分子诊断学参考重点理论知识.docx

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1、1.分子诊断学:是以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法来研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化，为疾病的预防、诊断、治疗和转归提供信息和依据。①主要特点：直接以疾病基因为探索对象，属于病因学诊断，对基因的检测结果不仅具有描述性，更具有准确性；可准确诊断疾病的基因型变异，基因表型异常以及由外源性基因侵入引起的疾病。灵敏度高，便于早期诊断及疾病预防；以基因分析为基础，特异性高。②发展简史（三个阶段）第一个阶段：准备和酝酿阶段1953年前，蛋白质是生命的物质基础，DNA是遗

2、传物质基础。（三个实验：肺炎双球菌转化实验、体外转化实验、噬菌体转导实验）、第二个阶段：DNA双螺旋结构、中心法则、PCR技术第三个阶段：2001年，首张人类基因组序列图谱及其他物种基因组序列的公布。基因组分、蛋白质组学等方面的巨大技术进步，促进进入第三阶段，即以生物芯片技术为代表的高通量密集型技术。③主要应用：感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤的分子诊断，个体化医疗，其他如耐药性、疗效监测，多基因疾病2.基因：是有功能的DNA片段，含有合成有功能蛋白质多肽链或RNA所必学的全部核苷酸序列，是遗传的结构和功能单位。分为结

3、构基因和调控基因。①结构基因：编码蛋白质或RNA的编码序列；调控基因：保证转录功能起调控作用的非编码序列②操纵子（operon）操纵基因与其控制下的结构基因共同组成的功能单位③断裂基因：指基因的内部存在间隔区，间隔区的DNA序列与该基因所决定的蛋白质没有关系。间隔区又称为内含子。出现在成熟RNA中的有效区段为外显子。重叠基因：指基因的开放阅读框（ORF）存在一个或多个核苷酸重叠的基因跳跃基因：又称转座子，基因在染色体上的位置不固定，能由一条染色体跳到另一条染色体上。必须基因：生物体中存在的一些维持生物细胞生长所必需

4、的基因，缺少或突变这些基因均能导致生物体死亡3.基因组（genome）：细胞中一套完整单倍体的遗传物质的总和基因组结构主要指不同的DNA功能区在DNA分子中的分布和排列4.C值：基因组的大小又称C值，常用碱基数目或碱基对数目来描述①C值是特异的，物种不同，差异极大，真核生物中，一般随着进化，C值增大②C值矛盾：又称C值悖论，生物的进化程度与基因组大小不完全成比例的现象5.真核生物基因组1）基本特征：①有细胞核基因组和细胞器基因组之分；②核基因组以线状DNA分子的形式存在于染色质上；③基因多数为断裂基因，有内含子结构

5、和大量重复序列；④单顺反子，基因家族；⑤核基因组由染色体DNA组成，分子量较大，结构复杂，与蛋白质结合。注意点：①染色质的基本组成单位是核小体，由组蛋白核心和周围的DNA组成。组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2个分子组成核心即组蛋白八聚体②一个基因有n个内含子，则相应有n+1个外显子③重复序列分为4类：单一序列、轻度重复序列（2—10个拷贝）、中度重复序列（10—12个拷贝）、高度重复序列（1万以上）④多基因家族：一些有编码功能的重复序列，即指起源相同，序列相似，功能相关的的一组基因，分为基因簇（相对集中分布在某

6、一染色体的特定区域）和另一类基因家族成员在整个染色体上散在分布，甚至位于不同染色体⑤超基因家族：由基因家族和单基因组成的较大的基因家族，结构不等的同源性，功能不一定相同⑥假基因：基因家族中有的成员因突变而失活，不能表达出有活性的产物。6、人类基因组计划（HGP）：旨在测出人类基因组30亿碱基对的核苷酸序列，发现所有人类基因并确定它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，发展基因组学新技术，探讨人类基因组研究的社会法律与伦理等问题的一个国际性研究项目。1）主要任务：人类的DNA测序，包括序列图谱、遗传图谱、物理图谱

7、、转录图谱等的绘制2）测序策略：经典的逐步克隆法、全基因组鸟枪法3）人类基因组概貌：①GC含量：平均41%（33%—65%）②CpG岛：即二核苷酸CG③染色体的重组率④基因突变率：男性多见⑤重组序列的含量，包括SINE、LINE、LTR、卫星DNA、Tn等⑥单核苷酸多态性（SNP）含量⑦基因数量：2、6万—3、9万个⑧蛋白质数量：选择性剪接较多，使得蛋白质多而复杂⑨疾病基因⑩人基因组序列：99、99%相同4）人类基因组多样性：同一人种或不同人种基因组存在或多或少的差异。通常DNA分子中某一特定位点的变异频率低于1%

8、为基因突变，高于1%为DNA分子多肽。人类DNA分子多肽性的产生有以下几种主要方式：①重复序列单元的拷贝数变异，如微卫星DNA多态性②转座因子导致的分子多肽，如Alu序列多态性③单个核苷酸的变异即SNP7、原核生物基因组1）一般特点：①基因组相对较小，通常为一条双链DNA分子②功能相关的基因高度集中，构成操纵子③重复序列少，大多数的蛋白质基因保持单拷贝形式，