疾病产生的分子基础-药学2014年.pptVIP

第十一章 疾病产生的分子基础 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。 疾病的本质是蛋白质功能紊乱，基本原理是各种原因引起蛋白质质和量的改变。 第一节 基因结构改变与疾病 第二节 细胞间信号异常与疾病 第三节 ?细胞内因素与疾病 第四节 ?翻译后加工运输障碍与疾病 第五节 ?蛋白质降解异常与疾病 第六节 病原微生物基因引起的疾病 第七节 ?疾病分子机制的研究策略 一、基因突变的多种类型 点突变是单个碱基的替换 缺失是一个或多个核苷酸的丢失 插入是一个或多个核苷酸的增加 倒位是一段核苷酸序列染色体位置的改变 基因突变还分为配子突变与体细胞突变 动态突变指串联重复拷贝数随世代的传递而改变 例脆性X综合征 “CCG”重复发生在FMR1（脆性X智力低下基因1）的5 ′非翻译区，拷贝数不稳定。 8~50拷贝 (正常人) 52~200拷贝 (携带者) 200~1000拷贝 (患者) a. 错义突变（missense mutation）指DNA改变后mRNA中相应密码子发生改变，编码另一种氨基酸，使蛋白质中的氨基酸发生改变。 b.无义突变 (nonsense mutation) c.同义突变(synonymous mutation)：密码子发生改变, 但所编码的氨基酸不变。 三 结构基因改变导致蛋白质变化引起疾病 结构基因发生改变会改变蛋白质的一级结构，进而改变蛋白质的理化性质。 血红蛋白结构 血红蛋白是由4条肽链（两个α和两个β链）组成的。每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。 β珠蛋白结构基因突变抑制β珠蛋白合成使β珠蛋白量减少甚至完全缺失,引起β-地贫 第二节 细胞间信号异常导致基因 表达异常引起疾病 人体各细胞间通过激素、神经递质、旁分泌信号等保持细胞间的联系，调节彼此的代谢。基因表达也受到细胞间信号的调控。 第三节 细胞内因素导致基因 表达异常引起疾病 异常的细胞内信号 持续高血糖引起的糖尿病心肌病 高血糖 → DAG↑ → ⊕PKC → ⊕ ACE → AngⅡ↑ →心肌重塑、心肌肥大。 蛋白的降解 基本原理: 在一定条件下，异源双链核酸分子RNA：RNA或RNA：DNA中错配碱基可被核糖核酸酶RNase识别并切割，通过凝胶电泳分析酶切片段的大小，即可确定错配的位置。 缺点： 当RNA探针上错配的碱基为嘌呤时，核糖核酸酶切割效率低甚至不切割； 分析DNA的一条链，突变检出率为 30%；同时分析DNA的两条链，突变检出率为 70%； 需要制备特异性的RNA探针 2.杂合双链分析法（heteroduplex analysis, HA） 基因表达系列分析(Serial Analysis of Gene Expression, SAGE) Serial analysis of gene expression (SAGE) 技术流程 1. 转基因技术 指在生物基因组中带有插入或整合的外源基因，生物个体能将它传给后代，并表达出该基因的生物活性物质，从而使受体生物获得新的性状。 转基因动物操作技术流程 获取外源目的基因 含有外源目的基因的重组载体导入生殖细胞或胚胎干细胞 选择携带目的基因的细胞，选择体外培养系统和宿主动物 转基因胚胎的发育及鉴定 筛选所得的转基因动物 转基因动物实例一 just a joke 2. 基因打靶(gene targeting) 通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，在生物活体内研究该基因的功能。 基因敲除(gene knockout)：定向敲除 基因敲入(gene knockin)：定向替代 Marrio Capecchi于八十年代末在Utah大学发展起来。实验动物通常是小鼠，被敲除了功能基因的小鼠就称为敲除小鼠(knockout mice)。 基因敲除技术是研究基因功能的一项非常有用的技术(遗传病研究、研究特定基因的细胞生物学活性以及研究发育调控的基因作用）。 基因敲除是一套组合技术，包括基因重组、细胞分离培养、转基因等。 基因打靶的必备条件 胚胎干细胞(ES细胞) 能在体外培养，保留发育的全能性 打靶载体 Neo（新霉素）阳性筛选标志 HSV-tk阴性筛选标志：单纯疱疹病毒(herpes simplex virus) 胸腺嘧啶激酶(thymidine kinase) 基因敲除