鐮刀形細(xì)胞貧血病的異常血紅蛋白HbS 的生成。第22頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六血紅蛋白病鐮刀形細(xì)胞貧血癥第23頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日

12、，0點(diǎn)48分，星期六第24頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(1) 人-珠蛋白基因簇及珠蛋白基因結(jié)構(gòu)第25頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(2) 人-珠蛋白基因簇及珠蛋白基因結(jié)構(gòu) 第26頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六血紅蛋白病類型異常血紅蛋白: 珠蛋白結(jié)構(gòu)(質(zhì))變異，導(dǎo)致貧血。 地中海貧血: 珠蛋白合成(量)減少，又稱珠蛋白合成障礙性貧血。 第27頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 (四) 常見單基因病：疾病名稱 發(fā)病頻率( ) 遺傳方式 致病基因 典型癥狀血友病A 0.1 X連鎖 凝血因子 不規(guī)則出

13、血血友病B 0.03 X連鎖 凝血因子 不規(guī)則出血杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良 0.3 X連鎖 肌營(yíng)養(yǎng)因子 肌萎縮貝氏肌營(yíng)養(yǎng)不良 0.05 X連鎖 肌營(yíng)養(yǎng)因子 肌萎縮脆性X綜合征 0.5 X連鎖 FMR1 智力障礙舞蹈病 0.5 常染色體顯性 舞蹈病因子 癡呆神經(jīng)纖維 0.4 常染色體顯性 NF-1,2 癌變珠蛋白生成障礙性貧血 0.05 常染色體隱性 珠蛋白基因簇 貧血鐮刀細(xì)胞貧血 0.1 常染色體隱性 珠蛋白基因 貧血, 局部缺血苯丙酮酸尿 0.1 常染色體隱性 苯丙氨酸羥基化酶 無苯丙酮酸代謝能力囊性纖維化 0.4 常染色體隱性 CFTR 進(jìn)行性肺損傷及其他第28頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，

14、0點(diǎn)48分，星期六基因突變類型 異常Hb 氨基酸變化 臨床特征 錯(cuò)義突變 Hb Shuangfeng 27GluLys(GAGAAG) 不穩(wěn)定Hb病 Hb S 6GluVal(GAGGUG) 鐮刀型細(xì)胞貧血 Hb Bibba 136LeuPro(CUGCCA 不穩(wěn)定Hb病 無義突變 Hb Mckees Rocks 145Tyr終止(UAUUAA) 不穩(wěn)定Hb病 終止密碼突變 Hb Constant Spring 142UAACAA- - -地貧 (延長(zhǎng)：142Gln- -173UAA) 密碼子缺失 Hb Gun Hill 9195缺失 不穩(wěn)定Hb病 密碼子插入 Hb Grady 118與119

15、間插入3個(gè)氨基酸 無明顯癥狀 移碼突變 Hb Tak 147UAAACU AA- 不穩(wěn)定Hb病 -158UAA(Thr) 融合突變 Hb Lepore-Boston 87(Gln)-116(His) -地貧 Hb Kenya 81(Leu)-86(Ala) -地貧第29頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六囊性纖維化病(cystic fibrosis, CF)第30頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六囊 性 纖 維 化 病 囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)蛋白(CFTCR)的基因突變所致，產(chǎn)生缺陷型蛋白，致使使氯離子的轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，黏液在呼吸道黏膜內(nèi)淤滯，黏膜形成囊性增

16、生，造成呼吸道堵塞；因反復(fù)感染，導(dǎo)致患者呼吸衰竭而死亡。第31頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六Gene therapy of CF 將重組CFTCR基因cDNA-病毒載體，用涂布鼻腔、或噴霧吸入氣管及肺部等方法，轉(zhuǎn)入患者呼吸道上皮細(xì)胞中，獲得正常CFTCR基因的表達(dá)，糾正Cl轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷，減少黏液分泌。第32頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(五)細(xì)胞間信號(hào)異常導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起疾病人體各細(xì)胞間通過激素、神經(jīng)遞質(zhì)、旁分泌信號(hào)等保持細(xì)胞間的聯(lián)系，調(diào)節(jié)彼此的代謝?；虮磉_(dá)也受到細(xì)胞間信號(hào)的調(diào)控。AFP 接受異常的細(xì)胞增殖信號(hào)成為肝癌發(fā)生的重要因素。粉塵刺

17、激 肺支氣管上皮、肺泡巨噬細(xì)胞 分泌TGF-1 成纖維細(xì)胞 促細(xì)胞分裂和ECM 蛋白基因表達(dá) ECM 增加 矽肺發(fā)生第33頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（六）細(xì)胞內(nèi)因素導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起疾病異常的細(xì)胞內(nèi)信號(hào) 高血糖 DAG PKC ACE Ang 病原生物基因的體內(nèi)表達(dá) 異常的DNA甲基化 hCG5轉(zhuǎn)錄起始區(qū)低甲基化非滋養(yǎng)層細(xì)胞hCG 受體結(jié)合 cAMP Tumor 第34頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六第二節(jié) 癌基因和抑癌基因35第35頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六一、癌基因癌基因的分類 病毒癌基因 ：(virus

18、 oncogene, v-onc) DNA病毒、RNA病毒（逆轉(zhuǎn)錄病毒） 細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因：(cellular-oncogene, c-onc) 36第36頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六(一) 逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因Rous于1911年首先發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV），研究證明它是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，在接種給雞后誘發(fā)肉瘤 1966年，85歲的勞斯獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 37第37頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六1、逆轉(zhuǎn)錄病毒顆粒結(jié)構(gòu)38第38頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 調(diào)節(jié)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 LTR gag pol env src

19、 LTR 長(zhǎng)末端重復(fù)序列癌基因正常的病毒基因產(chǎn)生病毒表面糖蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶 產(chǎn)生病毒 垮膜蛋白2、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)產(chǎn)生p60src蛋白質(zhì)，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化39第39頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六3、逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制40第40頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六LTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC4、逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因（v-onc)的起源41第41頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六目 錄42第42頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六斷裂基因完整的沒有斷裂的可讀框

20、43第43頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六44第44頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 (二) 細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因 細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因?qū)嵸|(zhì)上就是由一類原癌基因突變而來 。當(dāng)原癌基因在某些外界因素（如放射線、化學(xué)致癌物等）的作用下，發(fā)生數(shù)量和結(jié)構(gòu)上的微細(xì)變化，形成了致癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因，從而使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。 45第45頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 原癌基因是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的正?；颍蔷S持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的，在進(jìn)化上高等保守。 當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫

21、瘤。 1、原癌基因46第46頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六原癌基因的特點(diǎn):廣泛存在于生物界中；基因序列高度保守；作用通過其產(chǎn)物蛋白質(zhì)來體現(xiàn)； 正常情況下表達(dá)水平很低; 被激活后，形成致癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。47第47頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六原癌基因的分類：根據(jù)原癌基因產(chǎn)物在細(xì)胞中的位置，可分為：與膜結(jié)合的蛋白，如src基因產(chǎn)物；可溶性蛋白，如mos基因產(chǎn)物；核蛋白，如myc基因產(chǎn)物。48第48頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六根據(jù)原癌基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，可分為：蛋白激酶類，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶類）生長(zhǎng)因子類生

22、長(zhǎng)因子受體類 GTP結(jié)合蛋白類，如Ras家族核蛋白類（DNA結(jié)合蛋白），如Myc家族未知功能類49第49頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六50第50頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 原癌基因：?jiǎn)慰截?、正常情況下低水平表達(dá)或根本不表達(dá)癌基因？ 當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。51第51頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六堿基缺失或單堿基突變基因擴(kuò)增染色體重排蛋白質(zhì)活性大大提高蛋白質(zhì)未變化，但總量大大提高增強(qiáng)子功能使癌基因高效表達(dá)與強(qiáng)啟動(dòng)子基因相融合，提高癌基因表達(dá)效率 原癌

23、基因2、原癌基因的激活機(jī)制52第52頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（1）點(diǎn)突變53第53頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（2）LTR（long terminal repeat)插入強(qiáng)啟動(dòng)子54第54頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（3）基因重排（rearrange)55第55頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（4）缺失（Deletion）oncogene(-)cancer一些原癌基因5上游存在負(fù)調(diào)控序列，該序列的缺失或突變，則喪失抑制癌基因表達(dá)的能力。Brukitt淋巴瘤中 c-myc因負(fù)調(diào)控序列缺

24、失或LTR插入而增強(qiáng)表達(dá)。56第56頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（5）基因擴(kuò)增 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)未變化，但總量大大提高基因擴(kuò)增 原癌基因使每個(gè)細(xì)胞中基因拷貝數(shù)增加，從而直接增加可用的轉(zhuǎn)錄模板數(shù)以增加基因表達(dá)。57第57頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六3、基因互作與癌基因表達(dá)（1）染色體構(gòu)象對(duì)原癌基因表達(dá)的影響基因表達(dá)不僅取決于基因本身及其相鄰區(qū)域的一級(jí)結(jié)構(gòu)，也取決于其空間構(gòu)象，即基因在染色體上的空間排列和染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)基因相距太近時(shí)，往往不易形成有利于高效轉(zhuǎn)錄的空間結(jié)構(gòu)。58第58頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六基因領(lǐng)

25、域：基因與基因之間的間隔距離基因領(lǐng)域效應(yīng)：同一DNA鏈上兩個(gè)具有相同轉(zhuǎn)錄方向的基因間隔小于一定長(zhǎng)度時(shí)，影響有效轉(zhuǎn)錄所必需的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，從而使這兩個(gè)基因中的一個(gè)或兩個(gè)均不能轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄活性顯著降低。0.3kb - 5kb，最佳間隔距離與兩個(gè)基因的總長(zhǎng)度成正相關(guān)。59第59頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（2）原癌基因終產(chǎn)物對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控某種原癌基因產(chǎn)物對(duì)另一種原癌基因表達(dá)的調(diào)控作用；某種原癌基因產(chǎn)物對(duì)自身表達(dá)的反饋調(diào)控作用60第60頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六癌基因產(chǎn)物通過介質(zhì)傳遞生長(zhǎng)刺激信號(hào)的部位有3處：癌基因產(chǎn)物本身模擬了生長(zhǎng)因子，因

26、而與相應(yīng)的受體作用，以自分泌的方式刺激細(xì)胞生長(zhǎng)；癌基因產(chǎn)物模擬了已結(jié)合配體的生長(zhǎng)因子受體，從而在無外源生長(zhǎng)因子時(shí)提供了促進(jìn)細(xì)胞分裂的信號(hào)；癌基因產(chǎn)物作用于細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)控制途徑，解除此途徑對(duì)外源刺激信號(hào)的需求。 61第61頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六（3）抑癌基因產(chǎn)物對(duì)原癌基因的調(diào)控 （4）外源信號(hào)對(duì)原癌基因表達(dá)的影響62第62頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六63第63頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六三、抑癌基因 抑癌基因(tumor suppressor gene ) /隱性癌基因：是一種抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和腫瘤形成的基因。如

27、：Rb抑癌基因、抑癌基因p53 64第64頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六抑癌基因的作用：抑制細(xì)胞增殖；促進(jìn)細(xì)胞分化；和抑制細(xì)胞遷移。抑癌基因的突變是隱性的。抑癌基因的產(chǎn)物主要包括：轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：如Rb、p53；負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子：如WT；周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p21； ras GTP酶活化蛋白：如NF-1； DNA修復(fù)因子：如BRCA1、BRCA2；磷酸脂酶：如PTEN；細(xì)胞粘附分子：如DCC。抑癌基因65第65頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六抑癌基因與原癌基因在生物學(xué)上有以下幾點(diǎn)差異：在功能上，抑癌基因起負(fù)調(diào)控作用，而原癌基因起

28、正調(diào)控作用；在遺傳方式上，原癌基因是顯性的，而抑癌基因在細(xì)胞水平上是隱性的，在突變發(fā)生的細(xì)胞類型上，抑癌基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中，也可能發(fā)生在生殖細(xì)胞中并通過生殖細(xì)胞得到遺傳。原癌基因突變只發(fā)生在體細(xì)胞中。 66第66頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六67第67頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六確定抑癌基因在理論上需要滿足的三個(gè)基本條件1、在惡性腫瘤相應(yīng)的正常組織該基因必須 正常表達(dá)。2、在惡性腫瘤中，該基因有功能失活或結(jié) 構(gòu)改變或表達(dá)缺陷。3、將這種基因的野生型導(dǎo)入基因異常的腫 瘤細(xì)胞中，可部分或完全改變其惡性表 現(xiàn)。68第68頁(yè)，共97頁(yè)，20

29、22年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六常見的抑癌基因有Rb基因，p53基因，p16基因等。其中，Rb基因編碼P105Rb轉(zhuǎn)錄因子，p53基因編碼P53轉(zhuǎn)錄因子，p16基因編碼一種P16蛋白。常見的抑癌基因69第69頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六抑癌基因的類型70第70頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六抑癌基因的作用機(jī)制71第71頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 Rb基因 Rb（retinoblastoma gene）是第一個(gè)被克隆的抑癌基因。 1986年，美國(guó)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別獨(dú)立的克隆了該基因。 Rb基因，全長(zhǎng)約200kb

30、，含27個(gè)外顯子，26個(gè)內(nèi)含子，外顯子大小不同短的31bp，長(zhǎng)的有19kb，轉(zhuǎn)錄的mRNA有4.7kb,編碼928個(gè)氨基酸，分子量是105-110kD的核內(nèi)磷酸化蛋白。Rb具有DNA結(jié)合活性，表明其能夠參與某些基因的調(diào)節(jié)。72第72頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六Rb基因的生物學(xué)活性 Rb基因的磷酸化狀態(tài)是Rb基因調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化的主要形式。調(diào)節(jié)Rb功能最主要的磷酸化事件在G1和S期交界處。磷酸化的Rb與細(xì)胞內(nèi)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物的能力喪失。如，Rb在非磷酸化狀態(tài)下可以與E2F結(jié)合，并抑制其活化基因表達(dá)的功能。磷酸化的Rb不能與E2F結(jié)合。E2F與DP1蛋白形成異二聚體活

31、化一系列由G1期進(jìn)入S期所必需的基因的表達(dá)。73第73頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六Rb基因的作用機(jī)制Rb基因的失活主要與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生相關(guān)。Rb基因的表達(dá)產(chǎn)物為P105Rb，在細(xì)胞內(nèi)存在低磷酸化型（活性型）和高磷酸化型（非活性型）兩種類型。不同類型的P105Rb對(duì)轉(zhuǎn)錄因子E2F有不同的親和力。74第74頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六低磷酸化型的P105Rb可與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合形成復(fù)合物，從而阻止E2F啟動(dòng)某些在細(xì)胞增殖過程中起主要作用的基因的轉(zhuǎn)錄，如c-myc基因等。高磷酸化型的P105Rb則可促使其與E2F轉(zhuǎn)錄因子分離，從而使其呈

32、現(xiàn)活性，細(xì)胞即由G1期進(jìn)入S期。Rb基因失活后，其表達(dá)產(chǎn)物不能與E2F形成復(fù)合物，E2F處于持續(xù)激活狀態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖。75第75頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六Rb bind with E2F transcription factor76第76頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六Rb基因異常與腫瘤 Rb基因異常主要表現(xiàn)為等位基因缺失和基因突變。 最初，在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)，后來在多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)該基因的異常。其基因異常多發(fā)生在13-17外顯子上。 在小細(xì)胞肺癌中，異常為50%， 骨肉瘤47%， 乳腺癌32%.77第77頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5

33、月20日，0點(diǎn)48分，星期六 二次突變假說 1971年，Knudson在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤時(shí)提出了“二次突變”假說。假說認(rèn)為，在有遺傳傾向的的病人體內(nèi)所有干細(xì)胞和體細(xì)胞都存在一種突變，在此基礎(chǔ)上，任一視網(wǎng)膜母細(xì)胞若再出現(xiàn)第二次突變，即可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。78第78頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六“二次突變”假說的意義1、為解決遺傳性和體細(xì)胞突變通過何種機(jī) 制在腫瘤發(fā)生過程中起作用提供了思路。2、腫瘤細(xì)胞發(fā)生過程中隱性遺傳性決定因 素與體細(xì)胞表型連接起來。79第79頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六RB gene80第80頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月2

34、0日，0點(diǎn)48分，星期六p53 基因是tumor suppressor gene 一明珠，Pubmed有超過3萬篇論文， 篇篇內(nèi)容不同。臨床上， 超過50%的腫瘤其p53有異常。1979年， 發(fā)現(xiàn)SV40轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中與SV40-large T抗原結(jié)合，而被誤認(rèn)為癌基因，直到1989年，才被證實(shí)為抑癌基因81第81頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六p53基因的結(jié)構(gòu) p53基因全長(zhǎng)20kb，定位于人類染色體17p13.1，由11個(gè)外顯子組成，編碼393個(gè)氨基酸組成的53kd的核內(nèi)磷酸化蛋白，具有蛋白質(zhì)-DNA和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合的功能。82第82頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月

35、20日，0點(diǎn)48分，星期六NC100-300 AA DNA結(jié)合域調(diào)節(jié)domain301-3931-99p53 protein83第83頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六p53基因生物學(xué)特性 p53 是細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，與細(xì)胞周期的調(diào)控、DNA修復(fù)、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等重要的生物學(xué)功能有關(guān)。84第84頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六p53 基因分型p53 基因分為野生型和突變型，它的表達(dá)產(chǎn)物也分為野生型和突變型 野生型p53極不穩(wěn)定，半衰期僅為數(shù)分鐘，并具有反式激活功能和光譜的抑制腫瘤的功能。突變型p53具有癌基因的功能，促進(jìn)癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。85第85頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六 p53 基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞周期過程中起關(guān)鍵作用的基因，包括可調(diào)節(jié)CDK活性的p21基因和DNA損傷導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)受阻相關(guān)的GADD45基因。p53在G1/S期起作用，決定是否啟動(dòng)DNA合成，而在另外的一些情況確決定細(xì)胞是否凋亡。 86第86頁(yè)，共97頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)48分，星期六p53基因的表達(dá)產(chǎn)物是分子量為53kD的轉(zhuǎn)錄因子P53。P53蛋白可分為三個(gè)結(jié)構(gòu)域：N端的酸性區(qū)、中段疏水核心區(qū)與C端的堿性區(qū)，分子中有一核