基因与疾病2011

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1、基因与疾病基因组(genome)泛指一个有生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质；在真核生物，基因组是指一套染色体（单倍体）DNA。一、基因与基因组学概念基因就是DNA分子上的一个个片段，经过转录和翻译能合成一条完整的多肽链。基因(gene)基因结构与表达异常与疾病人类疾病如白血病、恶性肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病、心脑血管、高血压等的发生和发展都涉及到有关蛋白质及其复合物的结构、功能和相互作用异常。人体内蛋白质分子结构和功能的异常是疾病的发生和发展的主要原因。基因结构与表达异常与疾病细胞微环境的变化

2、，包括基因甲基化的变异以及各种特定基因表达的异常都和疾病发生有关。越来越多的证据显示基因表达的异常将导致各种疾病的发生，尤其是肿瘤形成。现在已知道的遗传性疾病约有6000种，其中单基因缺陷疾病占30%，多基因缺陷疾病占70%。多基因缺陷疾病包括恶性肿瘤、心脑血管疾病、内分泌疾病、自身免疫系统疾病等。如我国高血压患者占人口11%，约30%有家庭遗传背景，其中4种为单基因突变，多数为多基因疾病，与30多个基因有关。老年性痴呆、耳聋、精神病也都与基因缺陷有关。经过对数千名孪生者研究证明：武断个性60%源

3、于遗传背景，幸福愉快感80%源于遗传背景，XXY男性有暴力倾向。分子遗传学家认为，这些研究进展揭示：人群的致病危险大小、人群的个性特征与行为举止与人的基因有一定的关系。一、基因病的概念以基因为基础，从疾病和健康的角度考虑，人类疾病大多直接或间接地与基因相关，故有“基因病”概念产生。根据这一概念，人类疾病大致分为三类：（一）单基因病（二）多基因病（三）获得性基因病家族性结肠息肉（familialpolyposiscoli,FPC)又称为家族性腺瘤样息肉病（familialadenomatouspol

4、yposis,FAP），是一种常染色体显性遗传病，由它恶变导致的癌症占所有结直肠癌的1%。该病在人群中的发病率为1/10000～1/8000。1991年研究人员从5q21克隆了家族性腺瘤样息肉病基因，即APC基因。该基因含有15个外显子，编码2843个氨基酸的蛋白质。APC基因具有肿瘤抑制基因的功能。Benign(良性)恶性TumorCarcinoma癌Sarcoma肉瘤Leukemia白血病Cancer(癌症)增生异常InheritedsusceptibilityChemicalcarcinog

5、ensRadiationInfectiousagentsDNArepairsystemGeneralhealth(diet,stress,etc)ImmunesystemCancerCell:ContributingFactorsCancerEtiologyMultipleCarcinogenCancer:ThreeCharacteristicsgrowthdifferentiationdeath???PoorFastDecreasedcelldeath、multiplestagesTreatme

6、ntMultiplefactors,CancerCharacteristicsofcancer一、基因结构与表达异常与疾病发生1．基因结构改变2．细胞间信号异常3．细胞内因素在自然界中有许多因素可以引起DNA结构的改变。虽然细胞内具有修复DNA损伤的功能，但并非所有的损伤都能被修复。一些未能修复的损伤有可能形成可遗传的突变。如果突变是发生在结构基因中，将使基因编码的蛋白质发生结构改变，失去原有的功能，导致分子病的发生。基因变异致病类型内源基因的变异:基因结构突变:镰状红细胞贫血基因表达异常:肿瘤外

7、源基因的入侵:乙肝，艾滋病等（病毒）二、基因结构异常的分子机制遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变（mutation）在复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤（DNAdamage）从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。是指体内代谢过程中产生的自由基或某些环境因素引起的DNA一级结构改变。引起DNA一级结构改变的原因主要有两类：自发突变（spontaneousmutation）诱发突变（inducedmutagenesis）这种突变频率极低，约为10-9，即每合成109核

8、苷酸可能会有一次碱基与模板不相配的错误。是指DNA复制时碱基的偶然性错配。DNA一级结构变异的分子机制1．碱基和核苷酸类似物（一）诱变因素2．烷化剂3．亚硝酸盐4．电离辐射和紫外线照射(二)、突变类型及其遗传效应突变类型1.点突变2.缺失3.插入4.倒位突变的遗传效应1.遗传密码的改变2.对mRNA剪接的影响3.蛋白质肽链中的片段缺失1.遗传密码的改变（1）错义突变（2）无义突变（3）同义突变（4）移码突变DNA分子中碱基对的取代，使得mRNA的某一密码子发生变化，由它所编码的氨基