華師生報告1相關分子生物學知識和涉案基因概要final

ASSOCIATION

FOR

MOLECULARPATHOLOGY,V.MYRIAD

GENETICS,

INC.,相關生物學背景0.基本名稱基因DNA染色體1.BRCA1和BRCA2BRCA1和BRCA2的概念BRCA1和BRCA2的發(fā)現(xiàn)與功能2.

cDNAcDNA的概念cDNA的功能0.1

基因0.2

DNA0.3

染色體Made

up

of

DNA,

act

as

instructions

to

make

molecules

calledproteins.人類基因組計劃估測人體中有20,000到25,000種基因。4種堿基(Chemical

Base)：A(adenine)

G(guanine)

C(cytosine)

T(thymine)The

order

of

these

bases

determines

the

informationavailable

for

building

and

maintaining

an

organism.Each

chromosome

is

made

up

of

DNA

tightly

coiled

many

timesaround proteins

called

histones

that

support

its

structure.p臂（短）q臂（長）1.1

BRCA1和BRCA2的概念【相關概念】基因突變1.2

BRCA1和BRCA2的發(fā)現(xiàn)與功能【相關概念】基因測試基因治療基因突變是指DNA序列永久改變而產生新的基因，其原因可能是環(huán)境

因素（如紫外線輻射），也可能是細胞分裂中DNA復制時的誤差。This

type

of

mutation

is

a

change

in

one

DNA

base

pair

that

results

inthe

substitution

ofone

amino

acid

for

another

in

the

protein

made

bya

gene.突變可以由父母遺傳也可以自身產生，是否遺傳取決于生殖細胞是否攜帶突變基因。突變基因改變了遺傳信息，通過它合成的蛋白質會失效或著不完整，如果它在人體內發(fā)揮作用，就會影響到發(fā)育或健康。細胞活動依賴于蛋白質的正常運轉。大部分基因突變產生的蛋白質是無害的，而多數(shù)可能導致遺傳病的突變基因將在表達前由酶識別并修復。極少數(shù)有益的變異能提高適應性。由突變基因引發(fā)的癥狀被稱為遺傳性疾病。由于基因中可能有大量不影響健康的突變，要識別致病性基因是很難的。由突變基因引發(fā)的癥狀被稱為遺傳性疾病。遺傳傾向（也叫遺傳易感性）是指某人的基因組成提高了患特定疾病的可能性，但不會直接導致疾病，通常由家族繼承?；蛲蛔兛赡軐z傳傾向產生影響。例如，BRCA1或BRCA2基因的特定變異將大大提高患乳腺癌和卵巢癌的風險。其他基因的變化，如

BARD1和BRIP1，雖然也增加乳腺癌的幾率，但對人的整體風險表現(xiàn)得小得多。由于基因中可能有大量不影響健康的突變，要識別致病性基因是很難的。BRCA1和BRCA2是兩種具有抑制惡性腫瘤發(fā)生的優(yōu)良基因，在損傷修復、細胞的正常生長方面有重要作用。如果BRCA1和BRCA2的結構發(fā)生突變，那么它所具有的抑制腫瘤發(fā)生的功能就會受影響。與BRCA1和BRCA2基因突變相關的癌癥的終身風險：有BRCA1基因突變者，患乳腺癌和卵巢癌的風險分別是50%-85%和15%-45%；有BRCA2基因突變者，患乳腺癌和卵巢癌的風險分別是50%-85%和10%-20%。遠高于普通女性的患癌幾率?！厩疤帷炕驕y試要基于測試人的知情同意?！痉绞健客ㄟ^采集血液、體液、毛發(fā)等針對不同測試的物質進行樣本分析。【對象】基因測試針對的對象是染色體，基因和蛋白質?！举M用】基因測試的費用在$100-$2,000之間不等。【結果】收到測試結果的時間也少則幾周多則幾個月。測試結果的陽性意味著檢測的基因存在問題，而陰性卻也并不意味著測試者百分百的健康。只有對同一家族的人進行多次基因測試才能確定某種特定的癥狀是否為基因疾病?；蛑委熓且环N新型的治療手段，替代了以往的藥物和手術治療?；蛑委煼譃槿N，用正?；騺硖娲儺惖幕?，將變異的基因去活性化，以及引入新基因來對抗疾病，其手段是通過靜脈注射或取出一定的組織液進行培養(yǎng)后再注射入病人的細胞中?！景l(fā)現(xiàn)】自1990年研究者通過對乳腺癌家族遺傳病患者的調查中，發(fā)現(xiàn)共同點是17號染色體中均存在不同程度的基因突變，于是推定存在某段特定基因與遺傳性乳腺癌有聯(lián)系。通過對家族病史的研究，經遺傳作圖和基因測序技術并用，確定基因定位于17q21,約100個kb,命名為

BRCA1（breastcancer

1乳腺癌1號基因）。1994年，在13號染色體上發(fā)現(xiàn)另一種與乳腺癌有關的基因，稱為BRCA2

?！痉椒ā客ㄟ^基因測序技術，如Sanger的雙脫氧末端終止法，及Maxam-Gilbert的化學降解法等，科學家得以確定DNA上的堿基排列順序，而進一步確認RNA合成出蛋白質的特性。【功能】BRCA1和BRCA2的功能主要就是作為基因檢測的模板。2.1

cDNA的概念【相關概念】內含子與外顯子2.2

cDNA的功能內含子（introns）是基因內的間插序列（intervening

sequence）或不編碼序列。在轉錄后的加工中，是從最初的轉錄產物中除去的內部核苷酸序列。在其被加工，從初級轉錄本中準確除去后才產生有功能的RNA?；虻木幋a部分稱外顯子。內含子常比外顯子長，且占基因的更大比例。真核基因所含內含子的數(shù)目、位置和長度不盡相同。外顯子(exon)又稱expressed

region，是真核生物基因的一部分，它在剪接

(Splicing)后仍會被保存下來，并可在蛋白質生物合成過程中被表達為蛋白質。cDNA是具有與某mRNA(信使RNA)鏈互補的堿基序列的單鏈DNA。以其RNA為模板，在適當引物的存在下，由依賴RNA的DNA聚合酶的作用而合成，并且在合成單鏈cDNA后，在用堿處理除去與其對應的RNA以后，以單鏈cDNA為模板，由依賴DNA的DNA聚合酶或依賴RNA的DNA聚合酶的作用合成雙鏈cDNA。真核生物DNA的結構中有內含子和外顯子。內含子并不表達蛋白質，如果直接剪接真核生物的DNA的話，內含子肯定是很難去除，這樣連接到表達載體（一般都是原核生物）后表達出來的蛋白質就不再是目的蛋白質。cDNA在遺傳學中是一種工具，主要運用在基因治療方面。

cDNA在結構上與經過提純的DNA相類似，可以用作基因測序中檢測與其互補的DNA序列的探針。在PCR（聚合酶鏈式反應）中將cDNA加熱變性，隨后用放射性同位素、熒光染料或者酶等標記成為探針。當將探針與樣品雜交時，探針和與其互補的DNA序列通過氫鍵緊密相連，隨后，未被雜交的多余探針被洗去。