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孕停艽俳赴只种葡赴鲋场!b基因对肿瘤的抑制作用与转录因子(E- 2F )有关。E …2F 是一类激活转录作用的活性 蛋白,在G0、G1期,低磷酸化型的Rb蛋白与E- 2F 结合成复合物,使E- 2F 处于非活 化状态;在S期,Rb蛋白被磷酸化而与E- 2F 解离,结合状态的E …2F 变成游离状态,细 胞立即进入增殖阶段。当Rb基因发生缺失或突变,丧失结合、抑制E …2F 的能力,于是细 胞增殖活跃,导致肿瘤发生。
(二)P53 基因 野生型P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用,P53基因时刻监控着 基因的完整性,一旦细胞DNA遭到损害,P53蛋白与相应基因的DNA部位结合,起特殊转录因子作用,活化P21基因转录,使细胞停滞于G1期;抑制解链酶活性;并与复制因子A相 互作用参与DNA的复制与修复;如果修复失败,P53蛋白即启动程序性死亡过程诱导细胞自 杀,阻止有癌变倾向突变细胞的生成,从而防止细胞恶变。 当P53发生突变后,不单失去野生型P53抑制肿瘤增殖的作用,而且突变本身又使该基因具 备癌基因功能。
六、生长因子 (一)概述 调节细胞生长与增殖的多肽类物质称为生长因子。 根据生长因子产生细胞与接受生长因子作用的细胞相互之间的关系,可概括为以下三种模 式: ①内分泌,生长因子从细胞分泌出来后,通过血液运输作用于远隔靶细胞。如:血小板源生 长因子源于血小板作用于结缔组织。 ②旁分泌,细胞分泌的生长因子作用于邻近的其他类型细胞,对合成、分泌该生长因子的自 身细胞不发生作用,因为它缺乏相应受体。 ③自分泌,生长因子作用于合成及分泌该生长因子的细胞本身。生长因子以后两种作用方式为主。 (二)生长因子的作用机制 生长因子由不同的细胞合成后分泌,作用于靶细胞上的相应受体,这些受体有的是位于细胞膜上,有的是位于细胞内部。位于膜表面的受体是跨膜的受体蛋白,包含具有酪氨酶活性的 胞内结构域。当生长因子与这类受体结合后,受体所包含的酪氨酸激酶被活化,使相关蛋白 磷酸化。另一些膜上的受体则通过胞内信息传递体系,产生相应的第二信使,后者使蛋白激 酶活化,活化的蛋白激酶同样可使胞内相关蛋白质磷酸化。这些被磷酸化的蛋白质再活化核 内的转录因子,引发基因转录,达到调节生长与分化的作用。 另一类生长因子受体定位于胞液。当生长因子与胞内相应的受体结合后,形成生长因子…受 体复合物,后者亦可进入细胞核活化相关基因促进细胞生长。
★ 基因诊断与基因治疗 考点: 基因诊断的定义及常用技术方法; 基因治疗的定义、采用方法和基本程序。 基因诊断的概念和特点。基因诊断的常用技术方法:常用方法有①核酸分子杂交技术,包括 限制性内切酶酶谱分析法、DNA限制性片段长度多态性(RFLP)分析、等位基因特异寡核 苷酸探针(ASO)杂交法。②PCR。③基因测序。 基因治疗的概念和常用方法:常用方法有基因矫正、基因置换、基因增补、基因失活、引入自杀基因。 难点: 基因诊断的方法及其原理,基因治疗载体的选择。
一、基因诊断 (一)基因诊断的概念和特点 所谓基因诊断就是利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法,直接检测基因结构及其表 达水平是否正常,从而对疾病作出诊断的方法。 基因诊断的特点:①以基因作为检查材料和探查目标,属于“病因诊断”,针对性强。②分子 杂交技术选用特定基因序列作为探针,具有很高的特异性。③分子杂交和聚合酶链反应都具 有放大效应,诊断灵敏度很高。④适用性强,诊断范围广,检测目标可为内源基因也可为外 源基因。
(二)基因诊断的常用技术方法 1。核酸分子杂交技术 以检测样本中是否存在与探针序列互补的同源核酸序列。常用有以下方法。 (1)限制性内切酶分析法。 此方法是利用限制性内切酶和特异性DNA探针来检测是否存 在基因变异。当待测DNA序列中发生突变时会导致某些限制性内切酶位点的改变,其特异 的限制性酶切片段的状态在电泳迁移率上也会随之改变,借此可作出分析诊断。 (2)DNA限制性片断长度多态性分析。 在人类基因组中,平均约200对碱基可发生一对变 异(称为中性突变),中性突变导致个体间核苷酸序列的差异,称为DNA多态性。不少 DNA多态性发生在限制性内切酶识别位点上,酶解该DNA片段就会产生长度不同的片断, 称为限制性片段长度多态性(RFLP)。RFLR按孟德尔方式遗传,在某一特定家族中,如果某 一致病基因与特异的多态性片断紧密连锁,就可用这一多态性片段为一种“遗传标志”,来判 断家庭成员或胎儿是否为致病基因的携带者。甲型血友病、囊性纤维病变和苯丙酮尿症等均 可借助这一方法得到诊断。 (3)等位基因特异寡核苷酸探针杂交法。遗传疾病的遗传基础是基因序列中发生一种或多 种突变。根据已知基因突变位点的核苷酸序列,人工合成两种寡核苷酸探针:一是相应于突 变基因碱基序列的寡核苷酸;二是相应于正常基因碱基序的寡核苷酸,用它们分别与受检者 DNA进行分子杂交。从而检测受检者基因是否发生突变,以及是否有新的突变类型。2。聚合酶链反应(PCR) PCR技术采用特异的引物,能特异地扩增出目的DNA片段。由于在基因顺序中突变区两侧 的碱基序列和正常基因仍然相同。因此。根据待测基因两端的DNA顺序设计出一对引物, 经PCR反应将目的基因片断扩增出来,即可进一步分析判断致病基因的存在与否,并了解其 变异的形式。 相同长度的单链DNA基因碱基序列不同,甚至单个碱基不同,都可能形成不同的空间构 象,从而在电泳时泳动速率不同。PCR产物变性后,经聚丙烯酰胺凝胶电泳,正常基因和变 异基因的迁移位置不同,借此可分析确定致病基因的存在,这就是PCR/单链构象多态性分 析。其他方法还有PCR/ASO法、PCR/RFLP法、PCR/限制性酶谱法。 3。基因测序 分离出患者的有关基因,测定出碱基排列顺序,找出其变异所在,这是最为确切的基因诊断 方法。
(三)基因诊断的应用 随着基因诊断方法学的不断改进更新,它已被广泛地应用于遗传病的诊断中。如对有遗传病 危险的胎儿在妊娠和产前诊断的,杜绝患儿出生。 基因诊断除用于细胞癌变机制的研究外,还可对肿瘤进行诊断、分类分型和愈后检测。 在感染性疾病的基因诊断中,不仅可以检出正在生长的病原体,也能检出潜伏的病原体,既 能确定既往感染,也能确定现行感染。对那些不容易外培养和不能在实验室安全培养(如立 克次氏体)的病原体,也可用基因诊断进行检测。 在传染性流行病中,采用基因诊断分析同血清型中不同地域、不同年份病原体分离株的同源 性和变异性,有助于研究病原体遗传变异趋势,指导暴发流行的预测。 基因诊断在判断个体对某种重大疾病的易感性方面也起着重要作用。 基因诊断在器官移植组织配型中的应用也日益受到重视。 基因诊断在法医学中应用主要针对人类DNA遗传差异进行个体识别和亲子鉴定。
二、基因治疗 (一)基因治疗的概念 基因治疗是用正常的基因整合入细胞,以校正和置换致病基因的一种治疗方法。目前从广义 上来讲,将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其体内发挥作用,以达到治疗疾病目的方法,也谓之基因治疗。 目前基因治疗所采用的方法基本上可分为以下几种:
1。基因矫正 基因矫正指将致病基因的异常碱基进行纠正,而正常部分予以保留。 2。基因置换 基因置换就是用正常基因通过体内基因同源重组,原位替换病变细胞内的致病基因,使细胞 内的DNA完全恢复正常状态。 3。基因增补 基因增补指将目的基因导入病变细胞或其他细胞,不去除异常基因,而是通过目的基因的非 定点整合,使其表达产物补偿缺陷基因的功能或使原有的功能得到加强。目前基因治疗多采 用此种方式。 4。基因失活 早期一般是指反义核酸技术。它是将特定的反义核酸,包括反义RNA,反义DNA和核酶导 入细胞,在翻译和转录水平阻断某些基因的异常表达。近年来又有反基因策略、肽核酸、基 因去除和RNA干扰技术。
(二)基因治疗的基本程序 1。治疗性基因的选择 选择对疾病有治疗作用的特定目的基因是基因治疗的首要问题。对于单基因缺陷的遗传病而 言,其野生型基因即可被用于基因治疗,如选用腺苷脱氨酶(ADA)基因治疗ADA缺陷导致 的重症联合免疫缺陷综合症。 2。基因载体的选择 有病毒载体有非病毒体两类,多用病毒载体,如逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒载体。3。靶细胞的选择 根据受体细胞种类的不同,基因治疗分为体细胞的基因治疗和生殖细胞的基因治疗两大类。4。基因转移 将基因导入哺乳动细胞的方法有两种:一是非病毒介导的基因转移;二是病毒介导的基因转移。非病毒介导的基因转移方法包括物理的和化学的方法等。物理方法有显微注射、电穿孔、DNA直接注射和基因枪技术等。化学方法有磷酸钙沉淀法、DEAE…葡聚糖法、脂质体 介导的基因转移等。 导入基因的方式有两种:一种是间接体内疗法,即在体外将外源基因导入靶细胞内,再将这 种基因修饰过的细胞回输病人体内,使带有外源基因的细胞在体内表达相应产物,以达到治 疗的目的。其基本过程类似于自体组织细胞移植。另一种直接体内疗法,即将外源基因直接 导人体内有关的组织器官,使其进入相应的细胞并进行表达。 5。外源基因表达筛检 利用载体中的标记基因对转染细胞进行筛选,只有稳定表达外源基因的细胞在病人体内才能 发挥治疗效应。 6。回输体内 将治疗性基因修饰的细胞以不同的方式回输体内以发挥治疗效果。
多肽链中氨基酸序列分析
a。分析纯化蛋白质的氨基酸残基组成
(蛋白质水解为个别氨基酸,测各氨基酸的量及在蛋白质中的百分组成)
↓
测定肽链头、尾的氨基酸残基
二硝基氟苯法(DNP法)
头端 尾端 羧肽酶A、B、C法等
丹酰氯法
↓
水解肽链,分别分析
胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)法:水解芳香族氨基酸的羧基侧肽键
胰蛋白酶法:水解赖氨酸、精氨酸的羧基侧肽键
溴化脯法:水解蛋氨酸羧基侧的肽键
↓
Edman降解法测定各肽段的氨基酸顺序
(氨基末端氨基酸的游离α…氨基与异硫氰酸苯酯反应形成衍生物,用层析法鉴定氨基酸种类)
b。通过核酸推演氨基酸序列。
一、糖酵解
1、过程:糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化:一为1;3…二磷酸甘油酸转变为3…磷酸甘油酸;二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。
2、调节
1)6-磷酸果糖激酶…1 变构抑制剂:ATP、柠檬酸
变构激活剂:AMP、ADP、1,6…双磷酸果糖(产物反馈激,比较少见)和2,6…双磷酸果糖(最强的激活剂)。
2)丙酮酸激酶 变构抑制剂:ATP 、肝内的丙氨酸 变构激活剂:1,6…双磷酸果糖
3)葡萄糖激酶 变构抑制剂:长链脂酰辅酶A
注:此项无需死记硬背,理解基础上记忆是很容易的,如知道糖酵解是产生能量的,那么有ATP等能量形式存在,则可抑制该反应,以利节能,上述的柠檬酸经三羧酸循环也是可以产生能量的,因此也起抑制作用;产物一般来说是反馈抑制的;但也有特殊,如上述的1,6…双磷酸果糖。特殊的需要记忆,只属少数。以下类同。关于共价修饰的调节,只需记住几个特殊的即可,下面章节提及。
(1)糖原 1…磷酸葡萄糖
(2)葡萄糖 己糖激酶 6…磷酸葡萄糖 6…磷酸果糖6…磷酸果糖…1…激酶
ATP ADP ATP ADP
磷酸二羟丙酮
1;6…二磷酸果糖
3…磷酸甘油醛 1;3…二磷酸甘油酸
NAD+ NADH+H+
3…磷酸甘油酸 2…磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶
ADP ATP ADP ATP
丙酮酸 乳酸
NADH+H+ NAD+
注:红色表示该酶为该反应的限速酶;蓝色ATP表示消耗,红色ATP和NADH等表示生成的能量或可以转变为能量的物质。以下类同。
3、生理意义
1)迅速提供能量,尤其对肌肉收缩更为重要。若反应按(1)进行,可净生成3分子ATP,若反应按(2)进行,可净生成2分子ATP;另外,酵解过程中生成的2个NADH在有氧条件下经电子传递链,发生氧化磷酸化,可生成更多的ATP,但在缺氧条件下丙酮酸转化为乳酸将消耗NADH,无NADH净生成。
2)成熟红细胞完全依赖糖酵解供能,神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃,即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。
3)红细胞内1,3…二磷酸甘油酸转变成的2,3…二磷酸甘油酸可与血红蛋白结合,使氧气与血红蛋白结合力下降,释放氧气。
4)肌肉中产生的乳酸、丙氨酸(由丙酮酸转变)在肝脏中能作为糖异生的原料,生成葡萄糖。
☆丙酮酸的去路:
①丙酮酸脱氢酶系作用下,形成乙酰…CoA;
②丙酮酸羧化酶作用下,形成草酰乙酸;
③乳酸脱氢酶作用下,生成乳酸;
④丙酮酸脱羧酶及乙醇脱氢酶作用下,生成乙醇;
其中③和 ④是在无氧条件下糖酵解继续进行的反应,使NADH在被氧化为NAD+。
葡萄糖分子的第3,4位碳原子形成了2分子3…磷酸甘油醛的醛基碳原子,葡萄糖分子的第1,6位碳原子形成了3…磷酸甘油醛的第3位碳原子,第2,5位碳原子形成3…磷酸甘油醛的第2位碳原子。
4、乳酸循环乳酸循环 是由于肝内糖异生活跃,又有葡萄糖…6…磷酸酶可水解6…磷酸葡萄糖,释出葡萄糖。肌肉除糖异生活性低外,又没有葡萄糖…6…磷酸酶。 生理意义:避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。
葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖
糖 糖
异 酵
生 解
途 途
径 径
丙酮酸 丙酮酸
乳酸 乳酸 乳酸
(肝) (血液) (肌肉)
二、糖有氧氧化 1、过程
1)、经糖酵解过程生成丙酮酸
2)、丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰辅酶A
NAD+ NADH+H+
限速酶的辅酶有:TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸
3)、三羧酸循环
草酰乙酸+乙酰辅酶A 柠檬酸合成酶 柠檬酸 异柠檬酸 异柠檬酸脱氢酶
NAD+ NADH+H+
α…酮戊二酸 α…酮戊二酸脱氢酶复合体 琥珀酸酰CoA 琥珀酸
NAD+ NADH+H+ GDP GTP
延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸
FAD FADH2 NAD+ NADH+H+
三羧酸循环中限速酶α…酮戊二酸脱氢酶复合体的辅酶与丙酮酸脱氢酶复合体的辅酶同。三羧酸循环中有一个底物水平磷酸化,即琥珀酰COA转变成琥珀酸,生成GTP;加上糖酵解过程中的两个,本书中共三个底物水平磷酸化。
2、调节
1)丙酮酸脱氢酶复合体 抑制:乙酰辅酶A、NADH、ATP 激活:AMP、钙离子
2)异柠檬酸脱氢酶和α…酮戊二酸脱氢酶 NADH、ATP反馈抑制
琥珀酸脱氢酶是柠檬酸循环中唯一嵌入线粒体内膜中的酶,其它酶都处于线粒体基质中。
三羧酸循环的调控—�