1、1,人類遺傳學(xué),遺傳現(xiàn)象 遺傳模式與遺傳不穩(wěn)定性 人類遺傳學(xué)的應(yīng)用 人類基因體計(jì)畫（Human Genome Project） 遺傳篩檢 基因療法（Gene Therapy） DNA指紋（DNA Fingerprint）,2,內(nèi)容出處,DNA的14堂課 Understanding DNA and Gene Cloning by Karl Drlica 周業(yè)仁譯 天下,3,背景知識(shí),人類的體細(xì)胞（somatic cell）含有23對染色體，其中兩條是性染色體。 Y染色體：來自父親 X染色體：來自母親 女性擁有XX，男性有XY。 人類DNA約有三萬個(gè)基因，基因的表現(xiàn)是由蛋白質(zhì)控制。,4,生殖細(xì)胞的

2、多樣性,5,單一基因造成的疾病,顯性體染色體（autosome）疾病 隱性體染色體疾病 X染色體關(guān)連疾病,6,顯性體染色體疾病,顯性：兩份基因中只要有一份帶有性質(zhì) 通?；颊唠p親中至少一人患病 但若患者在發(fā)病前就死於其他原因，會(huì)讓人誤以為那一代沒有患病 例子：亨丁頓氏舞蹈癥 患者會(huì)失去控制肢體的能力,7,隱性體染色體疾病,隱性：兩份基因都要有同樣性質(zhì) 只有一份基因變異者稱為帶因者（carrier） 父母都帶因則下一代有1/4機(jī)率患病 多數(shù)是例子因?yàn)榻退氐纳再|(zhì)出了問題 例子： 囊腫纖維變性 鐮形血球性貧血癥 苯酮尿癥（phenylketonuria） 戴薩克斯癥（Tay-Sachs disea

3、se）,8,X染色體關(guān)連疾病,男女遺傳模式不同，因?yàn)槟行灾挥幸环軽。 患病男性不會(huì)將疾病傳給兒子 患病男性一定會(huì)將疾病基因傳給女兒 三種遺傳模式： 隱性X染色體關(guān)連疾病 顯性X染色體關(guān)連疾病 隱性X染色體關(guān)連疾病但使下一代男性死亡,9,隱性X染色體關(guān)連疾病,通常發(fā)生在男性身上。 病患的母親為帶因者，通常沒有癥狀。 家族病史：患病者應(yīng)該是舅舅與表兄弟。 有50%機(jī)率兒子會(huì)患?。◤哪阜剑?。 若女兒患病，則患者父親一定是患者，母親可能是患者或帶因。 例子：血友病（血液凝結(jié)出了問題）、色盲。,10,顯性X染色體關(guān)連疾病,男女都有，比例約為1:2。 患病的母親通?；驎?huì)將疾病傳給半數(shù)的下一代。 患病的父親

4、只會(huì)將疾病傳給女兒，不會(huì)傳給兒子。,11,隱性X染色體關(guān)連疾病但使下一代男性死亡,不會(huì)有X染色體上攜帶疾病基因的父親。 若女性患者懷男胎兒，流產(chǎn)的機(jī)會(huì)很大。,12,多因子疾病,高血壓、痛風(fēng)、糖尿病、消化性潰瘍等，沒有明顯的遺傳模式，因此不容易研究與預(yù)測。,13,突變造成的疾病,每一代都可能發(fā)生突變，根據(jù)估計(jì)，任何一個(gè)基因突變的機(jī)率約為十萬分之一。 許多突變對身體無害，因此新突變引起的疾病的機(jī)率低於十萬分之一。（突變改變所生成的胺基酸序列，但未必改變蛋白質(zhì)的功能）,14,染色體異常疾病,唐氏癥（Down syndrome）：患者第21號染色體有3條，不是正常的兩條。 許多因素會(huì)影響到染色體異常的

5、類型與發(fā)生機(jī)率，但目前人類僅瞭解一小部分?？茖W(xué)家確定的是，孕婦年紀(jì)越大，胎兒的染色體異常機(jī)率越高。,15,遺傳的不穩(wěn)定性,某些遺傳疾病，代代相傳，但病情會(huì)越來越嚴(yán)重。 這令科學(xué)家很不解，因?yàn)镈NA是很穩(wěn)定的遺傳物質(zhì)。 後來發(fā)現(xiàn)，這些病情的嚴(yán)重性，與一些重複的三核甘(?)酸序列有關(guān)，次數(shù)越多，越容易罹病。 這類疾病通常是長大成人之後才會(huì)出現(xiàn)的神經(jīng)疾病。,16,17,人類遺傳學(xué)的應(yīng)用,人類基因體計(jì)畫（Human Genome Project） 遺傳篩檢 基因療法（Gene Therapy） DNA指紋（DNA Fingerprint）,18,人類基因體計(jì)畫,1980年代中期開始。,19,遺傳檢測,

6、指偵測某人是否帶有某種遺傳疾病的各種方法。 細(xì)胞檢驗(yàn)：查看胎兒的染色體是否有斷裂、重組、數(shù)目不正確的情形。 血液分析：察看血液中是否有與遺傳疾病有關(guān)的蛋白質(zhì)。 DNA檢測：分析是否含有與疾病有關(guān)的序列。,20,DNA檢測,Restriction-fragment-length polymorphism： 用限制酵素將DNA切割成許多片段，進(jìn)行電泳分離，然後運(yùn)用轉(zhuǎn)移雜交法，找出RFLP。 準(zhǔn)確度相當(dāng)高。 CA-microsatellite DNA,21,親代篩檢,戴薩克斯癥：退化性疾病，常見於中、東歐猶太裔。 藉由成人篩檢，避免疾病基因的帶因者通婚，加上人工流產(chǎn)，減少了90%以上的病例。,22,

7、新生兒篩檢,苯酮尿癥：因?yàn)轶w內(nèi)不能正常代謝苯丙胺酸，使得苯丙胺酸累積過量，導(dǎo)致病人智能遲鈍。 限制病人飲食中苯丙胺酸含量，癥狀得以減輕。 鐮形血球性貧血癥：罹患的新生兒容易受到各種感染。 可施用抗生素預(yù)防。 新生兒檢驗(yàn)不應(yīng)用來檢驗(yàn)不治之癥，也不應(yīng)供父母做生育參考。,23,成人疾病檢測,冠狀動(dòng)脈硬化： 血液中膽固醇含量過高，形成沈積物，塞住冠狀動(dòng)脈。 因?yàn)榈兔芏戎鞍祝╨ow density lipoprotein）過高，與膽固醇結(jié)合形成壞膽固醇。 某個(gè)基因會(huì)製造具有偵測壞膽固醇含量的受體，告訴細(xì)胞停止製造膽固醇。 兩份基因中有一份失常，血液中膽固醇含量會(huì)比正常高出2、3倍，而且在五十歲以前就會(huì)

8、得心臟病。 兩份都出問題，膽固醇會(huì)比正常高出6到8倍，青少年階段就會(huì)發(fā)病。,24,癌癥: 腫瘤抑制基因發(fā)生突變。 人體到了成年之後，大部分細(xì)胞分裂都減緩腳步，細(xì)胞的DNA多少也發(fā)生突變。 從此一角度來看，癌癥是經(jīng)過多次突變而產(chǎn)生的體細(xì)胞疾病。 若腫瘤抑制基因的缺陷早就存在於生殖細(xì)胞，則先天比較容易患癌癥。 腫瘤抑制基因的作用視組織而定，因此因遺傳而患癌癥的情形也隨組織種類而異。,25,p53是主要的抗癌基因之一，所製造的蛋白質(zhì)會(huì)在DNA受損時(shí)阻止DNA複製。但這種情形本身並不致癌。 p53異常與50種以上的癌癥有關(guān)連性，包括結(jié)腸癌、肺癌、乳癌、子宮頸癌、尿道癌、膀胱癌、皮膚癌。 乳癌：一般人五

9、十歲以前患乳癌機(jī)率是1%，某些家族則能高達(dá)60%。這與BCRA1基因異常有關(guān)。,26,基因療法,將正常的基因加入細(xì)胞，彌補(bǔ)基因的缺陷。 第一宗官方核準(zhǔn)的基因治療實(shí)驗(yàn)是用來治療缺少腺甘(?)脫胺酉每（adenosine deaminase）: 缺少者會(huì)有免疫力不足的毛病。 研究人員抽出病童淋巴球，利用反轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）把正?；蛩腿肫渲?，再把淋巴球注射回病童體內(nèi)。 類似的方法可用來對付囊腫纖維變性、膽固醇失調(diào)與某些癌癥。,27,基因療法要解決的技術(shù)問題,找出致病基因 研發(fā)更好的傳送基因方法 因?yàn)槎鄶?shù)組織與器官細(xì)胞無法以人工培養(yǎng)，如腦細(xì)胞。 未來可能發(fā)明特致病毒，直接將基因帶入人體

10、，送入細(xì)胞之內(nèi)。 某些種類的細(xì)胞只有很短的壽命，因此需不斷重新加入人工改造的細(xì)胞。將來的一大突破可能是利用改良的幹細(xì)胞（臍帶血），因?yàn)閹旨?xì)胞能生存很久。,28,基因療法面臨的其他問題,生殖細(xì)胞系基因療法（germ line gene therapy） 遺傳物質(zhì)傳遞決定權(quán)、下一代是否有權(quán)決定不接受上一代的人工改造結(jié)果。 在小老鼠身上實(shí)驗(yàn)成功，雖然目前技術(shù)尚不完善，但基本原理用在人身上應(yīng)該沒問題。 人類是否有基因改造的權(quán)力，以及基因改造的決定權(quán)在誰身上。,29,用DNA技術(shù)驗(yàn)明正身,查出親身父親、查明強(qiáng)暴案嫌疑犯有罪或是冤枉等。 過去仰賴血型分析，但血型種類不多、血液樣本保存不易。 除了同卵雙生外，每個(gè)人DNA都不同，而且從人體各部位都可取得（髮根細(xì)胞、指甲）。,30,DNA指紋術(shù)（DNA fingerprint） 不定數(shù)目重複序列（VNTR, Variable number of tandem repeats），出現(xiàn)在DNA多形區(qū)（polymorphism）。 用限制酵素切割這種區(qū)域外圍，