分子生物学2课件.ppt

1、第三部分基因与基因组基因基因(Gene)位于染色体上能编码一条多肽链或位于染色体上能编码一条多肽链或 RNA 并并具有一定长度的具有一定长度的 DNA 分子。分子。原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构 编码区编码区启动子启动子转录起转录起始位点始位点非翻译区非翻译区转录区转录区 起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子53转录终止子转录终止子核糖体结核糖体结合位点合位点大肠杆菌中不同基因的启动子序列大肠杆菌中不同基因的启动子序列 启动子启动子(Promoter)与与 RNA 聚合酶结合并起始转录的核苷酸序列，由聚合酶结合并起始转录的核苷酸序列，由-10 区区和和-35 区序列构成。区序列构成。

2、-10 Region(Pribnow box)TATAAT77%76%60%61%56%82%-35 RegionTTGACA69%79%61%56%54%54%核糖体结合位点核糖体结合位点(Ribosome Binding Site,RBS)又称又称 SD(Shine-Dalgarno)序列，与核糖体小亚基中序列，与核糖体小亚基中 16S rRNA 的部分序列互补，启动蛋白质的生物合成。的部分序列互补，启动蛋白质的生物合成。mRNA 序列中的序列中的 RBSRBS起始密码子起始密码子 转录终止子转录终止子(transcription terminator)基因下游的一段反向重复序列，经转录后

3、生成的基因下游的一段反向重复序列，经转录后生成的 RNA 产产物物形成形成茎茎-环二级结构，可阻止环二级结构，可阻止 RNA 聚合酶核心酶聚合酶核心酶向下游移向下游移动而动而终止终止转录。转录。操纵子操纵子(operon)结构结构操纵子是原核生物基因转录的功能单位，操纵子是原核生物基因转录的功能单位，由启动子、操纵由启动子、操纵序列和结构基因所构成。序列和结构基因所构成。53外显子外显子剪切内含子的供剪切内含子的供体和受体位点体和受体位点GT AG 内含子内含子转录区转录区 起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子调控序列调控序列转录终止子转录终止子非翻译区非翻译区转录起转录起始位点始位点真核

4、细胞的基因结构真核细胞的基因结构 外显子外显子(exon)：真核细胞基因的一部分，在剪接后存在于成熟：真核细胞基因的一部分，在剪接后存在于成熟 mRNA 分分子的基因序列。子的基因序列。内含子内含子(intron)：真核细胞基因：真核细胞基因中的间插序列，中的间插序列，不出现在成熟不出现在成熟 mRNA 分分子中，在转录后通过加工被切除。子中，在转录后通过加工被切除。53-GCGC-CAAT-TATA-TATA 盒盒CAAT 盒盒GC 盒盒增强子增强子内含子内含子 外显子外显子转录终止子转录终止子结构基因结构基因调控序列调控序列 真核生物启动子与真核生物启动子与基本转录因子基本转录因子及及 R

5、NA 聚合酶结合，起始聚合酶结合，起始 hnRNA 的转录。的转录。TATA 盒盒：又称又称 Goldberg-Hogness 盒盒，转录因子转录因子 TFIID 的的结合位点，启动基因转录。结合位点，启动基因转录。CAAT 盒盒：转录因子：转录因子 CTF 的结合位点，决定启动子的转录效的结合位点，决定启动子的转录效率。率。GC 盒盒：促进转录。：促进转录。增强子增强子(enhancer)一段短的一段短的 DNA 序列，位于真核基因的任何位置，与序列，位于真核基因的任何位置，与特异特异转录因子转录因子结合，增强转录活性。结合，增强转录活性。转录转录终止子终止子(序列序列)AAUAAA当当 R

6、NA pol II 合成合成转录转录终止终止序列后，在终止因子的作用序列后，在终止因子的作用下，下，RNA pol II 脱离脱离 DNA 模板，模板，RNA 合成终止。合成终止。基因组基因组(Genome)生物体或细胞中一套染色体的遗传物质的总生物体或细胞中一套染色体的遗传物质的总和，以全长和，以全长 DNA 的碱基对的碱基对(bp)数目表示。数目表示。病毒基因组的一般特点病毒基因组的一般特点包括包括 DNA 或或 RNA 病毒或者动物、植物及细菌病毒。病毒或者动物、植物及细菌病毒。1.大小相差很大：如乙肝病毒大小相差很大：如乙肝病毒 3.2 kb 编码编码 4 种蛋白，痘种蛋白，痘 状病毒

7、可达状病毒可达 300 kb，编码几百种蛋白。，编码几百种蛋白。2.基因组可以是基因组可以是 DNA，也可由，也可由 RNA 组成，但每种病毒组成，但每种病毒只含只含 1 种核酸分子，种核酸分子，呈呈线形或环形，双链或单链。线形或环形，双链或单链。3.DNA 病毒基因组由连续的病毒基因组由连续的 DNA 分子组成，有的分子组成，有的RNA 病毒是不连续的：如流感病毒基因组由病毒是不连续的：如流感病毒基因组由 8 条条 RNA 单单 链分链分子构成。子构成。4.常见基因重叠现象。常见基因重叠现象。基因基因 A基因基因 B基因基因 CA 和和 B 完全重叠完全重叠，A 和和 C 部分重叠部分重叠病

8、毒基因组大多序列用来编码蛋白。病毒基因组大多序列用来编码蛋白。5.功能密切相关的基因形成一个功能单位或转录单元，可以功能密切相关的基因形成一个功能单位或转录单元，可以转录成合成多个蛋白质的转录成合成多个蛋白质的 mRNA 分子，即多顺反子分子，即多顺反子mRNA。6.除逆转录病毒，都是单倍体。除逆转录病毒，都是单倍体。7.噬菌体的基因都是连续的，而真核细胞病毒常含内含子。噬菌体的基因都是连续的，而真核细胞病毒常含内含子。噬菌体噬菌体(phage)溶菌途径溶菌途径诱导诱导 噬菌体噬菌体 DNA DNA 进入进入大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)基因组基因组 DNA 子代子代 DNA DNA 整合到

9、整合到E.coli 基因组基因组E.coli 被裂解被裂解 噬菌体生活史噬菌体生活史溶源途径溶源途径0 10 20 30 40 48.5 kb cos(左粘性末端左粘性末端)cos (右粘性末端右粘性末端)gamJNulRz头头尾尾整合和重组整合和重组DNA 复制复制att裂解裂解左臂区左臂区中心区中心区 噬菌体基因组噬菌体基因组右臂区右臂区逆转录病毒逆转录病毒(Retrovirus)RNA逆转录酶逆转录酶外壳蛋白外壳蛋白逆转录病毒对宿主逆转录病毒对宿主细胞的感染细胞的感染1.环形环形 DNA 分子分子集中分布在集中分布在“拟拟(类类)核核”。2.绝绝大部分大部分 DNA 序列用于编码蛋白质，

10、编码基因不含序列用于编码蛋白质，编码基因不含内含子。内含子。3.重复序列少，除重复序列少，除 rDNA 为为多拷贝外，其它基因为单多拷贝外，其它基因为单拷贝。拷贝。4.功能密切相关的基因形成一个功能单位或转录单元，功能密切相关的基因形成一个功能单位或转录单元，转录成多顺反子转录成多顺反子 mRNA。5.DNA 分子具分子具有有一个复制起点。一个复制起点。原核细胞基因组的一般特点原核细胞基因组的一般特点细菌基因组细菌基因组 DNA大肠杆菌基因组大肠杆菌基因组(4.6 X 106 bp)部分大肠杆菌基因组部分大肠杆菌基因组真核生物基因组的特点真核生物基因组的特点1.基因组基因组 DNA 的分子量大

11、，线形的分子量大，线形 DNA 分子分子与组蛋白结合与组蛋白结合形成染色体，贮存在细胞核中。每个染色体的形成染色体，贮存在细胞核中。每个染色体的 DNA 具有许具有许多多复制起始点。复制起始点。2.真核生物基因占整个基因组的比例很小，基因组中非编真核生物基因占整个基因组的比例很小，基因组中非编码序列远远多于编码序列。码序列远远多于编码序列。3.编码蛋白质的基因常以单拷贝存在，并且转录成合成一编码蛋白质的基因常以单拷贝存在，并且转录成合成一条多肽链的条多肽链的 mRNA 分子，即分子，即单顺反子单顺反子 mRNA。4.真核生物存在大量真核生物存在大量重复序列重复序列，重复序列的长短不一，重，重复

12、序列的长短不一，重复频率不同复频率不同。5.编码基因含有内含子，在编码基因含有内含子，在 mRNA 成熟过程中被切除成熟过程中被切除。人类基因组人类基因组(3 X 109 bp)人类基因组计划人类基因组计划(Human genome project,HGP)测定人类基因组的测定人类基因组的全部核苷酸序列，全部核苷酸序列，破解人类遗传破解人类遗传信息的奥秘。信息的奥秘。Nature,Vol.409,No.6822 15 February 2001Science,Vol.291,No.550716 February 20011.鉴定疾病相关基因。鉴定疾病相关基因。2.促进生命科学领域的基础研究，阐

13、明基因的结构与功促进生命科学领域的基础研究，阐明基因的结构与功能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发生的机理等。生的机理等。3.有利于理解生物如何进化，以追溯人类多数基因的起源。有利于理解生物如何进化，以追溯人类多数基因的起源。4.促进生命科学与信息科学相结合，刺激相关学科的发促进生命科学与信息科学相结合，刺激相关学科的发展，如展，如生物信息学生物信息学(bioinformatics)。HGP 的意义的意义http:/www.genome.gov/10005107/The ENCODE Project(ENCyclopedia Of D

14、NA Elements)，是美国国立，是美国国立人类基因组研究院人类基因组研究院(NHGRI)在在2003年年9月启动的跨国月启动的跨国(包括美国、英国、包括美国、英国、西班牙、新加坡和日本西班牙、新加坡和日本)研究项目。研究项目。解析人类基因组中的所有功能性元件。解析人类基因组中的所有功能性元件。2012年，发表了关于人类基因组功能重要发现的研究报年，发表了关于人类基因组功能重要发现的研究报告，其中包括基因组中某些可能是基因告，其中包括基因组中某些可能是基因“开关开关”的位置，的位置，以及证明基因组中超过以及证明基因组中超过 80%的序列的序列(曾一度被称为曾一度被称为“垃垃坡坡DNA”)都

15、是发挥作用的。都是发挥作用的。解析人类基因组中所有功能性元件。解析人类基因组中所有功能性元件。2012年，发现人类基因组中某些可能是基因年，发现人类基因组中某些可能是基因“开关开关”的位置；证明基因的位置；证明基因组中超过组中超过 80%的序列的序列(曾一度被称为曾一度被称为“垃坡垃坡DNA”)都能发挥作用。都能发挥作用。人类基因组结构特点人类基因组结构特点1.单拷贝序列单拷贝序列(单一序列单一序列)在基因组中只出现一次或很少几次的碱基序列为单一序在基因组中只出现一次或很少几次的碱基序列为单一序列，是结构基因的特点。结构基因编码的蛋白质包括结构列，是结构基因的特点。结构基因编码的蛋白质包括结构

16、蛋白、酶、激素、受体和调节蛋白等。蛋白、酶、激素、受体和调节蛋白等。2.重复多拷贝序列重复多拷贝序列(重复序列重复序列)重复顺序是指在一个基因组中有多个拷贝的碱基顺序。重复顺序是指在一个基因组中有多个拷贝的碱基顺序。(1)高度重复序列高度重复序列 重复片段的长度单位在几个到几百个碱基对之间，重复重复片段的长度单位在几个到几百个碱基对之间，重复频率高达频率高达 106，且集中在某一区域串联排列。，且集中在某一区域串联排列。一般不能编码蛋白质，用于维持染色体的结构、间隔结一般不能编码蛋白质，用于维持染色体的结构、间隔结构基因等。构基因等。卫星卫星 DNA(satellite DNA)重复单元为重复

17、单元为 5-200 bp，重复次数可达，重复次数可达 105 次，位于着丝粒、次，位于着丝粒、端粒部位。端粒部位。小卫星小卫星 DNA(minisatellite DNA)重复单元为重复单元为 15-100 bp，所形成的序列长度为，所形成的序列长度为 1-5 kb，又称可变数目串联重复序列又称可变数目串联重复序列(variable number of tandem repeats,VNTR)。微卫星微卫星 DNA(microsatellite DNA)重复单元为重复单元为 1 6 bp，又称短串联重复序列，又称短串联重复序列(short tandem repeat,STR)。小卫星小卫星 D

18、NA 和微卫星和微卫星 DNA 在基因组中出现的数目及频率在基因组中出现的数目及频率存在个体间的差异存在个体间的差异(多态性多态性)，可用于检测，可用于检测 DNA 指纹指纹(DNA finger printing)。(2)中度重复序列中度重复序列 重复长度重复长度300-7000 bp 不等，重复次数在不等，重复次数在 102-105 左右。左右。重复基因：重复基因：组蛋白基因，组蛋白基因，rRNA 基因，基因，tRNA 基因基因 重复序列：重复序列：短分散短分散 DNA 序列序列(短分散元件短分散元件 SINE)长分散长分散 DNA 序列序列(长分散元件长分散元件 LINE)2.多基因家族

19、多基因家族 多基因家族是指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的多基因家族是指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。一组基因。基因家族的不同成员可成簇排列在同一条染色体上，各基基因家族的不同成员可成簇排列在同一条染色体上，各基因之间由重复序列隔开。因之间由重复序列隔开。组蛋白基因家族成簇地集中在第组蛋白基因家族成簇地集中在第7号染色体号染色体 基因家族的不同成员成簇排列在不同的染色体上。基因家族的不同成员成簇排列在不同的染色体上。珠蛋白、免疫球蛋白基因珠蛋白、免疫球蛋白基因组蛋白基因家族组蛋白基因家族rRNA 基因家族基因家族单核苷酸多态性单核苷酸多态性 (Single Nucleoti

20、de Polymorphism,SNP)发生在每个人的基因组发生在每个人的基因组 DNA 中由单个碱基的改变而引起的中由单个碱基的改变而引起的小的遗传变化或变异。小的遗传变化或变异。平均每平均每 1000 bp 有有 1 个个 SNP，可出现在基因的编码区或非，可出现在基因的编码区或非编码区，通常出现在非编码区。编码区，通常出现在非编码区。基因组基因组(bp)基因数基因数(个个)人人(Homo sapiens)3 X 10930,000小鼠小鼠(M.musculus)2.6 X 10930,000线虫线虫(C.elegans)9.7 X 10719,000果蝇果蝇(D.melanogaster

21、)1.37 X 10813,000酵母酵母(S.cerevisiae)1.2 X 1076,000拟南芥拟南芥(A.thaliana)1.0 X 10825,000大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)4.6 X 1063,200艾滋病毒艾滋病毒(HIV)97009不同物种的基因组不同物种的基因组 NCBI(NIH,USA)基因组数据库基因组数据库Garraway LA and Lander ES.Lessons from the Cancer Genome.Cell 2013,153:17-37.新的癌症基因新的癌症基因:影响细胞信号转导、染色质、表观遗传调控、影响细胞信号转导、染色质、表观遗传调

22、控、RNA 剪接、蛋白质的动态平衡和代谢等。剪接、蛋白质的动态平衡和代谢等。Genetic Alterations Disrupt Multiple Cellular Processes 细胞的正常生长细胞的正常生长(growth)、增殖、增殖(proliferation)与分与分化化(differentiation)由两大类基因调控。由两大类基因调控。癌基因癌基因(oncogene)及其表达产物：促进细胞生长和增殖，及其表达产物：促进细胞生长和增殖，并阻止其发生终末分化。并阻止其发生终末分化。抑癌基因抑癌基因(tumor suppressor gene)及其表达产物：及其表达产物：抑制抑制细

23、胞增殖，促进细胞分化、成熟和衰老，最后凋亡。细胞增殖，促进细胞分化、成熟和衰老，最后凋亡。癌基因与抑癌基因中任何一种或它们共同的变化，可能癌基因与抑癌基因中任何一种或它们共同的变化，可能引起细胞增殖失控导致肿瘤的发生。引起细胞增殖失控导致肿瘤的发生。癌基因与抑癌基因癌基因与抑癌基因癌基因癌基因(oncogene)能在体内诱发肿瘤、在体外引起细胞转化的基因称为能在体内诱发肿瘤、在体外引起细胞转化的基因称为癌基癌基因因,如如 myc,ras。癌基因的分类癌基因的分类-病毒癌基因病毒癌基因(viral oncogene,v-onc)：肿瘤病毒中能在体内诱：肿瘤病毒中能在体内诱发肿瘤并在体外引起细胞转

24、化的基因。发肿瘤并在体外引起细胞转化的基因。-原癌基因原癌基因(protooncogene，pro-onc)或细胞癌基因或细胞癌基因(cellular oncogene，c-onc)：存在于细胞基因组中，对维持细胞正常功存在于细胞基因组中，对维持细胞正常功能具有重要作用，当被致癌因素活化后而导致细胞恶变的基能具有重要作用，当被致癌因素活化后而导致细胞恶变的基因。因。Peyton Rous(USA)由于发现肿瘤病毒于由于发现肿瘤病毒于1966年获诺贝尔生理或年获诺贝尔生理或医学奖医学奖LTR (long terminal repeated sequence)长末端重复序列长末端重复序列5 LTR

25、：含有启动子、增强子等转录调节序列；：含有启动子、增强子等转录调节序列；3 LTR：含有多聚腺苷酸化信号：含有多聚腺苷酸化信号gag 基因编码病毒核心蛋白；基因编码病毒核心蛋白；pol 基因编码逆转录酶和整合酶；基因编码逆转录酶和整合酶；env 基因编码病毒外壳蛋白基因编码病毒外壳蛋白src 基因编码酪氨酸蛋白激酶基因编码酪氨酸蛋白激酶鸡肉瘤病毒鸡肉瘤病毒(Rous sarcoma virus,RSV)基因组结构基因组结构RNA 肿瘤病毒肿瘤病毒携带癌基因的逆转录病毒携带癌基因的逆转录病毒DNA 肿瘤病毒：人乳头瘤病毒肿瘤病毒：人乳头瘤病毒(Papilloma Viruse HPV)HPV16

26、,18,31,35,39 引起宫颈癌引起宫颈癌 Gardasil 和和 Cervarix 宫颈癌疫苗为第一支癌症疫苗宫颈癌疫苗为第一支癌症疫苗原癌基因的分类原癌基因的分类 根据根据基因结构与功能基因结构与功能将大部分原癌基因归属于以下家族：将大部分原癌基因归属于以下家族：1.src 家族：家族：2.ras 家族：所编码蛋白质的分子量均为家族：所编码蛋白质的分子量均为 21000 Da，即，即 p21;属于传递属于传递信号的小信号的小 G 蛋白。蛋白。3.myc 家族：表达产物为家族：表达产物为 DNA 结合蛋白类或转录调控因子。结合蛋白类或转录调控因子。4.sis 家族：表达产物与血小板源生长

27、因子家族：表达产物与血小板源生长因子(PDGF)结构相似，可促结构相似，可促进间叶组织的细胞增殖。进间叶组织的细胞增殖。5.erb 家族：表达产物是生长因子和蛋白激酶类。家族：表达产物是生长因子和蛋白激酶类。6.myb 家族：表达产物为转录调节因子。家族：表达产物为转录调节因子。根据根据表达产物的功能和定位表达产物的功能和定位，将原癌基因分为以下几类：，将原癌基因分为以下几类：1.蛋白激酶类蛋白激酶类 跨膜生长因子受体跨膜生长因子受体 膜结合的酪氨酸蛋白激酶膜结合的酪氨酸蛋白激酶 胞浆酪氨酸蛋白激酶胞浆酪氨酸蛋白激酶 胞浆丝氨酸胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶苏氨酸蛋白激酶 非蛋白激酶受体非蛋白激酶

28、受体2.信息传递蛋白类信息传递蛋白类 与膜结合的与膜结合的 GTP 结合蛋白结合蛋白 生长因子类生长因子类 核内转录因子核内转录因子癌基因癌基因表达产物的定位表达产物的定位功能功能abl细胞核细胞核DNA 结合蛋白结合蛋白erbB质膜质膜生长因子受体生长因子受体fms质膜质膜生长因子受体生长因子受体fos细胞核细胞核转录因子转录因子jun细胞核细胞核转录因子转录因子myc细胞核细胞核转录因子转录因子raf胞液胞液酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶ras胞液胞液GTP 结合蛋白结合蛋白sis由细胞分泌由细胞分泌生长因子生长因子src胞液胞液酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶trk质膜质膜生长因子受体生长因子

29、受体一些原癌基因表达产物的定位和作用一些原癌基因表达产物的定位和作用1.原癌基因点突变原癌基因点突变 基因产物的活性增强，对细胞增殖的刺激作用也增强；基因产物的活性增强，对细胞增殖的刺激作用也增强；基因产物的稳定性增加，对细胞增殖刺激的时间也增加；基因产物的稳定性增加，对细胞增殖刺激的时间也增加；可能会引起可能会引起 RNA 的错误剪接而改变蛋白质的结构和功能。的错误剪接而改变蛋白质的结构和功能。正常细胞正常细胞 H-ras 基因基因肿瘤肿瘤细胞细胞 H-ras 基因基因正常细胞正常细胞 p21 蛋白蛋白肿瘤肿瘤细胞细胞 p21 蛋白蛋白H-ras 基因的点突变基因的点突变ATG ACG GA

30、A TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GGC GGT GTGATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GTC GGT GTGMet Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Gly Ala ValMet Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Val Ala Val原癌基因激活的机制原癌基因激活的机制2.原癌基因获得启动子与增强子原癌基因获得启动子与增强子 某些不含某些不含 v-onc 的弱转化逆转录病毒，其前病毒的弱转化逆转录病毒，其前病毒

31、(provirus DNA)含有强启动子和增强子的含有强启动子和增强子的 LTR。若前病毒整合到原癌基因邻近位置，会使该原癌基因过度若前病毒整合到原癌基因邻近位置，会使该原癌基因过度表达，导致肿瘤的发生。表达，导致肿瘤的发生。逆转录病毒生活周期逆转录病毒生活周期不含不含 v-onc 的逆转录的逆转录病毒致癌机制病毒致癌机制3.原癌基因甲基化程度降低原癌基因甲基化程度降低 原癌基因原癌基因 DNA 分子中的甲基化对于保持其双螺旋结构分子中的甲基化对于保持其双螺旋结构的稳定，阻抑基因的转录具有重要作用。的稳定，阻抑基因的转录具有重要作用。4.原癌基因的扩增原癌基因的扩增 原癌基因通过某些机制在原染

32、色体上复制出多个拷贝，原癌基因通过某些机制在原染色体上复制出多个拷贝，导致表达产物异常增多而加速细胞增殖。导致表达产物异常增多而加速细胞增殖。5.原癌基因的易位或重排原癌基因的易位或重排 癌基因从所在染色体的正常位置上易位癌基因从所在染色体的正常位置上易位(trnaslocation)至另一染色体的某一位置上，使其调控环境发生改变，至另一染色体的某一位置上，使其调控环境发生改变，从相对静止状态转为激活状态。从相对静止状态转为激活状态。t(9;22)(q34;q11)chronic myelogenous leukemia(CML)abl 基因基因:9q34编码产物：编码产物：145 kD 蛋白

33、质蛋白质 作用：抑制细胞生长作用：抑制细胞生长bcr 基因基因:22q11编码产物：激酶活性编码产物：激酶活性作用：参与信号传导作用：参与信号传导BCR/ABL 杂交蛋白杂交蛋白(190 或或 210 kD)：增强的激酶活性增强的激酶活性导致细胞癌变导致细胞癌变基因易位基因易位 抑癌基因，又称肿瘤抑制基因，大多编码与细胞周期抑癌基因，又称肿瘤抑制基因，大多编码与细胞周期调控有关的抑制蛋白，可调控正常细胞的生长。调控有关的抑制蛋白，可调控正常细胞的生长。当抑癌基因发生缺失或突变时，细胞不能表达或表达当抑癌基因发生缺失或突变时，细胞不能表达或表达无活性的抑制蛋白，细胞增殖失控而导致肿瘤的发生。无活

34、性的抑制蛋白，细胞增殖失控而导致肿瘤的发生。抑癌基因抑癌基因细胞周期细胞周期(cell cycle)基因基因染色体染色体基因产物及其作用基因产物及其作用主要相关肿瘤主要相关肿瘤APC5q21可能编码可能编码 G 蛋白蛋白结肠癌结肠癌BRCA117q21含锌指蛋白的转录因子含锌指蛋白的转录因子乳腺癌、卵巢癌乳腺癌、卵巢癌DCC18q21p192,细胞粘附分子细胞粘附分子 结肠瘤结肠瘤erb A17q21T3 受体，含锌指结构受体，含锌指结构急性非淋巴细胞白血病急性非淋巴细胞白血病的转录因子的转录因子NF-117p12GTP酶激活剂酶激活剂神经纤维瘤、嗜铬细胞瘤、雪旺神经纤维瘤、嗜铬细胞瘤、雪旺氏

35、细胞瘤、神经纤维肉瘤氏细胞瘤、神经纤维肉瘤P169p21p16 蛋白蛋白(CDK 4,6 抑制剂抑制剂)黑色素瘤等多种肿瘤黑色素瘤等多种肿瘤P159q21p16 蛋白蛋白(CDK4,6 抑制剂抑制剂)胶质母细胞瘤胶质母细胞瘤P216q21p21 蛋白蛋白(CDK4,6 抑制剂抑制剂)前列腺癌前列腺癌P5317p13p53(转录因子转录因子)星状细胞瘤、胶质母细胞瘤、结肠星状细胞瘤、胶质母细胞瘤、结肠癌、小细胞肺癌、胃癌癌、小细胞肺癌、胃癌PTEN10q23细胞骨架蛋白和磷酸酯酶细胞骨架蛋白和磷酸酯酶胶质母细胞瘤胶质母细胞瘤RB13q14p105(转录因子转录因子)视网膜母细胞瘤、成骨肉瘤、胃癌

36、、视网膜母细胞瘤、成骨肉瘤、胃癌、小细胞肺癌、乳癌、结肠癌小细胞肺癌、乳癌、结肠癌WT-111p13含锌指蛋白的转录因子含锌指蛋白的转录因子WT、横纹肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、横纹肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、肝母细胞瘤乳癌、肝母细胞瘤常见抑癌基因的一些生物学特性常见抑癌基因的一些生物学特性p53 基因基因 野生型野生型 p53 是抑癌基因，突变型起到癌基因作用。是抑癌基因，突变型起到癌基因作用。p53 基因定位于基因定位于 17p13，含有，含有 11 个外显子，编码的个外显子，编码的 p53 蛋白是核内磷酸化蛋白。蛋白是核内磷酸化蛋白。p53 蛋白能以四聚体的形式与蛋白能以四聚体的形式与 DNA

37、 结合，调节其它基结合，调节其它基因的表达。因的表达。有转录激活作用有转录激活作用 有结合有结合 DNA 的特异序列的特异序列 与与 p53 定位、结合定位、结合 DNA 以以及形成四聚体等作用有关及形成四聚体等作用有关 p53 蛋白核心区蛋白核心区DNA p53 蛋白四聚体蛋白四聚体DNA 野生型野生型 p53 蛋白的生物学功能：蛋白的生物学功能：1.抑制细胞周期抑制细胞周期 促进促进 p21 蛋白表达，蛋白表达，p21 蛋白是蛋白是 CKD 的抑制剂，的抑制剂，p21 通通过与过与 CDK 的结合而抑制的结合而抑制 CDK 的激酶活性，使细胞周期停止的激酶活性，使细胞周期停止在在 G1 期

38、。期。2.抑制细胞转化抑制细胞转化 野生型野生型 p53 蛋白可有效抑制各种癌基因如蛋白可有效抑制各种癌基因如 c-myc，ras 基基因或腺病毒因或腺病毒 E1A 对细胞的转化作用。对细胞的转化作用。3.监测细胞监测细胞 DNA 损伤损伤 正常细胞在正常细胞在 DNA 损伤后，损伤后，p53 蛋白表达急剧上调，使细蛋白表达急剧上调，使细胞分裂停止于胞分裂停止于 G1 期，与复制因子期，与复制因子 A 相互作用参与相互作用参与 DNA 复复制，启动细胞制，启动细胞 DNA 修复系统。修复系统。4.诱导细胞调亡诱导细胞调亡 如细胞如细胞 DNA 修复失败，修复失败，p53 蛋白可启动程序性细胞死

39、亡蛋白可启动程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)或称细胞凋亡或称细胞凋亡(apotosis)的的过程，诱导癌变细胞或有癌变倾向的过程，诱导癌变细胞或有癌变倾向的 DNA 损伤细胞的死亡。损伤细胞的死亡。根据抑癌基因对细胞生长的作用分为以下两类：根据抑癌基因对细胞生长的作用分为以下两类：抑癌基因产物与癌基因产物直接作用核内抑癌基因产物与癌基因产物直接作用核内(如如 p53，Rb)或胞浆或胞浆(如如 NF1)：不可逆性抑制细胞增殖，使细胞生长、分化终止，不可逆性抑制细胞增殖，使细胞生长、分化终止，促进细胞凋亡。促进细胞凋亡。抑癌基因对癌基因表达的负调节作用，包括转录

40、或转抑癌基因对癌基因表达的负调节作用，包括转录或转录后的调节录后的调节(如如 WT1)：可逆性抑制细胞增殖、生长。可逆性抑制细胞增殖、生长。抑癌基因的失活途经：抑癌基因的失活途经：基因缺失或自身突变，不表达或表达产物失基因缺失或自身突变，不表达或表达产物失去活性；去活性；表达蛋白质的磷酸化状态改变；表达蛋白质的磷酸化状态改变；抑癌蛋白与癌蛋白的相互作用，使活性相互抑癌蛋白与癌蛋白的相互作用，使活性相互抑制。抑制。p53 蛋白中蛋白中 6 个常发生突变的氨基酸位点：个常发生突变的氨基酸位点：Arg 175Gly 245Arg 248Arg 249Arg 273Arg 282 p53 蛋白结构蛋白结构在核心区在核心区