1、第一節(jié)外科與分子生物學(xué),1,一.基因的結(jié)構(gòu)與功能,基因（gene）是編碼一條多肽鏈或一個(gè)RNA分子所必需的全部DNA序列,基因組(genome）是細(xì)胞所有染色體上全部基因和基因間的DNA總和。基因產(chǎn)生功能分子的過(guò)程稱表達(dá)（expression)，即遺傳信息從脫氧核糖核酸（DNA）傳給核糖核酸（RNA），再通過(guò)翻譯（translation）產(chǎn)生蛋白質(zhì)的過(guò)程。,2,（一）DNA和RNA,細(xì)胞內(nèi)的核酸有兩種類型，即DNA和RNA，它們均為貯存遺傳信息大分子物質(zhì)。真核細(xì)胞的DNA分子約95位于染色體上，其余5位于線粒體，為雙鏈線性（染色體DNA）或環(huán)狀（線粒體DNA）分子，由兩條核苷酸鏈組成，每條鏈的

2、組成單位為脫氧核糖核苷酸，每個(gè)脫氧核糖核苷酸由四種堿基即腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）中的一種堿基、一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)共價(jià)結(jié)合的磷酸基組成，兩條鏈反向平行、堿基互補(bǔ)，并按A-T，G-C嚴(yán)格配對(duì)，通過(guò)互補(bǔ)堿基間形成的氫鍵結(jié)合成雙螺旋真核細(xì)胞的RNA分子主要位于細(xì)胞質(zhì)中，約占75，另有10在細(xì)胞核內(nèi)，15%在細(xì)胞器中，為單鏈線性分子，其組成與DNA相似，區(qū)別在于RNA以核糖取代脫氧核糖，以尿嘧啶（U）取代胸腺嘧啶（F）。,3,（二）DNA復(fù)制,以DNA單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新DNA鏈的過(guò)程，稱為DNA復(fù)制。在DNA復(fù)制過(guò)程中，首先在解鏈酶的作用下DNA雙鏈解

3、開(kāi)為兩條單鏈，然后在DNA聚合酶的催化作用下以每一條單鏈為模板合成一條與其互補(bǔ)的新鏈，產(chǎn)生兩條子DNA鏈。因?yàn)槊織l子DNA雙鏈含有一條來(lái)自親代DNA分子的舊鏈和一條新生成鏈，所以稱為保留復(fù)制。,4,（三）基因表達(dá),所有細(xì)胞遺傳信息的表達(dá)大多是單一途徑：DNA特異性決定RNA的合成，RNA特異性決定多肽（然后形成蛋白質(zhì)）的合成DNA-RNA一多肽（蛋自質(zhì)），這種遺傳信息的傳遞方式普遍存在，在分子生物學(xué)中稱為中心法規(guī)。 轉(zhuǎn)錄 翻譯,5,（四）基因表達(dá)的調(diào)控,該調(diào)控是一個(gè)涉及基因組、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯和翻譯后等各種水平的復(fù)雜過(guò)程,6,（五）基因突變和修復(fù),分為：點(diǎn)突變（Point mutation）

4、 錯(cuò)義突變(missense mutation) 無(wú)義突變（nonsense mutation） 移碼突變(frameshift mutation）,7,DNA損傷的修復(fù)系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)：,損傷堿基的直接修復(fù)； 切除修復(fù)，包括堿基切除修復(fù)、核苷酸切除修復(fù)和DNA交鏈的切除修復(fù)； 錯(cuò)配修復(fù)； 重組修復(fù)，又稱復(fù)制后修復(fù)； 跨損傷DNA合成，這是一種利用損傷核苷酸為模板，通過(guò)IDNA聚合酶使堿基摻入到復(fù)制終止處進(jìn)行DNA合成，從而延長(zhǎng)DNA鏈的修復(fù)。,8,（六）癌基因與抑癌基因,1癌基因是在自然或?qū)嶒?yàn)條件下，參與或直接導(dǎo)致正常細(xì)胞發(fā)生惡變的基因。分病毒癌基因(virusoncogene, v-on

5、c )和原癌基因( proto-oncogene )兩大類，,9,根據(jù)基因的結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)物的功能，可將原癌基因分為五大類：,生長(zhǎng)因子類； 生長(zhǎng)因子受體類； 細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)蛋白類； 蛋白激酶類； 細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白類。,10,原癌墓因具有正常生理功能，但功能異常時(shí)又具有潛在致癌能力。其致癌能力與這類基因的異常激活有關(guān)，異常激活可發(fā)生在下列情況：,點(diǎn)突變； 啟動(dòng)子插入； 甲基化程度降低； 基因擴(kuò)增與高表達(dá)； 基因易位或重排。 激活后的原癌基因稱為癌基因，不適當(dāng)?shù)乇磉_(dá)癌基因產(chǎn)物，使細(xì)胞增殖控制喪失而形成癌。,11,2抑癌基因,迄今為止發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)抑癌基因有： P53基因：是一種與人類腫瘤相關(guān)性最高的基

6、因； Rb(retinoblastoma）基因； PI 6基因； APC( adenomatous polyposia coli）基因； nm23基因； MCC (mutated colorectal cancer）基因； DCC（deleted in colorectal carcionoam）基因； NF 1 (neurofibromatosis type 1）基因； WT 1 (Wilms tumor type I）基因。,一類存在于正常細(xì)胞中的,與原癌基因共同調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的基因.,12,二 .分子診斷,（一）基因診斷- 主要技術(shù) 1.核酸分子雜交技術(shù) 2.聚合酶鏈反應(yīng)（即lyme

7、rase chain reaction，PCR) 3. 生物芯片技術(shù),13,（二）腫瘤標(biāo)志物 -,1腫瘤標(biāo)志物的測(cè)定方法 (1)生物化學(xué)技術(shù) (2)免疫組化技術(shù) (3)單克隆抗體技術(shù),14,2腫瘤標(biāo)志物分類,（l）原位性腫瘤相關(guān)物質(zhì) (2)異位性腫瘤相關(guān)物質(zhì) (3)胎盤(pán)和胎兒性腫瘤相關(guān)物質(zhì) (4)病毒性腫瘤相關(guān)物質(zhì) (5)癌基因、抑癌基因及其產(chǎn)物,15,三.生物治療,（一）基因治療 1.基本概念 基因治療是用正常或野生型基因的導(dǎo)入，校正或置換致病基因，以期糾正基因功能異常的一種治療方法。狹義的基因治療是指目的基因?qū)氚屑?xì)胞后，與宿主細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生整合成為宿主基因組的一部分，或不與宿主細(xì)胞內(nèi)的

8、基因整合而位于染色體外，但都能在細(xì)胞中得到表達(dá)，其表達(dá)產(chǎn)物起到治療疾病的作用。而廣義的基因治療則指凡是采用分子生物學(xué)原理和方法在核酸水平上開(kāi)展的疾病治療方法。,16,2.基本條件 只有滿足下列條件的疾病才考慮基因治療： 現(xiàn)行的各種治療方法無(wú)效或療效不佳；已經(jīng)在DNA水平上明確其發(fā)病機(jī)制； 已經(jīng)克隆出有關(guān)基因； 該基因可以在體外進(jìn)行操作； 只需低水平表達(dá)即可治愈或改善疾病；表達(dá)水平不需要嚴(yán)格限制。,17,3.基本步驟 (1)目的基因的獲得： 獲得目的基因的方法主要有： 真核基因組DNA文庫(kù)中目的基因的克??； cDNA文庫(kù)中目的基因的克?。?人工合成基因片段； PCR擴(kuò)增目的基因等。,18,(2）

9、靶細(xì)胞的選擇： 對(duì)靶細(xì)胞的選擇標(biāo)準(zhǔn)是： 容易取出和移植； 容易體外培養(yǎng)； 外源目的基因能高效導(dǎo)人靶細(xì)胞； 具有較長(zhǎng)壽命。,19,(3)基因轉(zhuǎn)移方法 目前實(shí)現(xiàn)體外基因轉(zhuǎn)移的間接轉(zhuǎn)移方法很多，概括起來(lái)可分為： 化學(xué)法：如磷酸鈣沉淀法，DEAF一葡聚糖法。 物理法：如顯微注射法，電穿孔法，顆粒轟擊（基因槍）法。 膜融合法：如脂質(zhì)體法。,20,（二）生物學(xué)應(yīng)答調(diào)節(jié)劑療法生物學(xué)應(yīng)答調(diào)節(jié)劑（biological response modifier, BRM）,是指來(lái)自生物體自身的一些細(xì)胞和分子，既是機(jī)體對(duì)內(nèi)、外環(huán)境刺激應(yīng)答的效應(yīng)因子，也是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素。應(yīng)用BRM，以調(diào)動(dòng)機(jī)體固有能力抵御疾病

10、的療法，已被納人生物治療范疇。,21,BRM主要有以下四種：,1細(xì)胞因子（cytokines） 目前與腫瘤生物治療有關(guān)的細(xì)胞因子有五類： 干擾素（interferon，IFN）：IFN-a, IFN-俘、IFN-了； 白細(xì)胞介素（interleukin，IL）：正式報(bào)道的已有18種（IL-1一18）； 腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）：TNF-a, TNF-； 集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF）：G-GSF, M-CSF, GM-CSF , Multi-CSF（即IL-3）： 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）：TGF-。、TGF-等。,22,2過(guò)繼細(xì)胞免疫治療（adoptive cellular immunotherapy，ACI