1、第第3 3节节:基因治疗与人类基因组计划基因治疗与人类基因组计划清华大学附中清华大学附中 胡雷胡雷 2008.12ZK26 海淀进修辅导海淀进修辅导第第6 6章章 遗传与人类健康遗传与人类健康(2-2)(2-2)第第4 4节节:遗遗 传传 病病 与与 人类未来人类未来.第第3 3节节:基因治疗与人类基因组计划基因治疗与人类基因组计划要点要点:基因治疗基因治疗;人类基因组计划人类基因组计划 目前，目前，绝大多数疾病是用药物或外科手术治疗绝大多数疾病是用药物或外科手术治疗的。的。分子生物学研究使人们对自身遗传结构更加了解；分子生物学研究使人们对自身遗传结构更加了解；1疾病诊断疾病诊断的优越性；针对
2、核酸，敏感性高，快速；的优越性；针对核酸，敏感性高，快速；2利用利用基因工程制药基因工程制药；转基因酵母菌生产胰岛素。；转基因酵母菌生产胰岛素。3.3.基因治疗及其策略：基因治疗及其策略：基因治疗基因治疗的靶细胞的靶细胞-体细胞和性细胞。体细胞和性细胞。方法：为细胞补上丢失的基因或纠正病变的基因方法：为细胞补上丢失的基因或纠正病变的基因：.再将这样的再将这样的T T淋巴细淋巴细胞回输到病人血液胞回输到病人血液基因治疗及策略基因治疗及策略1.改变细胞的病变基因或补上丢失补上丢失的基因;血友病，严重贫血友病，严重贫血等血等1515中疾病可中疾病可用基因治疗方法。用基因治疗方法。腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶
3、（ADAADA）基因）基因严重联合免疫缺陷症严重联合免疫缺陷症（SCIDSCID）病人的）病人的T T细胞细胞病人病人50%50%的的T T细细胞可产生胞可产生ADAADA缓解了临床症状缓解了临床症状转移进入转移进入借助载体借助载体转基因成活并表达转基因成活并表达.人类基因组计划人类基因组计划 “人类基因组计划（人类基因组计划（human genome project，HGP）”是是20世纪世纪90年代初开始年代初开始的全球范围的全面研究人类基因组的重大的全球范围的全面研究人类基因组的重大科学项目，旨在阐明人类基因组科学项目，旨在阐明人类基因组DNA 3.2109核苷酸的序列，发现所有人类基因
4、核苷酸的序列，发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置，破译人类全并阐明其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使得人类第一次在分子水平部遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。上全面地认识自我。.人类基因组人类基因组人类基因组人类基因组（genome）是人的所有遗传信息的总和。它包括两个相对独立而相互关联的基因组：核基因组与线粒体基因组。通常人类基因组指的是核基因组。.一、结构基因组学一、结构基因组学 基因定位基因定位,染色体定位染色体定位与与“遗传图和物理遗传图和物理图图”：基因定位基因定位是用一定的方法将基因确定在染是用一定的方法将基因确定在染色体的具体位置上。是现代遗传学
5、的基础内色体的具体位置上。是现代遗传学的基础内容之一。容之一。遗传图和物理图都是基因定位工作的结果。遗传图和物理图都是基因定位工作的结果。物理图物理图是在是在DNADNA分子水平制作的以碱基对多分子水平制作的以碱基对多少的差异绘制的基因图，记载了不同基因在少的差异绘制的基因图，记载了不同基因在染色体上的实际距离；染色体上的实际距离；遗传图遗传图则能将基因定位在染色体的具体区则能将基因定位在染色体的具体区带上，也称区域定位。另外，只将基因定位带上，也称区域定位。另外，只将基因定位到具体染色体上叫做到具体染色体上叫做染色体定位染色体定位。这个水平。这个水平的遗传图叫做细胞遗传图。的遗传图叫做细胞遗
6、传图。.转录图转录图;序列图序列图;转录图转录图是基因图的雏形.转录图中的基因是有表达功能的基因;建立转录图的意义是构建基因的“表达谱”,用于对比正常和异常的转录图,可以了解基因表达水平的差异;遗传图;物理图;转录图都是序列前计划,序序列图是最后总的完成图列图是最后总的完成图.资源地址资源地址 http:/ 人类基因组DNA序列图,是分析人类基因组DNA分子的基本成分碱基的排列顺序绘制的测序结果.人类基因组计划的四张小图:遗传图;物理图;转录图;序列图共称为人体的第2张解剖图.是人类了解自身分子水平遗传基础的工具.二、后基因组二、后基因组 后基因组计划（post-genome era）。它主要
7、研究基因组的功能，即功能基因组学。人类基因组多样性计划人类基因组多样性计划 比较基因组学比较基因组学 工业基因组学工业基因组学 药物基因组学药物基因组学 疾病基因组学疾病基因组学 蛋白质组学蛋白质组学.1.追踪疾病基因;2.估计遗传风险,提出预防和治疗措施;3.综合亲子遗传信息做产前诊断,保障优生;4.建立个体DNA档案,便于确认身份;5.详解基因组成和功能,扩大基因治疗范围.人类基因组计划可能有的应用价值人类基因组计划可能有的应用价值:借助完成的序列图借助完成的序列图,可以可以-.要点要点：选择放松选择放松 人类未来人类未来第第4 4节节:遗传病与人类未来遗传病与人类未来 医学的进步，使自然
8、选择淘汰患人类遗传病个体的功能减弱，部分遗传病患者可以通过生育延续致病基因的现象，叫做选择放松.一基因是否有害一基因是否有害与环境有关与环境有关个体发育和性状异常，与 有害基因 和 环境不适合 有关，教参教参192页页:.取决于环境取决于环境例如：例如：苯丙酮尿症：苯丙酮尿症：苯丙氨酸羟化酶基因缺陷苯丙氨酸羟化酶基因缺陷相关酶相关酶缺失缺失不能代谢食物中的苯丙氨酸不能代谢食物中的苯丙氨酸苯丙酮尿症；苯丙酮尿症；.蚕豆病蚕豆病：葡萄糖葡萄糖6 6磷酸脱氢酶基因缺陷磷酸脱氢酶基因缺陷相关酶缺失相关酶缺失 患者进食蚕患者进食蚕豆发病豆发病 蚕豆不是必须进食的食物蚕豆不是必须进食的食物因此上述酶基因的
9、缺陷不足以危害因此上述酶基因的缺陷不足以危害人体健康人体健康.灵长类不能合成灵长类不能合成V VC C：灵长类普遍缺乏合成VC的古洛糖酸内酯古洛糖酸内酯氧化酶氧化酶基因基因合成VC的酶酶缺失不能代谢产生 V VC C 进食VC不足时患坏血病患坏血病；人和灵长类正常进食即可获得足量的V VC C该基因缺陷无碍健康.二选择放松对人类未来影响有限二选择放松对人类未来影响有限现象现象：医学和保健科学的发展，使部分遗传病患者能够生存和生育后代造成遗传病患者增多造成遗传病患者增多?遗传病遗传病患者因病死亡率下降患者因病死亡率下降?理论理论：选择放松所导致的人群中致病基因频率增加是有限的(理理论上为论上为0
10、?/见教材见教材134页页.)-据”遗传平衡定律”.解释解释：因为人群中致病基因频率致病基因频率通常很低，即便 完全保持延续，由于遗传平衡的原理，也不会显著增加除非淘汰正常基因，或患者生育能力明显高于正常个体?措施措施：临床医学，预防医学和保健医学的发展，包括基因治疗等手段.起始个体数起始个体数 AA10个 Aa30个 aa60个P基因型频率 10%30%60%P基因频率 A=25%;a=75%(设 :=1:1)则:P配子比例 A25%;A25%a75%;a75%(若为/随机结合)则:F1表现型比 AA1/16 Aa6/16 aa9/16F1基因频率 A=25%;a=75%F1配子比例 A25%;A25%a75%;a75%遗传理论遗传理论对对致病基因频率致病基因频率保持稳定的解释保持稳定的解释传传1代代即稳定即稳定种群要足够种群要足够大大.上述结果显示:大群体随机自交1代以后,若没有若没有 选择选择 变异变异 迁移漂变迁移漂变 非随机交配 则:基因频率稳定.基因型频率也稳定.结束.
