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文檔簡(jiǎn)介
1、content and distribution characteristic of simple sequence es B.S. content and distribution characteristic of simple sequence es B.S. (East China Institute of Technology) Abmitted in partial satisfaction Requirements for the degree Master of Biochemistry & Graduate an te Professor TAN May, 湖 南 大 學(xué)性本
2、人鄭重所呈交的是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注的內(nèi)容外,本不包含任何湖 南 大 學(xué)性本人鄭重所呈交的是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注的內(nèi)容外,本不包含任何其它個(gè)人或集體已經(jīng)或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全本的法律由本人承擔(dān)。作者簽名日期年使用書(shū)本作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用的規(guī)定,同學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交的復(fù)印件和,允許被查閱和借閱。本人湖南大學(xué)可以將本的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等保存和匯編本。屬本12、不,在 年后適用本
3、書(shū)(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打作者簽名導(dǎo)師簽名日期日期年年月月日日本以人類單純皰一型和二型的組為研究材料, 利用(IMEx) ysis (MEGA)對(duì)所研究的組序列進(jìn)行了 SSRs 的定位和提取,再結(jié)合相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì) 本以人類單純皰一型和二型的組為研究材料, 利用(IMEx) ysis (MEGA)對(duì)所研究的組序列進(jìn)行了 SSRs 的定位和提取,再結(jié)合相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì) SSRs 的分布特征及其堿基偏向性進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。分析結(jié)果顯示:在 HSV-1 中單核苷酸重復(fù)是最多的,而在 HSV-2 中單核苷酸重復(fù)和二核苷酸重復(fù)含量卻差不多。比較兩組中四核苷酸重復(fù)的相對(duì)頻率發(fā)現(xiàn), 在HSV-2 中似乎明
4、顯比 HSV-1 中高。另外在 HSV-1 HSV-2 C/G, 分別以優(yōu)勢(shì)存在于一型、二型和三型 SSRs 中,事實(shí)上發(fā)現(xiàn)在所有的nSSR GC 含量是明顯高于整個(gè)組中 GC 含量的。在比較 SSR 的長(zhǎng)度和含量關(guān)系中發(fā)現(xiàn),SSRs 的長(zhǎng)度越長(zhǎng),在兩組中越少。從這些分析結(jié)果可組中以得出在 HSV-1 HSV-含量越少,可能是長(zhǎng)的 SSRs SSRs 的高 GC 含量可能與兩組中 SSRs 的分布有著各自的特點(diǎn),越長(zhǎng)的容易向短的 SSRs 突變的結(jié)果。在兩組的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān),特別是在翻譯區(qū)三核酸重復(fù)GC 的偏向性將可能影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。另外,的致病性和其進(jìn)化機(jī)制有幫助。的數(shù)據(jù)可能對(duì)研究單純皰疹:
5、 簡(jiǎn)單重復(fù)序列;單純皰疹;相對(duì)頻率;偏向性Simple sequence repeats (SSRs) are common features of both prokaryote eukaryote genomes. In past time, SSRs were regarded as “junkSimple sequence repeats (SSRs) are common features of both prokaryote eukaryote genomes. In past time, SSRs were regarded as “junk DNA” and most of w
6、ere thought to have no biological uses at all, however, it is t the rates of SSRs are very high and SSRs have very important biological uses, as more more about SSRs are known. To date, n 20 disorders, like Friedreich have resulted lowest DNAcan from the of SSRs. Up to now, Hepatitis (HBV) is infect
7、ing human, which can cause acute and chronic hepatitis, and the incident rates of severe serious complications resulting from infection, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). s been the nucleotide substitution rate of HBV-DNA is significantly high, and based on difference of the enti
8、re viral genomes, eight genotypes(A-H)and multiple to date have been identified. It has been found in t there are prevalence, pathogenicity, substitution rate of HBV-DNA, response to drug and so on among different genotypes /subgenotypes of HBV, and until now, it has t the highest risk of HCC was s
9、infected with genotype C2, and the next highest in n those infected with genotype B2. Then, variety of bgenotypes of HBV provide the excellent material in studying variation, evolutionandfunction of SSRsinIn order to understand the variation and function of SSRs in HBV genomes better, we compared th
10、e SSR distributions in subgenotypes C2, C1 and B2 in this study. results t Tetra-, Penta- and Hexanucleotide repeats are genomes, however, Mono-, Di- and Trinucleotide repeats are present in each sequen his study, but the repeat numbers of them are extremely small and the lengths are very short. The
11、 phenomenon above may be caused by the significantly substitution in HBV genome and the extreme shortness of HBV genome. distributions of repeats (A)n and (T)n are ore t of repeats and (C)n. The distributions of repeats (AC)n and (TG)n are munch more abundant subgenotype n in C2 and C1. Repeat (CT)n
12、 is the most common repeat in subgenotypes C2, C1and B2, and repeats (AG)n and (TA)n have the among these three subgenotypes. In general, dinucleotide repeat is shared betn subgenotypes C2 and C1 subgenotypes and subgenotype B2, which reflects the more closesimilar distribution n n these relation n
13、and C1 at the sequence level. Repeats (AGA)n and (CCT)n are the most common stable trinucleotide hese three subgenotypes, however, apartstable trinucleotide hese three subgenotypes, however, apart from (AGA)n and (CCT)n, the distributions of other trinucleotide repeats are very rare hese three subge
14、notyps. In general, distributions of and B2. However the case of to repeats, repeat decreases in order of subgenotypes C2, dinucleotide repeats and overall SSRs are trinucleotide repeats showed no clear trend among the three KeyWords: simple sequence repeat; HBV; subgenotype; ion 性 使 1緒簡(jiǎn)單重復(fù)序列的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單重復(fù)序
15、列的分根據(jù)重復(fù)單元的堿基數(shù)目不性 使 1緒簡(jiǎn)單重復(fù)序列的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的分根據(jù)重復(fù)單元的堿基數(shù)目不根據(jù)重復(fù)序列完美性程度不簡(jiǎn)單重復(fù)序列的特簡(jiǎn)單重復(fù)序列與疾開(kāi)放閱讀框中的SSR 與疾非編碼區(qū)中SSR 與疾簡(jiǎn)單重復(fù)序列起始1.1.4 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變機(jī)不對(duì)等交換突變機(jī)逆轉(zhuǎn)錄機(jī)滑動(dòng)突變機(jī)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)次簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)單元的組重復(fù)序列組中的位序列重簡(jiǎn)單重復(fù)序列的連續(xù)1.2 乙型肝的介組的結(jié)構(gòu)特型的分布及致病生物信息學(xué)常用的數(shù)據(jù)-NCBI 數(shù)據(jù)EMBL 核酸數(shù)據(jù)DDBJ 數(shù)據(jù)型的分布及致病生物信息學(xué)常用的數(shù)據(jù)-NCBI 數(shù)據(jù)EMBL 核酸數(shù)據(jù)DDBJ 數(shù)據(jù)1.4SSR 本研究工作的目的和意第2
16、 章 材料與方序列的基本信簡(jiǎn)單重復(fù)篩選原簡(jiǎn)單重復(fù)序列統(tǒng)計(jì)標(biāo)簡(jiǎn)單重復(fù)序列統(tǒng)計(jì)公3 章 結(jié)果分析與3.1 結(jié)果分SSR 型C2、C1、B2 中的分布規(guī)SSR C2、C1、SSR C2、C1、型中的分布規(guī)型中的分布規(guī)總參考文致附錄 攻期間所的學(xué)1 緒論隨著生物行業(yè)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的完善使得生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)資源的增長(zhǎng)呈現(xiàn)了驚人的速度,為了更好的處理和利用這些數(shù)據(jù),一門以生物和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新學(xué)科生物信息學(xué)誕生了,生物信息學(xué)的誕生大大推動(dòng)了相關(guān)研究的開(kāi)展,并被譽(yù)為“解讀生命天書(shū)的慧眼”。從目前生物信息學(xué)的研究情況來(lái)看,國(guó)際上公認(rèn)的生物信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容,大致包括以下幾個(gè)方面:(1
17、) 生物信息的收集、管理與提供;組序列信息的提取和分析;(3) 功能組相關(guān)信息分析;(4) 生物大分子結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計(jì);(5 生物信息分析的技術(shù)與方法研究;(6) 應(yīng)用與發(fā)展研究。因?yàn)樯治鼋M中簡(jiǎn)單重復(fù)序列的分布特征來(lái)推測(cè)其相應(yīng)的功能。1.1 簡(jiǎn)單重復(fù)序 列 Repeats SSRs1 緒論隨著生物行業(yè)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的完善使得生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)資源的增長(zhǎng)呈現(xiàn)了驚人的速度,為了更好的處理和利用這些數(shù)據(jù),一門以生物和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新學(xué)科生物信息學(xué)誕生了,生物信息學(xué)的誕生大大推動(dòng)了相關(guān)研究的開(kāi)展,并被譽(yù)為“解讀生命天書(shū)的慧眼”。從目前生物信息學(xué)的研究情況來(lái)看,國(guó)際上公認(rèn)的
18、生物信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容,大致包括以下幾個(gè)方面:(1) 生物信息的收集、管理與提供;組序列信息的提取和分析;(3) 功能組相關(guān)信息分析;(4) 生物大分子結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計(jì);(5 生物信息分析的技術(shù)與方法研究;(6) 應(yīng)用與發(fā)展研究。因?yàn)樯治鼋M中簡(jiǎn)單重復(fù)序列的分布特征來(lái)推測(cè)其相應(yīng)的功能。1.1 簡(jiǎn)單重復(fù)序 列 Repeats SSRs) 也稱微lites)或短串聯(lián)重復(fù)序列(Short Tandem Repeats,STRs),是由 1-6 個(gè)堿基對(duì)組成的串聯(lián)重復(fù) 段。SSRs在真核和原核生物的組中分布廣泛、數(shù)量豐富, 并具有較高的突變頻率。SSRs 高度的可變性可能是在 復(fù)或重組過(guò)程中鏈的滑移引
19、起的。SSRs盡管廣泛分布在真核和原核生物的組序列中,但在不同生物別。有些 SSRs 組中簡(jiǎn)單重復(fù)序的分布、組成和功能又有著明顯的差表達(dá)中起著重要的調(diào)節(jié)作用,而有的就直接參與的表達(dá)。盡管這樣,大多數(shù) SSRs 的功能還沒(méi)有得到充分研究,需要掘和完善。進(jìn)一步去挖1.1.1 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的篩選SSRPCR基礎(chǔ)上的一種分子標(biāo)記技術(shù),篩選應(yīng)遵守準(zhǔn)確、高效和廉價(jià)的原則。下面介紹幾種篩選的方法文庫(kù)篩選法文庫(kù)篩選ibrary screening method)是一種傳統(tǒng)的 SSR 的篩選方法,是以建組文庫(kù)為基礎(chǔ)的,從文庫(kù)中提取 DNA,篩選、鑒定和分析含有 SSR 序列法。文庫(kù)篩選的步驟:(1) 從所要篩選
20、的物種提取 DNA,并建立物種基立的因組文庫(kù);(2) 從文庫(kù)中選出 DNA 序列,用相應(yīng)探針篩選出富含 SSR 的 段;(3) 對(duì)篩選出來(lái)的富含 SSR 因組文庫(kù);(2) 從文庫(kù)中選出 DNA 序列,用相應(yīng)探針篩選出富含 SSR 的 段;(3) 對(duì)篩選出來(lái)的富含 SSR 的 段進(jìn)序;(4) PCR 選陽(yáng)性克隆。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是花費(fèi)比較少,在一般的有用的 SSR 回收率比較低,而且操作繁瑣。也能進(jìn)行,缺點(diǎn)是序列標(biāo)記微分布技術(shù)分布技術(shù)(sequence-序列標(biāo)記微的片,測(cè)豐R中分以種。選擇性擴(kuò)增微序列分析方法序列分析方法lified 選擇性擴(kuò)增微( lite polymorphic loci, L
21、)基礎(chǔ)上的 SSR 篩選方法。它的優(yōu)點(diǎn)主要是節(jié)約經(jīng)費(fèi), 有用 SSR 的回收率也比較高,并且適合SSR 篩選,缺點(diǎn)是比較費(fèi)時(shí),回收的時(shí)候也比較麻煩。組比較復(fù)雜的物種的中篩選 從 cDNA 分子所測(cè)得部分序列的短段 DNA(通常 300500bp)cDNA 文庫(kù)所得到的許多表達(dá)序列集合組成表達(dá)序列數(shù)據(jù)庫(kù),代表在。選擇性擴(kuò)增微序列分析方法序列分析方法lified 選擇性擴(kuò)增微( lite polymorphic loci, L)基礎(chǔ)上的 SSR 篩選方法。它的優(yōu)點(diǎn)主要是節(jié)約經(jīng)費(fèi), 有用 SSR 的回收率也比較高,并且適合SSR 篩選,缺點(diǎn)是比較費(fèi)時(shí),回收的時(shí)候也比較麻煩。組比較復(fù)雜的物種的中篩選
22、從 cDNA 分子所測(cè)得部分序列的短段 DNA(通常 300500bp)cDNA 文庫(kù)所得到的許多表達(dá)序列集合組成表達(dá)序列數(shù)據(jù)庫(kù),代表在一定的發(fā)育時(shí)期或特定的環(huán)境條件下,特定的組織細(xì)胞表達(dá)的序列。從 文庫(kù)中篩選 SSR 雖然表面上類似于文庫(kù)篩選法,但它卻大大縮小了篩選范圍,所以它的優(yōu)點(diǎn)是大大縮小了篩選的范圍,而且相比前面幾種方法也是最廉價(jià)的,缺點(diǎn)是現(xiàn)在建立了 EST 庫(kù)夫人物種還不是很多,獲得的 SSR 只是 EST-SSR。簡(jiǎn)單重復(fù)序列在研究中的應(yīng)用盡管簡(jiǎn)單重復(fù)序列在很多組中具體的功能還不是很清楚,但是就它序列本身的特殊排列也有不少用途,下面介紹一下 SSR 在各種研究中的應(yīng)用。、品種鑒定及
23、純度檢測(cè)以從形態(tài)學(xué)上去鑒別新品種難度大,花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),效果卻不理想。現(xiàn)有的鑒定方法中,同工酶和蛋白質(zhì)電泳可檢測(cè)的位點(diǎn)少,蛋白質(zhì)類型不多,多態(tài)性水平低,對(duì)同一物種不同品種不能有效區(qū)分。FP技術(shù)比較繁瑣,需要花費(fèi)大量人力物力。且多態(tài)性低于 SSRSSR 的多態(tài)性來(lái)進(jìn)行物種鑒定與其它技術(shù)相比, SSR分布于整個(gè)鑒定中組中,多態(tài)性水平高,易于分析,而且不受環(huán)境的影響,在品種了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。種質(zhì)資源保存、評(píng)價(jià)和利用在種質(zhì)資源保存研究中,可以利用 SSR 的高分辨力鑒定品種的真實(shí)性,從而可以挑出重復(fù)的,防止混雜,評(píng)價(jià)不同、群體之間的近緣程度,分析其遺傳,區(qū)別、品種及群體內(nèi)的變異,還可以分析現(xiàn)代作物品種相對(duì)于原
24、始資源的遺傳。構(gòu)建定位和構(gòu)建圖譜是了解組圖譜組的結(jié)構(gòu),性狀控制的基礎(chǔ)和最基本的方法。在進(jìn)行組圖譜過(guò)程中,標(biāo)記的位點(diǎn)有兩類:一類主要由編碼和結(jié)構(gòu)位點(diǎn)位置。,位點(diǎn)變異??;另一類為具有高度變異的重復(fù)序列來(lái)標(biāo)記 DNA 現(xiàn)在使用的比較多的是 SSR 標(biāo)記。因?yàn)?SSR 重復(fù)數(shù)量多,重復(fù)片段短,并且重復(fù)程度不一樣,同一類 SSR 可以分布在整個(gè)組的不同位置,從而適合于定位,是組遺傳圖譜和物理圖譜的理想界標(biāo)。系譜分析及分子標(biāo)記輔助育種在系統(tǒng)育種中,大多數(shù)品種都有詳細(xì)的系譜。SSR 標(biāo)記可分析系譜育種過(guò)程中等位的轉(zhuǎn)移。在水稻中,已經(jīng)可以證明 SSR 標(biāo)記能十分穩(wěn)定和可靠地在系譜中追溯目的單或數(shù)量性狀座流。目
25、前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出把分子標(biāo)記數(shù),大大方便了在育種中的應(yīng)用。SSR SSR 標(biāo)記進(jìn)行大豆抗胞囊線蟲(chóng)的分子輔據(jù)、系譜關(guān)系及表現(xiàn)型綜合在一起的記是輔助選擇育種的理想分子標(biāo)記。應(yīng)用助選擇育種便是成功的典范。另外一些重要性狀的有效 SSR 標(biāo)記也可用于分子標(biāo)記輔助選擇。簡(jiǎn)單重復(fù)序列的進(jìn)化機(jī)制對(duì)于不穩(wěn)定 SSR 的進(jìn)化機(jī)制就目前來(lái)說(shuō)有很多說(shuō)法,其中被大多數(shù)認(rèn)同的只有兩種,那就是 UCO(Unequal er模型和 SSM(Slip-Strand 模型。UCO 模型認(rèn)為 SSR并且重復(fù)程度不一樣,同一類 SSR 可以分布在整個(gè)組的不同位置,從而適合于定位,是組遺傳圖譜和物理圖譜的理想界標(biāo)。系譜分析及分子標(biāo)記輔助育
26、種在系統(tǒng)育種中,大多數(shù)品種都有詳細(xì)的系譜。SSR 標(biāo)記可分析系譜育種過(guò)程中等位的轉(zhuǎn)移。在水稻中,已經(jīng)可以證明 SSR 標(biāo)記能十分穩(wěn)定和可靠地在系譜中追溯目的單或數(shù)量性狀座流。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出把分子標(biāo)記數(shù),大大方便了在育種中的應(yīng)用。SSR SSR 標(biāo)記進(jìn)行大豆抗胞囊線蟲(chóng)的分子輔據(jù)、系譜關(guān)系及表現(xiàn)型綜合在一起的記是輔助選擇育種的理想分子標(biāo)記。應(yīng)用助選擇育種便是成功的典范。另外一些重要性狀的有效 SSR 標(biāo)記也可用于分子標(biāo)記輔助選擇。簡(jiǎn)單重復(fù)序列的進(jìn)化機(jī)制對(duì)于不穩(wěn)定 SSR 的進(jìn)化機(jī)制就目前來(lái)說(shuō)有很多說(shuō)法,其中被大多數(shù)認(rèn)同的只有兩種,那就是 UCO(Unequal er模型和 SSM(Slip-Str
27、and 模型。UCO 模型認(rèn)為 SSR 的不穩(wěn)定性主要是由于在 發(fā)生不等價(jià)交換的概率提高,不等交換是不配對(duì)的同源重組的結(jié)果,而 SSR 的存在增加了同錯(cuò)配的可能性。所以不等價(jià)交換的發(fā)生在 SSR 區(qū)域很可能大于其它區(qū)源域。SSM SSR 的不穩(wěn)定性可能是由 時(shí)滑動(dòng)鏈錯(cuò)配引起的時(shí),聚合酶的滑動(dòng)會(huì)使得模板鏈和新生鏈暫時(shí)分離,由于 SSR 本身的特點(diǎn),滑動(dòng)后的兩條鏈可能會(huì)生成穩(wěn)定的發(fā)夾結(jié)構(gòu)、頸環(huán)結(jié)構(gòu)等特殊結(jié)構(gòu), 這時(shí),重新結(jié)合的兩條鏈不再像滑動(dòng)前那樣正常配對(duì)了,而是發(fā)生了錯(cuò)配。模板鏈的一段序列的突出導(dǎo)致重復(fù)的減少,而新鏈的突出將導(dǎo)致重復(fù)的增加。簡(jiǎn)單重復(fù)序列與人類疾病簡(jiǎn)單重復(fù)序列是廣泛分布在人類組中的
28、, 盡管其中很多功能都不太清或變異所引起的相關(guān)疾病。1.1 簡(jiǎn)單重復(fù)序列與人類疾病組中由于 SSR 疾病chromosome12q13.1Mental DRPLA IT15 tingtons FMR-1 Fragile X Myotonic Spinocerebellar ataxia type 注:PABPN1:Poly(A) Binding Protein, Nuclear 1, eracting 2 homolog B,Bcl-2:B-cell lymphoma 2,NOS2A gene:Nitric Oxide se 1.1.3.3 簡(jiǎn)單重復(fù)序列與起始點(diǎn)SCA10 的簡(jiǎn)單重復(fù)序列 AT
29、TCTAGAATA 在體外很容易解鏈,常常以單鏈的形式存在35,這可能是導(dǎo)致 在 中高度表FMR136, 38注:PABPN1:Poly(A) Binding Protein, Nuclear 1, eracting 2 homolog B,Bcl-2:B-cell lymphoma 2,NOS2A gene:Nitric Oxide se 1.1.3.3 簡(jiǎn)單重復(fù)序列與起始點(diǎn)SCA10 的簡(jiǎn)單重復(fù)序列 ATTCTAGAATA 在體外很容易解鏈,常常以單鏈的形式存在35,這可能是導(dǎo)致 在 中高度表FMR136, 38起始區(qū)富含簡(jiǎn)單重序列中的擴(kuò)增有復(fù)序列。簡(jiǎn)單重復(fù)序列能作為起始點(diǎn)的性質(zhì)可能對(duì)其在
30、一定的作用36-38 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變機(jī)制中“junk簡(jiǎn)單重復(fù)序列普遍存在于序列中,且曾經(jīng)一度被認(rèn)為是不具有生物功能。然而,隨著近幾十年的研究發(fā)現(xiàn),簡(jiǎn)單重復(fù)序列在序列中的分布不是隨機(jī)的,且有重要的生物功能。同時(shí)發(fā)現(xiàn)許多神經(jīng)方面的疾病的發(fā)生與簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變有關(guān),但對(duì)于簡(jiǎn)單重復(fù)序列的在序列中的突變機(jī)制,研究者們Spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) allelesParkinson Diabetic microvascular complications ype 2 diabetes mellitusneurological Neurological Spi
31、nocerebellar ataxia type 8Androgen Hepatocellular Spinocerebellar ataxia type 10 geneSpinocerebellar ataxia type PABPN1 Oculopharyngeal muscular Androgen Spinal and bulbar muscular Colorectal Aldose e Diabetic SpinocerebellarAtaxia Type 7 geneSpinocerebellar Ataxia Type NOS2A Neurological Aldose e 還
32、不是很清楚。在最近幾十年中,隨著對(duì)簡(jiǎn)單重復(fù)序列認(rèn)識(shí)的不斷的深入,研究者提出了下列三種主要的用于揭示簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變機(jī)制的假設(shè): 1、不對(duì)等交換機(jī)制;23、滑動(dòng)突變機(jī)制。在這三種突變理論中,滑動(dòng)突變理論被認(rèn)為是簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變的最主要的機(jī)制。1.1.4.1 不對(duì)等交換突變機(jī)制在減數(shù)過(guò)程中,同源之間進(jìn)行聯(lián)會(huì),同時(shí),同源的非姐妹, 這種對(duì)等染色單體之間常常會(huì)發(fā)生對(duì)等交換,重新形成兩條等長(zhǎng)的同源交換并不會(huì)造成結(jié)構(gòu)的變異。然而,隨著對(duì)同源的聯(lián)會(huì)過(guò)程和交換過(guò)程的研究深入,發(fā)現(xiàn)在果蠅棒眼遺傳過(guò)程中,非姐妹染色單體之間會(huì)發(fā)生不對(duì)等交換現(xiàn)象3940,隨后,在人類41, 42、玉米43, 44等生物的遺傳過(guò)程中也
33、發(fā)現(xiàn)了染色體之間的不對(duì)等交換現(xiàn)象。從而證明了在減數(shù)過(guò)程中,不對(duì)等交換現(xiàn)象在高等生物中普遍存在,具有普遍性。在不對(duì)等交換過(guò)程中,由于非姐妹染色單體DNA 序列的擴(kuò)增和缺失之間的序列發(fā)生不等價(jià)的交換,這往往會(huì)造成46。簡(jiǎn)單重復(fù)序列廣泛分布在 DNA 序列中,且其在不同型的還不是很清楚。在最近幾十年中,隨著對(duì)簡(jiǎn)單重復(fù)序列認(rèn)識(shí)的不斷的深入,研究者提出了下列三種主要的用于揭示簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變機(jī)制的假設(shè): 1、不對(duì)等交換機(jī)制;23、滑動(dòng)突變機(jī)制。在這三種突變理論中,滑動(dòng)突變理論被認(rèn)為是簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變的最主要的機(jī)制。1.1.4.1 不對(duì)等交換突變機(jī)制在減數(shù)過(guò)程中,同源之間進(jìn)行聯(lián)會(huì),同時(shí),同源的非姐妹, 這
34、種對(duì)等染色單體之間常常會(huì)發(fā)生對(duì)等交換,重新形成兩條等長(zhǎng)的同源交換并不會(huì)造成結(jié)構(gòu)的變異。然而,隨著對(duì)同源的聯(lián)會(huì)過(guò)程和交換過(guò)程的研究深入,發(fā)現(xiàn)在果蠅棒眼遺傳過(guò)程中,非姐妹染色單體之間會(huì)發(fā)生不對(duì)等交換現(xiàn)象3940,隨后,在人類41, 42、玉米43, 44等生物的遺傳過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了染色體之間的不對(duì)等交換現(xiàn)象。從而證明了在減數(shù)過(guò)程中,不對(duì)等交換現(xiàn)象在高等生物中普遍存在,具有普遍性。在不對(duì)等交換過(guò)程中,由于非姐妹染色單體DNA 序列的擴(kuò)增和缺失之間的序列發(fā)生不等價(jià)的交換,這往往會(huì)造成46。簡(jiǎn)單重復(fù)序列廣泛分布在 DNA 序列中,且其在不同型的間存在豐富的多態(tài)性, 高等生物減數(shù)過(guò)程中的不對(duì)等交換是形成這種
35、遺傳變異的重要之一,這種簡(jiǎn)單重復(fù)序列的多態(tài)性在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中被累積并固定下來(lái)48。由于不對(duì)等交換涉及到減數(shù)的變異,因此,它不能用來(lái)闡述和生物中聯(lián)會(huì)的方面的內(nèi)容,屬于間序列中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變。1.1.4.2 逆轉(zhuǎn)錄機(jī)制逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotranson)是通過(guò) RNA 中間物進(jìn)行轉(zhuǎn)座的可移動(dòng)元組序列中可轉(zhuǎn)移成分為 35%以上49-51,且可轉(zhuǎn)移成分一般在其 件。在人類端富含 ployA 側(cè)翼序列。因此,逆轉(zhuǎn)錄機(jī)制認(rèn)為逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 3 ployA 側(cè)翼序列是造成簡(jiǎn)單重復(fù)序列富含堿基 A 的主要原因。有研究表明,人類的序列中最普遍的富含A 堿基的簡(jiǎn)單重復(fù)序列在序列中的分布情況與序列中的轉(zhuǎn)座
36、因子有關(guān)52但是轉(zhuǎn)座因子密度高的序列通常不是簡(jiǎn)單重復(fù)序列含量最高的序列。因此,逆轉(zhuǎn)錄機(jī)制作為簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變機(jī)制還有待研究。1.1.4.3 滑動(dòng)突變機(jī)制滑動(dòng)突變又稱為 DNA 滑動(dòng)突變、聚合酶滑動(dòng)突變、錯(cuò)配滑動(dòng)突變, 1964 kornberg 等人首次提出滑動(dòng)突變的這個(gè)概念53?;瑒?dòng)突變機(jī)制認(rèn)為,簡(jiǎn)單重復(fù)序列在過(guò)程中,模板鏈和正在的子鏈之間有時(shí)會(huì)發(fā)生鏈和重新配對(duì)的現(xiàn)象。重新配對(duì)時(shí),模板鏈和正在的子鏈之間偶爾會(huì)因錯(cuò)位而出現(xiàn)錯(cuò)配,DNA 聚合酶在這種發(fā)生錯(cuò)配的子鏈上繼續(xù)DNA 時(shí),這就會(huì)導(dǎo)致新的簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度發(fā)生改變。如果體內(nèi)的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)沒(méi)有識(shí)別并修復(fù)已發(fā)生突變的簡(jiǎn)單重復(fù)序列,當(dāng)簡(jiǎn)單重復(fù)
37、序列進(jìn)入下一輪時(shí),就可以產(chǎn)生重復(fù)次數(shù)發(fā)生改變的新的簡(jiǎn)單重復(fù)序列54,滑動(dòng)突變過(guò)程如圖 1.1 所示。滑動(dòng)突變是導(dǎo)致簡(jiǎn)單重復(fù)序列發(fā)生突變的主要原因,是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率大小的重要之一,但簡(jiǎn)單重復(fù)序列的滑動(dòng)突變率并不等同于簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率。有研究發(fā)現(xiàn),滑動(dòng)突變?cè)隗w外發(fā)生的概率很大55,而在體內(nèi)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率明顯小于其在變的簡(jiǎn)單重復(fù)序列,當(dāng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列進(jìn)入下一輪時(shí),就可以產(chǎn)生重復(fù)次數(shù)發(fā)生改變的新的簡(jiǎn)單重復(fù)序列54,滑動(dòng)突變過(guò)程如圖 1.1 所示?;瑒?dòng)突變是導(dǎo)致簡(jiǎn)單重復(fù)序列發(fā)生突變的主要原因,是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率大小的重要之一,但簡(jiǎn)單重復(fù)序列的滑動(dòng)突變率并不等同于簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率。有
38、研究發(fā)現(xiàn),滑動(dòng)突變?cè)隗w外發(fā)生的概率很大55,而在體內(nèi)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率明顯小于其在體外發(fā)生的滑動(dòng)突變率,這是因?yàn)榛瑒?dòng)突變產(chǎn)生的突變會(huì)被體內(nèi)的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)識(shí)別并予以修復(fù),從而使簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率減小 100 1000 倍56。因此,簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率的大小是由滑動(dòng)突變的大小和錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的效率共同決定。簡(jiǎn)單重復(fù)序列在不同的物種之間即使有相同的滑動(dòng)突變率,但可能因?yàn)椴煌锓N之間的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的效率不同而使簡(jiǎn)單重復(fù)序列有不同的突變率。研究表明,影響滑動(dòng)突變率大小的很多,其中簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)單元是最主要的之一。Kruglyak 等發(fā)現(xiàn)在簡(jiǎn)單重復(fù)序列之中,二型 SSR 的發(fā)生滑動(dòng)突變的概率最大,而
39、四型 SSR 發(fā)生滑動(dòng)突變的概率最小57,并且滑動(dòng)突變率的大小與重復(fù)單元的長(zhǎng)度成反比趨勢(shì)55。產(chǎn)生以上結(jié)果的原因可能是因?yàn)楹?jiǎn)單重復(fù)序列在滑動(dòng)突變過(guò)程中, 當(dāng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列發(fā)生錯(cuò)位突變時(shí),其重復(fù)單元越長(zhǎng)則要求在模板鏈上滑動(dòng)的距離就越長(zhǎng),這也就使重復(fù)單元長(zhǎng)的簡(jiǎn)單重復(fù)序列在中發(fā)生突變的概率就比較少。除重復(fù)單元外,影響滑動(dòng)突變率大小的組還有重復(fù)次數(shù)、簡(jiǎn)單重復(fù)序列的位點(diǎn)、重復(fù)序列堿基的組成等581.1.5 復(fù)次數(shù)、簡(jiǎn)單重復(fù)序列的位點(diǎn)、重復(fù)序列堿基的組成等581.1.5 影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變的簡(jiǎn)單重復(fù)序列具有較高的突變率,且其在不同生物的 DNA 序列間、同一生物體內(nèi)的不同間、編碼區(qū)和非編碼區(qū)間均存在的明顯
40、的差異。已有研究表重復(fù)單元的組成、重復(fù)序列在組中的位置、側(cè)翼序列、序列重組率、簡(jiǎn)單重復(fù)序列的連續(xù)性等是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率大小的主要。1.1.5.1 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率大小的重要之一。且已有研究表明,簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率隨著其重復(fù)次數(shù)的增大而增大59, 60很多脊椎動(dòng)物包括人中,簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率的大小與其重復(fù)次數(shù)的大小之間存在正相關(guān)性61, 62。雖然,簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變的重要的之一,但簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變也會(huì)反作用于重復(fù)次數(shù),使重復(fù)次數(shù)不能無(wú)限制地增加。對(duì)于重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)不能地增加,研究者有兩種相似但不同的解釋:
41、1、簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度或重復(fù)次數(shù)的大小取決于滑移突變和序列長(zhǎng)度之間的一種平衡,即簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度會(huì)影響滑動(dòng)突變的趨勢(shì)63,當(dāng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列比較短或其重復(fù)次數(shù)比較小時(shí),滑動(dòng)突變的趨勢(shì)是增加簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度或者說(shuō)增加其重復(fù)次數(shù);而當(dāng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的比較長(zhǎng)或其復(fù)次數(shù)比較大時(shí),滑動(dòng)突變的趨勢(shì)是減少簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度或者說(shuō)減小其重復(fù)次數(shù)64;2、簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度或重復(fù)次數(shù)的大小取決于序列發(fā)生滑動(dòng)突變和點(diǎn)突變之間的一種平衡,Kruglyak 等認(rèn)為滑動(dòng)突變具有增加重復(fù)序列的長(zhǎng)度或重復(fù)次數(shù)趨勢(shì),而點(diǎn)突變會(huì)減少重復(fù)序列的長(zhǎng)度或重復(fù)次數(shù),簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度或重復(fù)次數(shù)大小取決于是這兩種 之間的平衡57。1.1.
42、5.2 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)單元的組成簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)單元的組成包括重復(fù)單元的堿基數(shù)目和堿基類別,其是影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列突變率大小的另外一個(gè)重要。雖然,重復(fù)單元的組成影響簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率大小的機(jī)制還不是很清楚,但研究者通過(guò)對(duì)小鼠、人類、果蠅和酵母的研究顯示,二型 SSR 的突變率最高,其次是三型 SSR,再次是四型 SSR65,同時(shí) Schlotterer 等也發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率的大小與重復(fù)單元的堿基數(shù)目成負(fù)相關(guān)性55。重復(fù)單元的堿基類別對(duì)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的突變率的大小也有非常大的影響。例如:Bachtrog 等研究黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)第二號(hào)上的 42
43、 個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列位點(diǎn)上的重復(fù)單元 AC、AT、AG 發(fā)現(xiàn),簡(jiǎn)單重復(fù)序列 AC、AT、突變率大小的排列順序?yàn)?ACAGAT66;同時(shí),酵母菌序列中富含 A+T 堿基的重復(fù)單元較富含 G+C 的單元更容易發(fā)生滑動(dòng)突變 65這一研究結(jié)果與等的觀點(diǎn)一致:富含 A+T 堿基的重復(fù)單元比富含 G+C 堿基的重復(fù)單元更容易突變67。這可能是因?yàn)樵谛蛄羞^(guò)程中,富含 G+C 的模板鏈與子鏈之間形成的雙鏈比富含 A+T 的模板鏈與子鏈之間68 等極個(gè)別形成的雙鏈更穩(wěn)定,從而減少了滑動(dòng)突變的發(fā)生。然而,除孢疹生物的 DNA 序列外,其它生物的 DNA突變率大小的排列順序?yàn)?ACAGAT66;同時(shí),酵母菌序列中富含
44、A+T 堿基的重復(fù)單元較富含 G+C 的單元更容易發(fā)生滑動(dòng)突變 65這一研究結(jié)果與等的觀點(diǎn)一致:富含 A+T 堿基的重復(fù)單元比富含 G+C 堿基的重復(fù)單元更容易突變67。這可能是因?yàn)樵谛蛄羞^(guò)程中,富含 G+C 的模板鏈與子鏈之間形成的雙鏈比富含 A+T 的模板鏈與子鏈之間68 等極個(gè)別形成的雙鏈更穩(wěn)定,從而減少了滑動(dòng)突變的發(fā)生。然而,除孢疹生物的 DNA 序列外,其它生物的 DNA 序列中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列 GC 的含量非常低。Schlotterer 等55認(rèn)為簡(jiǎn)單重復(fù)序列 GC 在序列中含量偏低的主要原因是 GC 中的胞苷酸 C 甲基化后很容易經(jīng)過(guò)脫氨基作用而轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶 T1.1.5.3 重
45、復(fù)序列在組中的位置簡(jiǎn)答重復(fù)序列在序列中的分布不是隨機(jī)的,而是一定規(guī)律的。例如:在序列的編碼區(qū)中三型 SSR 和六型 SSR 含量較多,這可能與三個(gè)堿基為一個(gè)子有間隔區(qū)中一型 SSR 和二型 SSR 含量較高。重復(fù)序列中的分布規(guī)律也有很大的差異,且其位點(diǎn)關(guān);而在序列的非編碼區(qū)和單元的堿基數(shù)目不同,則其在多態(tài)性組成也不同。Holland 等69通過(guò)對(duì)玉米的一些研究表明,的外顯子相比,啟動(dòng)子和內(nèi)含子處的重復(fù)序列在長(zhǎng)度上具有更高的多態(tài)性。這與簡(jiǎn)單重位置的重復(fù)序列可以較為“隨意”地突變。由于位于復(fù)序列往往更具有“生物功能”作用,也承受了內(nèi)的比間隔區(qū)的重的選擇壓力,因而與間隔區(qū)和非編碼區(qū)相比,其突變率較小
46、、多態(tài)性較低。1.1.5.4 序列重組SSR 的突變與序列重組的關(guān)系,學(xué)術(shù)界持有兩種相反的觀點(diǎn)。有研究者認(rèn)為,序列在重組過(guò)程中發(fā)生不對(duì)等交換時(shí),其中的一條可能丟失一些重復(fù),使簡(jiǎn)單重復(fù)序列的長(zhǎng)度變短;另外一條上的簡(jiǎn)單重復(fù)序列可能會(huì)因?yàn)榈闹貜?fù)而其長(zhǎng)度變長(zhǎng)70。然而,也有研究者認(rèn)為 SSR 的突變與重組之間獲得沒(méi)有任何關(guān)系。Huang Payseur 等分析人的全長(zhǎng) DNA 序列,但并沒(méi)有發(fā)現(xiàn) 61, 71的突變與序列重組率之間存在聯(lián)系的有關(guān)的沒(méi)有重組區(qū)域上的簡(jiǎn)單重復(fù)序列與常Y上的上的簡(jiǎn)單重復(fù)序列有著相似的突變率,這也可能說(shuō)明重組不是導(dǎo)致簡(jiǎn)單重復(fù)序列發(fā)生突變的主要原因。1.1.5.5 簡(jiǎn)單重復(fù)序列的
47、連續(xù)性滑動(dòng)突變是簡(jiǎn)單重復(fù)序列特有的一種突變,但簡(jiǎn)單重復(fù)序列除了可能會(huì)發(fā)生滑動(dòng)突變以外,其堿基也可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換、顛換、缺失等點(diǎn)突變。與滑動(dòng)突變相比,雖然這些點(diǎn)突變率比較小,但是它會(huì)打斷簡(jiǎn)單重復(fù)序列從而破壞其連續(xù)性,增強(qiáng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的穩(wěn)定性,降低滑動(dòng)突變率。1.2 乙型肝炎于嗜肝 (hepatitis ,HBV)簡(jiǎn)稱,是一種 ,屬科(hepadnavividae)。HBV 是一種能夠引起急、慢性乙型肝炎且72。HBV廣泛分布在世界各地,同時(shí)因嚴(yán)重危害人類健康的HBV而引起的相關(guān)肝病已經(jīng)成為世界上第十大死因,并且由 而引起的肝癌已是73 (Hepatocellular Carcinoma , HCC
48、)、肝硬化(cirrhosis)等重癥肝世界上第五種最常見(jiàn)的病的發(fā)生率與 HBV 相關(guān),且這種相關(guān)性受者的、地理區(qū)域分布、生活環(huán)境、的、種族、生活等的影響。同時(shí)研究表明組的突變率非常高, 其突變率是其它 續(xù)性,增強(qiáng)簡(jiǎn)單重復(fù)序列的穩(wěn)定性,降低滑動(dòng)突變率。1.2 乙型肝炎于嗜肝 (hepatitis ,HBV)簡(jiǎn)稱,是一種 ,屬科(hepadnavividae)。HBV 是一種能夠引起急、慢性乙型肝炎且72。HBV廣泛分布在世界各地,同時(shí)因嚴(yán)重危害人類健康的HBV而引起的相關(guān)肝病已經(jīng)成為世界上第十大死因,并且由 而引起的肝癌已是73 (Hepatocellular Carcinoma , HCC)
49、、肝硬化(cirrhosis)等重癥肝世界上第五種最常見(jiàn)的病的發(fā)生率與 HBV 相關(guān),且這種相關(guān)性受者的、地理區(qū)域分布、生活環(huán)境、的、種族、生活等的影響。同時(shí)研究表明組的突變率非常高, 其突變率是其它 的 10 倍以上74-76HBV 具有多亞型的主要原因。據(jù) HBV 全長(zhǎng) DNA 序列的差異性,HBV 可以分種為八種型和亞型7778。型(AB、C、D、E、F、G、H)和多種型和HBV 的高流行區(qū)(73, 79,同時(shí)有趣的是 B2 和 C2 的地理分布區(qū)域最主要型分布較少。1.2.1 乙型肝炎完整的乙型肝炎(HBV)顆粒的基本結(jié)構(gòu)是直徑為 42nm 的球形顆粒, 其通常被稱為丹娜顆粒(Dane
50、)。丹娜顆粒由外膜、核衣殼、HBV-DNA DNA 聚合酶三部分組成。外膜就是由蛋白質(zhì)和膜脂質(zhì)組成, 其厚度為 7nm, 是通常所說(shuō)的 HBV 的表面抗原(HBsAg)80,表面抗原包括小表面蛋白(SHBs)、中表面蛋白(MHBs)、大表面蛋白(LHBs)1.2 所示。SHBs 編碼而成的,是 HBV 的最主要的抗原決定簇;MHBs PreS2 S 編碼而成的,其不是的;PreS1、PreS2、S 共同編碼 LHBs,LHBs 是形成顆粒組裝和顆粒和維持其所必需性所必需的,同時(shí) LHBs 有著重要的 T B 細(xì)胞的抗原位點(diǎn),在的保護(hù)和感染后的恢復(fù)等方面起著重要的作用。核衣殼是直徑約為 28nm
51、 的二十面體的對(duì)稱結(jié)構(gòu),抗原(HBcAg)部分,其由 編碼而成的。HBV-DNA 為長(zhǎng)的2.2kb 的部分雙鏈的環(huán)狀 DNA,是由兩條長(zhǎng)度不同的 DNA 鏈組成,其具有獨(dú)特的組結(jié)構(gòu),長(zhǎng)鏈上有 S、C、P、X 有四個(gè)開(kāi)放讀碼框架(open frame,ORF),分別編碼以下一些蛋白:S 蛋白、Core 蛋白和 pre-core 蛋白、蛋白7981蛋白以及 1.2.2 乙型肝炎乙型肝炎組的結(jié)構(gòu)特(HBV)序列是長(zhǎng)度大約為 3.2kb 的部分雙鏈的環(huán)狀的 DNA 序列,HBV-DNA 鏈為正鏈。長(zhǎng)鏈的 5 1.2.2 乙型肝炎乙型肝炎組的結(jié)構(gòu)特(HBV)序列是長(zhǎng)度大約為 3.2kb 的部分雙鏈的環(huán)狀
52、的 DNA 序列,HBV-DNA 鏈為正鏈。長(zhǎng)鏈的 5 端與 3 端并沒(méi)有共價(jià)連接,而是與一種蛋白質(zhì)共價(jià)相連;不同的短鏈的長(zhǎng)度不同,且一般為長(zhǎng)鏈的 2/3,短鏈的 5 端固定而 3 端的位置變動(dòng),兩端的間隙有 DNA 聚合酶來(lái)填充。長(zhǎng)鏈的 5 粘性末端與短鏈的 5 性末端相互,使 HBV-DNA 雙鏈能夠維持環(huán)狀結(jié)構(gòu)。序列雖然非常序列比短,但其容納了 HBV 生命活動(dòng)過(guò)程中所需的全部信息, 較多且顯得特別精密濃縮。在 HBV 的負(fù)鏈中有四個(gè)開(kāi)放讀碼框架(Open Reading frame,ORF):S 區(qū)、C 區(qū)、P 區(qū)、X 區(qū)。它們分別編碼 HBV 的包膜蛋白(preS1、preS2、S)
53、、核殼蛋白(precore、core)、Poly 聚合酶、“X”蛋白79,其中最長(zhǎng)的開(kāi)放讀碼框架是 Poly聚合酶的,最短的開(kāi)放讀碼框架是編碼“X”蛋白的。編碼大、中、小 HbsAg ORFs S、Pre-S1 Pre-S2 三個(gè)區(qū)域組成,它完全中;編碼核衣殼蛋白的 ;編碼“X”蛋于聚合酶白的與聚合酶也有既與聚合酶又與 ,如圖 1.3 所示。HBV-DNA 高突變性,其中以 S 區(qū)核苷酸序列變異最大,且其變異與 HBV 全序列變異相一表明,HBV 每年每個(gè)堿基突變率為 1.45.010-5,是其它 DNA致。有毒突變率的十倍以上74-76。這可能與 HBV poly 聚合酶缺乏校正功能有關(guān)74
54、過(guò)程中以 RNA ,且開(kāi)放閱讀框架 S顆粒表面抗原(HBsAg)序列,其由 開(kāi)放閱讀框架是編碼以及其前面的前 S 序列(Pres1)和前 S2 序列(Pres2)框。因此表面抗原包括小表面蛋白(small surface protein)、中表面蛋白(medium surface protein)、大表面蛋白(large surface protein)三種抗原。小表面蛋白也稱為小蛋白(SHBs),它是由 編碼而成。小表面蛋白大約由 開(kāi)放閱讀框架 S顆粒表面抗原(HBsAg)序列,其由 開(kāi)放閱讀框架是編碼以及其前面的前 S 序列(Pres1)和前 S2 序列(Pres2)框。因此表面抗原包括小
55、表面蛋白(small surface protein)、中表面蛋白(medium surface protein)、大表面蛋白(large surface protein)三種抗原。小表面蛋白也稱為小蛋白(SHBs),它是由 編碼而成。小表面蛋白大約由 226 個(gè)氨基酸組成且其中含有較多的半胱氨酸。小表面蛋白是 HbsAg 的最主要的抗原決定簇“a”決定簇,且“a”決定簇在所有的 HBV 分離株中均有發(fā)現(xiàn)83。和Pres2 共同編碼 粒的中表面蛋白,中表面蛋白大約含有 281 個(gè)氨基酸且其中心部分?jǐn)y帶著主要的抗原表位,但其與小表面蛋白不同,中表面蛋白不是病毒顆粒組裝和所必需的。大表面蛋白是由中
56、表面蛋白及其 N 108 119 氨基酸組成的,因此,其包含了 Pres1、Pres2 和 。大表面蛋白攜帶著 B T 細(xì)胞的抗原位點(diǎn),因此其在細(xì)胞免疫過(guò)程中起著非常重要的作用;同時(shí),大表面蛋白是顆粒形成和性維持所必需的。1.2.2.2 開(kāi)放閱讀框架 開(kāi)放閱讀框架 C (ORFc含有 和前 (Prec)抗原(HBcAg)和“e”抗原(HBeAg)兩種抗原。C編碼生成的,其分子大約為 21kd,是核殼的結(jié)構(gòu)蛋白。前 e 抗原蛋白是由 Prec 共同編碼而成的,其分子大小為 24kd。HBeAg 是一種蛋白,其在信號(hào)肽的引導(dǎo)下24kd e 抗原蛋白進(jìn)入旁路,并經(jīng)過(guò)高爾基復(fù)合體的加工,使前 e 抗原
57、蛋16kd HbcAg,因此可以檢測(cè)到 HbcAg 在血液中的含量。1.2.2.3 開(kāi)放閱讀框架 HBV 中的 4 個(gè)開(kāi)放閱讀框架中, ORFp 的序列最長(zhǎng),并且 P C、S、X 個(gè)(TP)區(qū)都有部分。ORFp 其編碼的 Pol 蛋白含有四個(gè)結(jié)構(gòu)域: N-末端蛋白區(qū)(spacer,SP) 、逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)/DNA 多聚酶、RNase H,它們分別位于 2307-2840 nt、2841-0-132 nt、133-1128 nt、1.2.2.3 開(kāi)放閱讀框架 HBV 中的 4 個(gè)開(kāi)放閱讀框架中, ORFp 的序列最長(zhǎng),并且 P C、S、X 個(gè)(TP)區(qū)都有部分。ORFp 其編碼的 Pol 蛋白
58、含有四個(gè)結(jié)構(gòu)域: N-末端蛋白區(qū)(spacer,SP) 、逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)/DNA 多聚酶、RNase H,它們分別位于 2307-2840 nt、2841-0-132 nt、133-1128 nt、1129-1621 nt。末端蛋白P)在氨基端,它可與 HBV 負(fù)鏈 DNA 的 5端共價(jià)結(jié)合,并引導(dǎo) DNA。區(qū)(spacer,SP) 除了將末端蛋白和其他分子連接起來(lái)外,對(duì)于其他功能還不是很清楚。逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)/DNA 多聚酶,是 RNA 和 DNA 依賴的 DNA 聚合酶,目前認(rèn)為,其除了作為功能蛋白來(lái)催化 HBV 的逆轉(zhuǎn)錄和 鏈的外,還可以作為結(jié)構(gòu)蛋白來(lái)參加 HBV 組 RNA 的包裝。
59、RNase Pol 酶羧基端,它可裂解逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程中形成的 RNA-DNA 雜交體中的 RNA1.2.2.4 開(kāi)放閱讀框架 開(kāi)放閱讀框架 X ( ORFx)的長(zhǎng)度為 452465bp,是 中最小的開(kāi)放閱讀框,X3 端與83 比較保守,其編碼的蛋白質(zhì)為 HBx。是一個(gè)高度的序列,PP羧基端核酸酶 H 活性部分了子,該區(qū)多高度保守,且終止子位于 的中段。研究發(fā)現(xiàn),HBx 蛋白具有三個(gè)高度保守區(qū),它們分別為位于 1-20、58-84、98-140 三處氨基酸處,這三處保守區(qū)可能與 HBx 蛋白的反式激活作用有關(guān)。HBx 蛋白具有多樣性的生物功能: 1、HBx 通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)間接發(fā)揮廣泛的非特異性反
60、式激活作用; 2、HBx可以激活多種不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,例如: HBx蛋白可激活 RasRafMAP 激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的信號(hào);3HBx p35 蛋白的結(jié)合破壞了 p35的負(fù)調(diào)節(jié)作用,從而導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。1.2.3 乙型肝炎1972 型和型等84根HBV HBsAg 的共同抗原決定簇“a”(139-位氨基酸), 和相互排斥的兩對(duì)抗原決定簇“dy(122-134 位氨基酸)(159-160 位氨基酸)的不同,將 HBV 毒株分為 adw、adr、ayw 和 ayr4 個(gè)亞型。同時(shí)隨著研究的深入,Courouce-Pauty 等85又將抗原決定簇 w 型或w1w2w3w4,再加上新發(fā)現(xiàn)的 q,
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