必修二第六章基因治療和人類基因組計(jì)劃

第三節(jié) 基因治療和人類基因組計(jì)劃傳統(tǒng)的治療疾病的方法有 藥物治療 和 手術(shù)治療 。如：糖尿病患者的病癥是尿糖、多飲、多食、多尿。病因是胰島細(xì)胞病變，導(dǎo)致胰島素分泌量下降，使血糖上升。該病的早期治療方案是：那么有沒有 最根本、最徹底 的治療辦法呢？3.幾年前，科學(xué)家將人體內(nèi)控制合成胰島素的基因成功地導(dǎo)入了一奶牛受精卵內(nèi)，從而穩(wěn)定地從乳汁中獲得了大量的胰島素。1.利用從動物中提取出來的胰島素治療2.直接從人體血清中提取 （費(fèi)用昂貴，產(chǎn)量少）（因?yàn)槭莿游矬w內(nèi)的，效果不是很理想）（應(yīng)用了基因工程原理，但是病人還是必須定時(shí)注射胰島素，屬于藥物治療） 有！把正常胰島素基因轉(zhuǎn)入胰島細(xì)胞中，使細(xì)胞恢復(fù)合成胰島素的能力，即進(jìn)行 基因治療 。 一、基因治療及策略1.概念：為細(xì)胞 補(bǔ)上丟失的基因 或 改變病變的基因 ，以達(dá)到治療遺傳病的目的。嚴(yán)重綜合免疫缺陷癥（ SCID）氣泡兒童所謂 “ 氣泡兒童 ” ，是指那些一生下來就患有先天性 SCID的兒童。該免疫缺陷癥表現(xiàn)為 T細(xì)胞和 B細(xì)胞的嚴(yán)重免疫缺陷 ，如不治療，嬰兒會在出生后一年內(nèi)，由于嚴(yán)重和反復(fù)的感染而夭折。SCID常規(guī)療法是進(jìn)行骨髓移植，但是它的配型很困難；而且如果捐獻(xiàn)者患有感染性的單核細(xì)胞增多癥，會導(dǎo)致病人產(chǎn)生淋巴瘤?！?氣泡兒童 ” 往往需要在無菌、消毒的隔離環(huán)境中才能生存下來。SCID病的病因：患者體細(xì)胞中的 腺苷脫氨酶基因缺失 ，使細(xì)胞中不能合成腺苷脫氨酶（ ADA）。ADA在淋巴細(xì)胞中最多， ADA缺乏 導(dǎo)致脫氧腺苷和脫氧三磷酸腺苷蓄積在細(xì)胞內(nèi)，特別是淋巴細(xì)胞內(nèi)。這兩種代謝產(chǎn)物對淋巴細(xì)胞具有毒性，它們能抑制核糖核苷酸還原酶活性而 阻礙 DNA合成，使淋巴細(xì)胞不能正常繁殖 ，從而使患者缺乏正常的免疫功能。 腺苷 肌苷 脫氧腺苷 脫氧肌苷ADA ADA1990年第一例基因治療臨床試驗(yàn)獲得成功 :具體方法：將腺苷脫氨酶（ ADA）基因轉(zhuǎn)移到 SCID病人的 T淋巴細(xì)胞中，然后把轉(zhuǎn)基因細(xì)胞回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)?？寺〉玫秸?ADA基因以病毒 DNA為載體，將 ADA基因帶到 T細(xì)胞ADA基因整合到 T細(xì)胞的染色體上正常 T細(xì)胞回注到病人體內(nèi)效果：3年后，病人 50%的 T淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生ADA，大大減輕了癥狀，使患者開始了正常人的生活。改變病變基因的方法 先找到致病基因 誘發(fā)其突變產(chǎn)生正?；?借助載體，把正?；蚍呕氐讲∪松眢w內(nèi)去 進(jìn)入體內(nèi)的正?；驊?yīng)正常表達(dá)選擇治療基因與載體結(jié)合將基因轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)治療基因的表達(dá)改變病變基因的 步驟： 從患者獲取適當(dāng)?shù)募?xì)胞，體外培養(yǎng)。 將治療基因體外導(dǎo)入細(xì)胞。 篩選、增生表達(dá)治療基因的細(xì)胞。 將細(xì)胞送回患者體內(nèi)。 1985年 ,美國科學(xué)家首先提出1990年 10月正式啟動2001年公開發(fā)表工作草圖2003年圓滿完成測序任務(wù)1.過程：中國承擔(dān)了 1%的測序任務(wù)，即 3號染色體上的 3000萬個(gè)堿基對。 2000年 4月提前完成。參加國：參加國： 美國，英國，德國，日本，法國，中國（ 1999年 9月， 1）二、人類基因組計(jì)劃及其意義測定人類基因組的 全部核苷酸（或者說堿基）的序列 ， 解讀其中包含的遺傳信息。2.目的：人類基因組測序 ,需測定人的 條染色體的 DNA的堿基序列。24水稻雌雄同體，沒有性別，更沒有性染色體?；蚪M研究 12條就夠了 果蠅基因組測序 ,需測定人的 條染色體的 DNA的堿基序列。5二倍體水稻有 24條染色體，若進(jìn)行基因組研究，需要研究幾條？ 人類基因組由 31.6億個(gè)堿基對組成，已發(fā)現(xiàn)的基因約 3-3.5萬 個(gè)。3.結(jié)果：(浙江第十屆初賽 ）人類基因組計(jì)劃的首要目標(biāo)是測定人類 DNA中的堿基排列順序，測序的方法有多種?；瘜W(xué)修飾法 是一種傳統(tǒng)的 DNA序列分析法，是由美國哈佛大學(xué)的 Maxam和 Gilbert發(fā)明的。其基本原理是： 用特制的化學(xué)劑處理末端具放射性標(biāo)記的 DNA片段，造成堿基的特異性切割，由此產(chǎn)生一組由各種不同長度的 DNA鏈組成的混合物； 將上述混合物經(jīng)凝膠電泳處理，將不同長度的 DNA鏈按大小分離； 再經(jīng)放射自顯影后，根據(jù) X光底片上所顯現(xiàn)的相應(yīng)譜帶，讀出待測 DNA片段上的堿基排列順序。下面是測定 DNA片段中胞嘧啶位置的過程示意圖： 下列有關(guān)化學(xué)修飾法 DNA序列分析敘述中，正確的是 ( )(A)特定化學(xué)試劑的作用是破壞胞嘧啶脫氧核苷酸(B)凝膠電泳的作用是將不同長度（大?。┑?DNA片段分離開來(C)根據(jù)放射自顯影的結(jié)果可判定胞嘧啶在該 DNA片段上的位置(D)若要判斷鳥嘌呤在該段 DNA片段上的位置，在采用上述方法時(shí)，用類似的化學(xué)試劑處理后，獲得的混合物中，被 32P標(biāo)記的有 2種(E)理論上分析，按化學(xué)修飾法來測定一段 DNA（雙鏈）中的全部堿基順序，最少要按上圖所示模式操作 3次。 人類基因組計(jì)劃是人類歷史上第一次由全世界各人類基因組計(jì)劃是人類歷史上第一次由全世界各國不分大小、不分強(qiáng)弱，所有科學(xué)家一起執(zhí)行的科國不分大小、不分強(qiáng)弱，所有科學(xué)家一起執(zhí)行的科研項(xiàng)目。實(shí)施人類基因組計(jì)劃伊始，發(fā)達(dá)國家具有研項(xiàng)目。實(shí)施人類基因組計(jì)劃伊始，發(fā)達(dá)國家具有遠(yuǎn)見的科學(xué)家即號召全球各個(gè)國家的政府都重視這遠(yuǎn)見的科學(xué)家即號召全球各個(gè)國家的政府都重視這一項(xiàng)目，并號召全世界科學(xué)家共同參與，建議一項(xiàng)目，并號召全世界科學(xué)家共同參與，建議 所有所有的進(jìn)展、所有的數(shù)據(jù)、所有的實(shí)驗(yàn)資源應(yīng)隨時(shí)公布的進(jìn)展、所有的數(shù)據(jù)、所有的實(shí)驗(yàn)資源應(yīng)隨時(shí)公布于眾，讓全世界所有國家免費(fèi)享用于眾，讓全世界所有國家免費(fèi)享用 。在實(shí)施過程中。在實(shí)施過程中，各國科學(xué)家精誠合作、共享材料、共享數(shù)據(jù)，共，各國科學(xué)家精誠合作、共享材料、共享數(shù)據(jù)，共同攻關(guān)。這在人類自然科學(xué)史上，是史無前例的。同攻關(guān)。這在人類自然科學(xué)史上，是史無前例的。人類基因組計(jì)劃與另兩個(gè)有全球性意義的項(xiàng)目，即人類基因組計(jì)劃與另兩個(gè)有全球性意義的項(xiàng)目，即曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相比，更顯示曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相比，更顯示了人類的諧同與進(jìn)步。了人類的諧同與進(jìn)步。4.意義：n 材料三材料三n 1989年美國成立年美國成立 “ 國家人類基因組研究中心國家人類基因組研究中心 ” 。諾貝。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、爾獎(jiǎng)獲得者、 DNA分子雙螺旋模型提出者沃森出任第分子雙螺旋模型提出者沃森出任第一任主任。一任主任。 1990年，歷經(jīng)年，歷經(jīng) 5年辯論之后，美國國會批年辯論之后，美國國會批準(zhǔn)美國的準(zhǔn)美國的 “ 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃 ” 于同年于同年 10月月 1日正式啟日正式啟動。美國的人類基因組計(jì)劃總體規(guī)劃是：擬在動。美國的人類基因組計(jì)劃總體規(guī)劃是：擬在 15年年 內(nèi)內(nèi)至少投入至少投入 30億美元，進(jìn)行對人類全基因組的分析。此億美元，進(jìn)行對人類全基因組的分析。此計(jì)劃在計(jì)劃在 1993年作了修改，其主要內(nèi)容包括：人類基因年作了修改，其主要內(nèi)容包括：人類基因組的基因圖構(gòu)建與序列分析；人類基因的鑒定；基因組的基因圖構(gòu)建與序列分析；人類基因的鑒定；基因組研究技術(shù)的建立；人類基因組研究的模式生物；信組研究技術(shù)的建立；人類基因組研究的模式生物；信息系統(tǒng)的建立。此外，還有人類基因組研究的社會、息系統(tǒng)的建立。此外，還有人類基因組研究的社會、法律與倫理問題，交叉學(xué)科的技術(shù)訓(xùn)練，技術(shù)的轉(zhuǎn)讓法律與倫理問題，交叉學(xué)科的技術(shù)訓(xùn)練，技術(shù)的轉(zhuǎn)讓，研究計(jì)劃外延等共，研究計(jì)劃外延等共 9方面的內(nèi)容方面的內(nèi)容5.應(yīng)用價(jià)值： 追蹤疾病基因 估計(jì)遺傳風(fēng)險(xiǎn) 用于優(yōu)生優(yōu)育 建立個(gè)體 DNA檔案 用于基因治療基因診斷 “ 基因探針 ”基因探針，是一段帶有 檢測標(biāo)記 ，且 順序已知 的，與目的基因互補(bǔ)的核酸序列 (DNA或 RNA)?；蛱结樛ㄟ^分子雜交與目的基因結(jié)合，產(chǎn)生雜交信號，能從浩翰的基因組中把目的基因顯示出來。討論 :誰有權(quán)利知道基因檢測的結(jié)果 ?1.個(gè)人知道自己的基因檢測結(jié)果有什么價(jià)值？可以判定自己的身體健康狀況，可以避免與環(huán)境因素有關(guān)的遺傳病發(fā)病，根據(jù)基因信息養(yǎng)成適合自己的生活習(xí)慣等等。2.保險(xiǎn)公司、企業(yè)雇主為什么想獲得他人的基因信息？如果雇員的基因信息表明健康狀況有問題，可以拒聘；保險(xiǎn)公司了解了個(gè)人的基因信息，可以根據(jù)被保險(xiǎn)人不同的情況收取相應(yīng)的保險(xiǎn)費(fèi)。1、基因治療是指（ ）A、 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的B、對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，從而達(dá)到治療疾病的目的C、運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常D、運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，從而達(dá)到治療疾病的目的練 習(xí)A2、半乳糖血癥病人