系列医学知识转载 -----基因诊断与性传播疾病(第一帖)

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1、第一章　基因诊断与性传播疾病　　现代分子生物学无论是在理论研究还是实际应用上，都已处于生命科学的最前沿，它的发展彻底改变了我们对生物体的认识。这些发展对于研究和治疗人类的疾病，尤其是性病有着重大的意义。分子生物学使我们重新认识性病的发生和发病机理。在探讨性病的诊断和治疗以及有关预防疫苗的研制等各方面，都采用了分子生物技术和方法。利用分子生物学方法对各种性传播性疾病进行病原学诊断，是近年来的主要进展之一。它的优点是高度的特异性和极大的提高了检测的敏感性。可以检测到标本中只有一个基因拷贝的病原微生物。用分子生物学方法诊断那些培养困难的病原微生

2、物显得更为优越。此外，还可以用来进行流行病学、发病机理及药物治疗监测的研究。现将基因诊断的分子生物学基础及在性病领域常用的有关分子生物学的基本方法和原理进行概述。第一节　基因诊断的分子生物学基础　　基因诊断操作的对象为基因或其片段。基因是遗传学上的一个概念，是在染色体上占有一定的位置，表现一定功能的基本单位。基因的物质基础是脱氧核糖核酸（DNA）（有些病毒的基因是核糖核酸，RNA）。原核细胞（如细菌和病毒）的基因单位较小，其排布一般是连续的。真核细胞的基因一般较大，其排布是不连续的，它被称为**序列的部分所分隔。　　一、DNA及RNA的化

3、学组成　　DNA和RNA统称为核酸，早在1868年就被瑞士年轻医生米歇尔发现，在真核细胞中，98%以上的DNA存在于细胞核，少量的DNA分布在线粒体中。RNA主要存在于细胞质中，占其总量的90%左右。细胞外液则无核酸存在。对于非细胞形态的病毒来说，或含有DNA，或只含有RNA，因此可按所含核酸类型的不同，将病毒分为DNA病毒与RNA病毒。　　组成核酸的基本单位是单核苷酸，所以核酸又称为多核苷酸。单核苷酸是由磷酸、戊糖及碱基组成。如果戊糖是脱过氧的，则形成的单核苷酸为脱氧单核苷酸。单核苷酸相互缩合形成RNA，脱氧单核苷酸相互缩合形成DNA。

4、下表列举常见的核苷酸及缩写符号。表1－1　常见核苷酸及其缩写符号碱基核糖核苷酸（缩写）脱氧核糖核苷酸（缩写）腺嘌呤腺嘌呤核苷酸（AMP）腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸（GMP）鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGMP）胞嘧啶胞嘧啶核苷酸（CMP）胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP）尿嘧啶尿嘧啶核苷酸（UMP）胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）　　由于核酸的合成是一个耗能的过程，故参与DNA或RNA合成的脱氧或未脱氧的单核苷酸是三磷酸核苷酸，合成时磷酸键水解释放出能量，以供核酸的合成。表1－2　三磷酸核苷酸的种类及符号DNARNA腺嘌呤脱氧三磷酸核苷

5、酸（dATP）腺嘌呤三磷酸核苷酸（ATP）鸟嘌呤脱氧三磷酸核苷酸（dGTP）鸟嘌呤三磷酸核苷酸（GTP）胞嘧啶脱氧三磷酸核苷酸（dCTP）尿嘧啶三磷酸核苷酸（UTP）胸腺嘧啶脱氧三磷酸核苷酸（dTTP）胞嘧啶三磷酸核苷酸（CTP）　　二、DNA分子结构　　（一）DNA的碱基组成规律　　组成DNA分子的脱氧核苷酸主要有四种，即dAMP，dGMP、dCMP和dTMP（d代表“脱氧”的意思），此外还含有少量的稀有碱基（主要是甲基化碱基）。50年代初，E.Chargaff等人对来自不同生物的DNA进行完全水解，对碱基进行了定量测定，总结出如下规律

6、，一般称它为Chargaff规则。　　1．所有DNA分子中，嘌呤碱总摩尔数等于嘧啶碱总摩尔数，即A+G=T+C，并且以摩尔为单位，A=T、G=C。　　2．DNA的碱基组成具有种属的特异性，即不同生物种属的DNA具有各自独特的碱基组成。　　3．DNA的碱基组成没有组织、器官的特性，即同种生物中不同组织及器官的DNA在碱基组成上是一致的。　　4．生物体内DNA的碱基组成不受年龄、营养状态和环境的改变之影响。在所有DNA分子中A=T、G=C这一规律的发现，为DNA双螺旋结构模型的建立提供了重要的依据。　　（二）DNA的一级结构　　与蛋白质结构相

7、似，核酸的结构也可分一级结构与空间结构进行讨论。核酸的一级结构是指其多核苷酸链中核苷酸的排列顺序。核酸的空间结构是指多核苷酸链内或链间通过氢键等折叠卷曲的构象。核酸的空间结构又有二级结构与三级结构之分。　　DNA是由四种脱氧核糖核酸通过3′.5′——磷酸二酯键彼此连接而成的线形或环状大分子。DNA分子没有侧链。其骨架由脱氧核糖和磷酸组成DNA的一级结构即是DNA多核苷酸链中核苷酸的排列顺序。　　由于生物遗传信息储存于DNA的核苷酸序列中，若能搞清各种生物DNA的脱氧核苷酸排列顺序，则对生命活动本质的认识将有重大意义。　　（三）DNA的二级

8、结构　　目前公认的DNA二级结构是双螺旋结构，这种模型的建立，主要有两个方面的根据。一是前面提到的50年代初E.Chargaff等人对各种DNA碱基组成的定量分析结果。二是Wilkins小组用