基因突變和疾病

1、gene mutation & disease講授內容一、基因突變的概念和原因二、基因突變的特征、類型和意義三、基因突變與基因病四、基因診斷與基因治療一、基因突變的概念和原因概念1.基因及其特征 基因(gene)即DNA分子上一段 具有遺傳功能的核苷酸序列。 基因的特征:基因能自我復制； 基因決定性狀； 基因能發(fā)生突變。2.基因突變 (gene mutation) ： DNA分子上核苷 酸序列或數目發(fā)生改變。3.點突變(point mutation)：由一個或一對堿基發(fā) 生改變引起核苷酸序列改變所致的突變。 4.缺失性和插入性突變(deletional and insertionar

2、mutation) 即核苷酸數目改變的基因突變。5.突變基因(multant gene) 基因突變后在原有位置上 出現的新基因。*基因突變的后果 生殖細胞基因突變 受精卵 將突變的遺傳信息傳給下一 代(代代相傳) ,即遺傳性疾病。 體細胞基因突變 分裂 局部形成突變細胞群（腫瘤）。原因1.自發(fā)性損傷 可能與DNA復制過程中堿基配對出現 誤差有關(自發(fā)突變)。2.誘變劑的作用 誘變劑（mutagen）是外源誘發(fā)突變 的因素，種類繁多，主要有以下幾種： （1）物理因素 ：紫外線、電離輻射等。 （2）化學因素 ：烷化劑 堿基類似物 : 如5-BU A T 5-BU A 5-BU A A T 5-BU

3、 5-BU(烯醇式) (酮式) G G C 堿基類似物5-BU引起DNA堿基改變示意圖 其他化學誘變劑: 羥胺、亞硝酸鹽等 常見化學誘變劑起基因突變的機制 誘變劑 作用機制 DNA分子改變烷化劑 C-G CH3 C G-CH3 G-C T-A堿基類似物（5-BU） G 5-BU A-T G-C羥胺類（NH2OH） C A C-G A-T亞硝酸鹽（NO2） C U G-C A-T （3）生物因素 如：病毒、真菌、細菌等二、基因突變的特征、類型和意義（一）基因突變的特征 1.多向性 2.有害性 3.重復性 4.隨機性（二）基因突變的類型1.根據發(fā)生的原因分：自發(fā)突變 誘發(fā)突變2.根據突變的細胞不同

4、分：生殖細胞突變 體細胞突變3.根據堿基改變不同分： (1) 堿基置換突變 1) 同義突變:指堿基置換后，密碼子雖發(fā)生改變，但其編碼的氨基酸并未改變，并不影響蛋白質的功能，不發(fā)生表型的變化，即改變前后的密碼子為同義密碼。 2）錯義突變：指堿基置換后的密碼子為另一種氨基酸的編碼，導致氨基酸組成發(fā)生改變，產生異常的蛋白質。 3）無義突變：指堿基置換后，使原來編碼某一個氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，多肽鏈合成提前終止，蛋白質失去活性。 4）終止密碼突變：指堿基置換后使原密碼子變成編碼某一個氨基酸的密碼子，從而形成延長的異常多肽鏈。（2）堿基插入性和缺失性突變 1）移碼突變：即在DNA編碼序列中插入或

5、缺失一個或幾個堿基對，使插入或缺失點以下的DNA編碼框架全部改變。 2）片斷突變：即在DNA編碼序列中插入或缺失某些堿基對的片斷。*DNA修復系統(tǒng)： 光修復；切除修復； 復制后修復。（三）、基因突變的意義 1.突變是生物進化、分化的分子基礎 2.突變是某些疾病的病變基礎基因突變與基因病基因病(gene disease)：是基因突變或其表達調控障礙引起的疾病。包括單基因病和多基因病。一、單基因病(mologenic disease) 是由于單基因突變而發(fā)生的疾病。（一）常染色體顯性遺傳病(autosomal dominant disorder)（二）常染色體隱性遺傳病(autosomal rec

6、essive disorder)（三）性連鎖遺傳病(sex-linked disorder) X連鎖隱性遺傳 X連鎖顯性遺傳 Y連鎖遺傳二、多基因病(polygenic disease)常見的多基因病有精神分裂癥（80%）、支氣管哮喘（80%）、青少年型糖尿病（75%）、冠心病（65%）、原發(fā)性高血壓（62%）、消化性潰瘍（37%）、各型先天性心臟?。?5%）等。多基因病有如下特點：（1）發(fā)病有家族聚集傾向，患者親屬的發(fā)病率高與群體發(fā)病率。（2）隨著親屬級別的降低，發(fā)病風險也相應降低。（3）多基因病再現率隨妊娠次數及疾病嚴重程度而相應增高。（4）發(fā)病率有種族（民族）差異，這表明不同種族（或民族

7、）的基因庫不同。基因診斷與治療的病生基礎一、基因診斷的病生基礎基因診斷(gene diagnosis)：是利用現代分子生物學和分子遺傳學的技術方法，直接檢測基因結構及其表達水平是否正常，從而對疾病作出診斷的方法。其檢測的目的物是DNA或RNA?；蛟\斷的特點：針對性強、特異性強、靈敏度高、診斷范圍廣。基因診斷的常用技術：核酸分子雜交、PCR和DNA芯片技術?；蛟\斷常用于：遺傳病診斷；腫瘤診斷；感染性疾病診斷；器官移植的組織分型；法醫(yī)鑒定。二、基因治療的病生基礎基因治療(gene therapy)：是用正?；蛑脫Q致病基因以糾正基因結構和功能異常的一種治療疾病的方法?；蛑委煹闹饕椒ㄓ校夯?/p>

8、置換； 基因修正；基因增補； 基因失活?；蛑委煹幕静襟E：選擇目的基因及選擇基因載體、選擇靶細胞、基因轉移、外源基因表達的篩選、將目的基因修飾的細胞回輸到病人體內等。原因1.自發(fā)性損傷 可能與DNA復制過程中堿基配對出現 誤差有關(自發(fā)突變)。2.誘變劑的作用 誘變劑（mutagen）是外源誘發(fā)突變 的因素，種類繁多，主要有以下幾種： （1）物理因素 ：紫外線、電離輻射等。 （2）化學因素 ：烷化劑 堿基類似物 : 如5-BU A T 5-BU A 5-BU A A T 5-BU 5-BU(烯醇式) (酮式) G G C 堿基類似物5-BU引起DNA堿基改變示意圖 其他化學誘變劑: 羥胺、亞硝酸鹽等 （二）基因突變的類型1.根據發(fā)生的原因分：自發(fā)突