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基因变异疾病


细胞发生恶性转化的基因。它不编码病毒的结
构成分,对病毒复制也没有作用,但可以使细
胞持续增殖。
分为RNA病毒癌基因和DNA病毒癌基因
*逆转录病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
癌基因
LTR
gag
pol
env
src
LTR
调节和 产生病毒 启动转录 核心蛋白
产生逆转录 产生病毒 产生酪氨酸 酶和整合酶 外膜蛋白 激酶
综合作用的结果,如吸烟引起肺癌。
基因异常所致疾病大致分为以下三类:
1.单基因病 在一个基因位点上存在缺陷.如镰刀红细
胞贫血。
2.多基因病:涉及一个以上的基因以及基因与环境因 素的相互作用。如肿瘤、心血管病、代谢性疾病、神经 和精神类疾病、免疫性疾病等。 3.获得性基因病:这类疾病由病原微生物感染引起,
一个SNPs发生。
SNPs与个体对疾病易感性和药物敏感性存在着密切 的关系。这是由于基因多态性,尤其是SNPs是所造成的。
二、基因表达异常与疾病
基因表达异常:过量表达、表达量不足或缺乏
1.癌基因表达异常与疾病的关系
癌基因的激活导致癌基因产物增多而致癌。
2.抑癌基因的表达异常与疾病的关系 抑癌基因的失活、缺失导致抑癌基因的产物表达下降 或缺失,则失去其抑制细胞生长的作用,可能使癌基 因充分发挥作用而致癌。
三、原癌基因、抑癌基因与肿瘤
肿瘤发生涉及两类基因: 直接与细胞生长、分化有关的基因,包括: 原癌基因、抑癌基因 基因稳定有关的基因
(一)癌基因的激活与肿瘤的发生
1.癌基因的定义 细胞内控制细胞生长和分化的基因,它的结构 异常或表达异常,可以引起细胞癌变。
病毒癌基因
病毒癌基因(virus oncogene,v-onc) 由病毒携带并传播的,可以引起宿主正常
4、移码突变(frameshift mutation)
突变引起三联体密码阅读框发生改变,产生一种异常 的多肽链 5、致死突变(lethal mutation) 蛋白质无活性。突变导致表型的变化,而且该基因是 必需基因, 6、动态突变(dynamic mutation) 又称三核苷酸重复序列多态性突变。
基因指一段特定的DNA序列或一段特定的
RNA序列。
基因变异致病类型 内源基因的变异:
基因结构异常
基因表达异常
外源基因的入侵
基因病----由于基因异常所导致的疾病
以基因组学为基础,从疾病和健康的角度考
虑,人类的疾病直接或间接与基因有关,如所有
的遗传病,都是由于基因结构异常或基因表达异
常所引起的;有些疾病则是环境因素与遗传因素
3.人类白细胞抗原(HLA)基因的表达异常与疾病
HLA-Ⅰ类抗原表达缺失或密度降低可引起肿瘤。 HLA-Ⅱ类
抗原的表达异常可引起某些器官特异性自身免疫病(Graves 病、Ⅰ型糖尿病等 )。某些免疫性疾病、传染性疾病或内分
泌疾病患者的抗原提呈细胞(APC)表面HLA-Ⅱ抗原表达可发
生改变,如AIDS患者的单核细胞表面HLA-Ⅱ抗原表达减少。 4.酶基因的表达异常可致代谢紊乱性疾病
(二)单核苷酸多态性和疾病的关系
单核苷酸多态性(SNPs)指基因组序列中单核苷酸
(A,T,C,G)改变时发生的DNA序列的多态性变化。基 因组内特定核苷酸位置上碱基的替换,其频率不小于1% 。 大多数为转换,而颠换较少,转换与颠换之比大约2∶1。 人类基因组的30亿个碱基中,大约每300到500个碱基就有
(2)P53蛋白——基因卫士

p53肿瘤抑制基因是目前研究最多的抑癌基因, 大约50%~60%的恶性肿瘤与p53基因突变有关 。 P53基因被Science杂志评为1993年的明星分子。 P53基因定位于17P13,是一种细胞核内磷酸化 蛋白;是与人类肿瘤相关性最高的基因; 在体内以4聚体形式存在;半衰期很短,为 20~30分钟,故细胞中含量很低; 野生型P53是一种抑癌基因; 突变型P53是一种癌基因。
CAC GTG
缺失引起框移突变: 正常 缺失C
5’ ……G C A G U A C A U G U C …… 丙 缬 组 缬 5’ ……G A G U A C A U G U C …… 谷 酪 蛋 丝
框移突变是指三联体密码的阅读方式 改变,造成蛋白质氨基酸排列顺序发 生改变。
根据遗传信息的改变特点分为: 1、错义突变
XP(着色性干皮病) AT(毛细血管扩散失调症) DNA修复能力的降低导致DNA对损伤高度 敏感,肿瘤发病率大大提高
总之,肿瘤的本质是细胞生长失控的结果。其
根本原因在于肿瘤相关或特异性基因的异常,即
先天性或获得性的与生长调控有关的基因结构与 功能异常所致。其他因素:环境、逃避免疫系统 识别和清除等。
点突变(镰形红细胞贫血)
正常成人Hb (HbA)β亚基
肽链 N-val · his ·leu · thr · pro · glu · glu ······ C
基因
CTC GAG
镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基 肽链 N-val · his ·leu · thr · pro · val · glu ······ C 基因
2、常见的抑癌基因
3、抑癌基因的作用机制
(1)视网膜母细胞瘤基因(Rb基因)

Rb基因是第一个发现并被彻底研究的抑癌基因。首先发现 它与儿童视网膜母细胞瘤的发生相关。故称为视网膜母细 胞瘤易感基因。 Rb基因位于人13号染色体q14,含有27个外显子,产物为 P105蛋白,定位于核内。


Rb蛋白与细胞周期调控紧密相关,其功能受磷酸化调节。 非磷酸化形式是活性型,能促进细胞分化,抑制细胞增殖。 非磷酸化Rb蛋白主要存在于G0、G1期,磷酸化的Rb蛋白出 现在S、G2、M期。
7、突变对mRNA剪接的影响
(1)使原有的剪接位点消失; (2)产生新的剪接位点。 无论是哪一种形式,都可以导致mRNA的错误剪接,产生 异常的mRNA。最终产生异常的表达产物。 8、突变使蛋白质肽链中的片断缺失 (1)无义突变和DNA片断的缺失都可以导致肽链中的片 断缺失,致使基因编码的蛋白质失去原有的功能。 (2)移码突变不仅使翻译后的肽链氨基酸序列发生改变, 而且也导致肽链大片断缺失(出现多个终止密码)。
乳头状瘤病毒
(HPV11和16亚型)
逆转录病毒
(HTLV)
RNA;前病毒DNA ①免疫功能缺陷②急性T细 整合于宿主细胞 胞白血病/淋巴瘤③非何杰 金氏淋巴瘤
五、线粒体DNA突变与疾病的关系
线粒体DNA :双链环状,已知37个基因,遗传信息
通过卵细胞传递。
线粒体DNA突变引起的遗传病,可累及脑、 心脏、骨骼肌、肾脏和内分泌腺等多种器 官和组织;并且线粒体DNA的突变可随时 间而积累,导致衰老及老年退化性疾病的 发生,如Alzheimer病或帕金森病。
机理如下:
癌基因活化的机制
(一)获得启动子与增强子 (二)点突变 (三)基因易位 (四)原癌基因扩增 癌基因被激活的结果: 出现新的表达产物 出现过量的正常表达产物 出现异常、截短的表达产物
(二)抑癌基因与肿瘤的发生 1、抑癌基因的基本概念
抑癌基因 (cancer suppressive gene, anti-oncogene ): 抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤 形成的基因。
Rb基因的抑癌机制

Rb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,非磷酸化型的Rb 蛋白与E-2F结合成复合物,使 E-2F处于非活化状态,不能与 DNA结合,抑制了细胞的增殖; 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。但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。
病毒与疾病举例 基因特点 嗜-DNA病毒
(HBV)
相关疾病 ①急性肝炎②活动性慢性 肝炎③肝细胞癌 ①传染性单细胞增多症② 多克隆性B 细胞增生③B细 胞淋巴瘤④鼻咽癌 ①乳头状瘤(皮肤、粘膜)② 湿疣③生殖器肿瘤(宫颈癌)
疱疹病毒
(EBV)
DNA; 整合于宿 主细胞 DNA; 一般不整 合 DNA; 整合



P53的抑癌机制
①作为转录因子结合DNA,活化P21基 因转录,使细胞止于G1期;②抑制解链酶 活性;③与复制因子A相互作用参与DNA的 复制与修复;④启动细胞凋亡。 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的功能。
(三)DNA修复基因异常与癌症的发生
细胞癌基因的分类及其产物:
根据原癌基因的表达产物在细胞中的定位 和功能分为:
①细胞外的生长因子: sis等
②跨膜的生长因子受体:erb B等 ③胞内信号传递体:raf、mos、ras等 ④核内转录因子:myc、fos等
2. 癌基因的激活与肿瘤发生
癌基因不表达→表达 受控制→不受控制 不致癌→致癌 称癌基因激活(恶性激活)
不符合孟德尔遗传规律。但可发生病原微生物基因组与
人类基因组的相互作用,这类疾病多数涉及人类基因组 结构及表达功能的改变。如爱滋病、鼻咽癌等。
一、基因结构变异与疾病
(一)DNA的变异类型
根据突变的分子改变特点分为: 错配 (mismatch):即点突变 缺失 (deletion) 插入 (insertion) 重排 (rearrangement) 移码突变 (frame-shift、放线菌、细菌、螺旋体、立克次体、
衣原体、支原体、病毒。病毒占致病病原体的75%。
DNA肿瘤病毒: 绝大多数含癌基因;与宿主基因组整合, 使细胞表型变化,无限制生长,形成肿瘤。 RNA肿瘤病毒: 转化型逆转录病毒:含有癌基因,与细胞癌基因高度 同源;产物主要参与细胞分裂信号传递和细胞周期调控。 非转化型逆转录病毒:不含有癌基因,通过前病毒插 入突变致瘤。
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