1、第五章第五章核酸序列分析之基因检测核酸序列分析之基因检测研究人员对92个犬品种的17个相对应的发育基因中的重复区域进行了测序。足趾数目受一种叫做Alx-4的基因的控制。鼻子的长度与另一种基因Runx-2中的重复序列数目吻合牧羊犬类品种多了一种特殊的重复片断哈巴狗类品种则多了另一个不同的重复2023-4-273一个人的健康依赖于上千个蛋白质持续共同作用，在正确的地方以正确的数量一起发挥作用。2023-4-274 在最近的10年中，对于人类遗传学的研究得到了长足的发展。而在疾病遗传基础方面，人类基因的理解也飞速发展。目前超过4000种疾病(例如镰刀细胞贫血症和囊性纤维性变病)被认为是具有遗传性的，
2、并且在家族中传递。并且现在已经知道在普通条件下，如心脏病、糖尿病和多种癌症中我们基因发生的变化起到了重要作用。基因与人类健康密切相关基因与人类健康密切相关英国女王英国女王维多利维多利亚。亚。她带有血友病的她带有血友病的基因，并将其传给了基因，并将其传给了她的儿女。血友病在她的儿女。血友病在女性一般表现为隐性女性一般表现为隐性遗传，较少发病，但遗传，较少发病，但会传给后代；在男性会传给后代；在男性则表现为显性遗传。则表现为显性遗传。她的孙女她的孙女亚历山德拉亚历山德拉（21），），她同俄国沙她同俄国沙皇尼古拉二世结婚，皇尼古拉二世结婚，导致他们的儿子患有导致他们的儿子患有血友病。血友病。HbA与
3、HbS比较19491949年波林发现镰刀型细胞贫血症（病人的红血细年波林发现镰刀型细胞贫血症（病人的红血细胞为镰刀形）与血红蛋白结构异常相关，根据杂交原胞为镰刀形）与血红蛋白结构异常相关，根据杂交原理应用限制性酶切图谱分析，其病因是密码子理应用限制性酶切图谱分析，其病因是密码子GAGGAG突变突变为为GTGGTG。12321三体综合症患儿（先天愚型）单基因病染色体病唇裂与腭裂多基因病2023-4-2710单基因疾病仅与一个特定的基因密切相关，大多数比较少见的遗传性疾病属于这一类。在这类疾病发生原因中单个基因突变的影响力可以达到80%以上。地中海贫血(MediteraneanAnemia)亨廷顿
4、氏病（HuntingtonsDisease，HD）肌肉营养不良性萎缩（DuchenneMuscularDystrophy，DMD）苯丙酮尿症（Phenylketonuria,简称PKU）2023-4-27111.疾病症状与几个或者更多突变等位基因有关,2.各个基因分别对疾病只产生小的影响,3.基因的表现受到大量外界因素的影响。多基因疾病与多个基因有关，如高血压病与近20个基因有关。癌症、高血压病、糖尿病、老年性痴呆、中风、冠心病等，大多数疾病与基因的关系是：疾病是基因与外界因素相互作用的结果,基因突变并不一定导致疾病。因此通过基因检测了解等位基因的突变,可以调节外界因素(生活环境/生活习惯/饮
5、食)。做到 避免或延缓疾病，或减轻症状，及早治疗。3获得性基因病获得性基因病2多基因病（多基因病（Multifactor gene disorder）三、基因突变2023-4-2715基因突变的方式:基因上单个碱基的突变，基因的片段的丢失和增加 拷贝数增加 染色体异常2023-4-2716体细胞的基因DNA序列的突变2023-4-2717基因突变可能产生三种后果：1.不影响编码蛋白的结构和功能2.蛋白质仍有功能，但有缺陷3.蛋白质会完全失去作用2023-4-2718基因的变异是如何发生的？遗传性突变(生殖性突变)从父母亲那里继承的获得性突变(体细胞突变)体细胞突变在个别细胞DNA中出现 202
6、3-4-2726单核苷酸多态性（单核苷酸多态性（SNP）是最常见的基因变异是最常见的基因变异至少至少1%1%的人群的人群绝大多数人群绝大多数人群共有序列共有序列G to CSNP 位点位点变异的序列变异的序列（四）.最常见的基因变异 SNP2023-4-2727单核苷酸多态性（SNP）2023-4-2728编码区的编码区的SNPs 不造成蛋白质分子改变不造成蛋白质分子改变DNA SNP C to GRNA CodonCUG to CUCProtein Leucine to LeucineNo change in shapeLeucineLeucinemRNAG A CC U GC U CCUG
7、CUCG A G2023-4-2729DNA SNP A to CRNA CodonGAU to GAGProtein Aspartic acid to Glutamic acidSlight change in shapeAspartic acidGlutamic acidmRNAC T AG A UG A GGAUGAGC T C编码区的编码区的SNPs 造成蛋白质分子造成蛋白质分子微细无害微细无害改变改变2023-4-2730DNA SNP T to ARNA CodonGAU to GUUProtein Aspartic acid to ValineChange in shapeAsp
8、artic acidValinemRNAC T G A UG U UGAUGUUC AAA编码区的编码区的SNPs 造成蛋白质分子造成蛋白质分子有害有害改变突变改变突变天(门)冬氨酸 核酸探针：核酸探针：核酸杂交：核酸杂交：DNA微点阵已广泛和流行的用于疾病诊断、基因组比较、以及新型癌症的分类。“我还活着我还活着”基因基因一旦发生改变，就会使果蝇寿命延长一倍。一旦发生改变，就会使果蝇寿命延长一倍。人人体内也存在这种基因，它是通过改变新陈代谢来发挥作用的。体内也存在这种基因，它是通过改变新陈代谢来发挥作用的。癌基因癌基因：指具有致癌能力或致癌潜能的基因的总称。：指具有致癌能力或致癌潜能的基因的总
9、称。它是细胞内总体遗传物质的组成部分。它是细胞内总体遗传物质的组成部分。当其受到致癌因素作用被活化并发生异常时，则导致当其受到致癌因素作用被活化并发生异常时，则导致细胞癌变。细胞癌变。病毒癌基因；细胞癌基因病毒癌基因；细胞癌基因 癌基因的名称一般用癌基因的名称一般用3 3个斜体小写字母表示，如个斜体小写字母表示，如mycmyc、rasras、srcsrc等。等。抑癌基因抑癌基因：抑制细胞过度生长、增殖从：抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。而遏制肿瘤形成的基因。1976年，美国生物化学家、病毒学家JM毕晓普和美国微生物学家、病毒学家HE瓦慕斯发现许多动物包括人类与生俱来就带着癌症的种
10、子原癌基因（即原致癌基因），而且数量相当惊人。这一发现引起人们的恐慌，许多实验室纷纷投入实验，企图否定这一发现，然而结果却使人们不得不相信他们的发现是正确的。由于发现动物体内的“原癌基因”，毕晓普和瓦慕斯共同荣获1989年的诺贝尔生理学或医学奖。美国毕晓普和瓦慕斯等人的研究表明：动物体内的癌基因不是来自病毒，而是由于在动物的正常细胞基因中本来就存在一个庞大的癌基因族，正常情况下这些原癌基因原癌基因是不活跃的，但当受到病毒入侵或遇到物理、化学等因素作用时，就可能被激活，突变为癌基因。这也就解释了化学污染、吸烟、放射线辐射等因素致癌的原因。（一）原癌基因的特点（一）原癌基因的特点1 1、广泛存在广
11、泛存在2 2、高度保守、高度保守3 3、是细胞的必需基因，有重要作用、是细胞的必需基因，有重要作用4 4、结构异常或表达失控引起细胞恶变、结构异常或表达失控引起细胞恶变（二）癌基因活化的机制（二）癌基因活化的机制1 1、获得启动子与增强子获得启动子与增强子2 2、基因易位、基因易位3 3、原癌基因扩增、原癌基因扩增4 4、点突变、点突变（三）原癌基因的产物与功能（三）原癌基因的产物与功能原癌基因的产物原癌基因的产物1 1、生长因子：、生长因子：PDGFPDGF、EGFEGF、TGF-2TGF-22 2、生长因子受体、生长因子受体3 3、细胞内信号转导体、细胞内信号转导体4 4、核内转录因子、核
12、内转录因子2023-4-2752六.基因检测？基因检测涉及到个人DNA的检测，从血中采集一点细胞样本或者，偶尔从其它体液或者组织中疾病发生的地方采集。DNA变化可以相对较大：比如染色体片断的丢失或者增加甚至是整个染色体这个在显微镜下可见。或者可以非常小，小到一个化学碱基的外加、丢失或者突变。基因可以发生过度表达（有太多的拷贝），失活或者完全丢失。有时，染色体片断发生颠倒或者转位，基因所处的位点也可以使得基因发生永久性和不正常关闭或者打开。2023-4-2753不同类型的基因检测被用于：寻找染色体整体异常 基因内和临近片断的变异 基因的表达程度2023-4-2754基因检测的分类基因检测的分类
13、诊断性基因检测诊断性基因检测多数用于有症状单基因疾病诊断单基因疾病症状出现前的诊断 预测性基因检测预测性基因检测多数用于多基因常见疾病的遗传风险预测 个体化用药基因检测个体化用药基因检测 用于指导临床药物治疗2023-4-2755癌症通常起源于一个体细胞。细胞从正常转化成恶性需要经历一系列明显阶段，每个阶段受到一个或者一套基因的控制,遗传性癌症患者已经具备了第一步的突变。大多数癌症起源于基因的随机突变，整个生命周期中他们在人体细胞中产生，发展要么是在细胞进行分裂时产生的错误，要么是应对于环境因素例如辐射或者化学物质所产生的损伤。2023-4-27562023-4-2757七.预测性基因检测能告
14、诉什么？一个精确的基因检测可以告诉你你是否具有或者不具有某种疾病相关基因变异。如果你有了这种基因，还有各种外界因素会影响到这个基因的外显率，它们的综合效应才决定你是否真正发病。几乎每一个具有家族性结肠腺瘤基因型的人都会在某天发展成结肠癌。另一方面，携带BRCA1乳腺癌易感基因的妇女有80的几率在65岁时发展成乳腺癌；她们的风险很高，但不是绝对的。2023-4-2758评估干预方式家族疾家族疾病史病史推荐个体化的预防措施推荐个体化的预防措施家族的遗传学检测家族的遗传学检测,推荐个体化的预防措施推荐个体化的预防措施推荐标准的预防措施推荐标准的预防措施一般风险一般风险中等风险中等风险高风险高风险 /
15、遗传风险遗传风险疾病风险分类 狭义概念狭义概念 将具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。广义概念广义概念 将某种遗传物质转移到患者细胞内，使其在体内发挥作用，最终达到治疗疾病的目的。美国医学家美国医学家WF安德森等人对腺甘脱氨安德森等人对腺甘脱氨酶缺乏症（酶缺乏症（ADA缺乏症）的基因治疗，是缺乏症）的基因治疗，是世界上第一个基因治疗成功的范例。世界上第一个基因治疗成功的范例。谢德尔，谢德尔，1999（一）治疗性基因的获得（一）治疗性基因的获得 在了解疾病发生的分子机制基础上，在了解疾病发生的分子机制基础上，选择对疾病有选择对疾病有治疗作用的特定基因。治疗作
16、用的特定基因。（二）基因载体的选择（二）基因载体的选择 基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移 入患者体内、并能调控其适度表达。入患者体内、并能调控其适度表达。常用的载体有两类：常用的载体有两类：病毒载体和非病毒载体。病毒载体和非病毒载体。病毒载体病毒载体：逆转录病毒载体，：逆转录病毒载体，腺病毒载体，腺病毒载体，腺相关病毒载体等；腺相关病毒载体等；非病毒载体非病毒载体：（三）靶细胞的选择（三）靶细胞的选择 基因治疗的受体细胞有生殖细胞和体基因治疗的受体细胞有生殖细胞和体细胞两大类。细胞两大类。对生殖细胞进行基因治疗，可使该生殖细胞对生殖细胞进行基因治疗，可使该生殖细胞分化发育成长的个体及其后代均具有正常基因，理分化发育成长的个体及其后代均具有正常基因，理论上讲是根治遗传病的理想方法。论上讲是根治遗传病的理想方法。但由于涉及安全性和伦理学问题，但由于涉及安全性和伦理学问题，目前基因目前基因治疗中禁止使用生殖细胞作为靶细胞，只限于使用治疗中禁止使用生殖细胞作为靶细胞，只限于使用体细胞。体细胞。
