基因的概念和结构4共53页
原癌基因普遍存在细胞中,是细胞内与细胞增殖相关的 基因,在进化上高等保守。
当原癌基因发生突变或被异常激活,才变成具有致癌能 力的癌基因。
原癌基因的产物主要包括: – ①生长因子,如sis; – ②生长因子受体,如fms、erbB; – ③信号转导组分,如src、ras、raf; – ④细胞周期蛋白,如cyclin D; – ⑤细胞凋亡调控因子,如bcl-2; – ⑥转录因子,如myc、fos、jun。
途径侵入机体。
鼻咽癌是一种上皮增生性癌,有丰富的淋巴细胞 浸润。eb病毒在鼻咽癌的发病中起着重要作用, 而环境中的eb病毒诱导物、促癌物和致癌物只起 协同作用。
EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)是英国病毒学家 Epstein、Barr等人于1964年从Burkitt淋巴瘤细胞 系中分离到的病毒,属于DNA病毒。
异是由核基因所造成的。
叶
与 细 胞 核 的 关 系
绿 体 和 线 粒 体 基 因
组
4. 非孟德尔式遗传
• 非孟德尔遗传::由细胞质基因所决定的遗传 现象和遗传规律,也称为细胞质遗传,核外遗
HBV的传染性很强 ,输血或注射是重要的传染途径。
我国目前有1.2亿乙肝患者,3000 多万肝病发病人群,每年近100万新发 病人群,每年因肝硬化、肝癌死亡人数为 40多万人,最近卫生部公布的我国疾病 发生率数字表明,乙型肝炎发病率仍高居 榜首。
Metastasis.
反转录病毒
反转录病毒按其传播方式分为:
基因结构异常/表达失控 导致细胞恶变
?什么因素能诱发(激活)原癌基因?
1、环境因素:
(1)社会环境:心理压力、紧张的生活状态 (2)自然环境
• 各种射线及太阳光(长期接触放射性物质) • 化学物质与污染物(砷、苯、煤焦油、汽
车尾气、核物质泄漏等) • 新的诊疗技术(滥用技术及不合理用药) • 致癌病毒(150种动植物可产生肿瘤)
2、不良的生活方式
世界卫生组织总干事中岛宏增严肃的告诫 人们:“大约2019年生活疾病将成为世界 头号杀手”。
(1)饮食习惯:饮食水平是衡量生活水准 的一个重要标志。
经常食用烧烤、腌制食物-激活原癌基因 (2)吸烟、酗酒-肺癌
1. 致癌病毒和病毒癌基因:
乳头瘤病毒的基因组
a. 乳头瘤病毒(papillomavirus)是感染人和动物皮肤、 粘膜并引起乳头状瘤病变的一种DNA病毒 。
癌基因(oncogene)和原癌基因
癌基因 • 病毒癌基因 • DNA肿瘤病毒的转化基因
(v-onc) • RNA病毒的癌基因(ASV src)
• 源自细胞癌基因 • 使宿主细胞发生恶化,形成肿瘤 • 细胞癌基因 • 正常原癌基因为生命活动必需 (原癌基因) 调节细胞的正常生长和分化 (c-onc) • 原癌基因激活
况下两种质粒不能共存于同一个宿主细 胞内的现象
• 质粒结构特征:
绝大多数质粒为 双链闭合环状 DNA(cccDNA)分 子,少数为双链 RNA。由于分子 扭力的作用,被扭 曲成超螺旋结构。 其他还有两种形式: 开环结构,线性结 构。
L
OC
OC
L
SC SC
质粒的功能: 1.对于细菌来说,质粒不是必须的。但质粒可 赋予细菌特殊的功能,如F因子(育性)、R 因子(抗性)等。 2.在实验室条件下,各种质粒可以转到感受态 细胞中去。
3. 叶绿体基因(chloroplast DNA,c● 双链环状DNA ● 120~160kb大小,多数为150kb 叶绿体基因组的构成 目前已经测定了烟草(shinozaki,1986)、 水稻(Hiratsuka,1989)等叶绿体DNA的全 序列。
叶绿体遗传的规律 • 自主性。 • 相对自主性。某些情况下,质体的变
哺乳动物的线粒体基因 DNA没有内含子,几乎每 一对核苷酸都参与一个基 因的组成,有许多基因的 序列是重叠的。
线粒体DNA的特点:
① 与核DNA相比,比核DNA小。 ② 与核DNA相比, GC含量不同,密度有差别。 ③ 一般动物线粒体DNA是闭合环状的,(四膜
虫、草履虫mtDNA线状)周长为5-6u,但是 原生生物和植物线粒体DNA要长得多。 ④ 线粒体DNA携带有遗传信息,半保留复制。
内源性病毒(endogenous virus)—— RNA肿瘤病毒感染机体后,其遗传信息整合 到宿主的DNA中,并作为正常细胞的一部分 通过性细胞由亲代垂直递给子代的病毒。一 般是缺失性病毒,受宿主细胞的控制而不会大 量复制,不影响宿主细胞的表型。
外源性病毒(exogenousvirus)—— 与动物和人类的白血病、淋巴瘤以及肉瘤的发 生密切有关,表现为供体从外界环境水平式感 染。正常细胞表面有反转录病毒的受体病毒进 入细胞后整合到宿主细胞的基因组,引起细胞 恶性转化。
抑癌基因
抑癌基因的作用:抑制细胞增殖;促进细胞分化;和 抑制细胞迁移。
抑癌基因的突变是隐性的。 抑癌基因的产物主要包括:
– ①转录调节因子:如Rb、p53; – ②负调控转录因子 – ③周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI); – ④ ras GTP酶活化蛋白:如NF-1; – ⑤ DNA修复因子;等
腺病毒(Adenovirus)是一群分布 十分广泛的DNA病毒。能引起人类 呼吸道、胃肠道、泌尿系及眼的疾 病。少数对动物有致癌作用。
腺病毒颗粒直径70~90nm,没有 囊膜,20面体立体对称,衣壳由 252个克微粒组成,其中240个壳微 粒是六邻体(Hexon)。
腺病毒分布很广,但对人类不出现 致癌性。人类细胞是一类允许细胞。
质粒的复制: 质粒可在细胞中自主复制而存在于细胞中。 严紧型质粒:拷贝数在1~10个。
松弛型质粒:拷贝数在几十~几百个。
2.线粒体基因(mtDNA)
1962年Ris,1963年Nass分 别观察到线粒体内有线状 DNA。
线粒体是真核细胞的一种 细胞器,有它自己的基因 组,编码细胞器的一些蛋 白质。
Rb(人类视网膜细胞瘤)基因是第一个被克隆 的抑癌基因。
Rb患者检测到13号染色体长臂缺失(13q14-), 在13q14有一抗癌基因RB-1,编码928 aa的核内磷 蛋白,可抑制细胞增殖,当其缺失或突变不仅会 引起Rb的产生,还会导致骨癌和小细胞肺癌的产 生。
RB gene
p53 gene :
细胞癌基因和癌基因
V-onc来源于c-onc, 但是c-onc一般处在 不活动状态。所以每一个v-onc都有一 个对应的c-onc,而并非所有的c-onc都 有其对应的v-onc。
在数量上: c-onc
v-onc
v-onc一般没有内含子,序列常常 缺失两端的编码序列,而c-onc有 内含子,每一种v-onc和 c-onc的 序列相比较,在编码序列部分都 可以发现有几个碱基突变或者缺 失。
EB病毒的形态园形、直径 180nm,基本结构含核 样物、衣壳和囊膜三部分。
EB病毒仅能在B淋巴细胞中增殖。
乙型肝炎病毒
1970年Dane等在电镜下鉴 定HBV颗粒。
HBV的基因组DNA结构很 奇特,是环状的部分双螺旋 结构,长约3.2kb。其中2/3 为 双螺旋结构,1/3为单链,所 含信息量也较小,只能编码 4种蛋白质。
但是,1971年Alfred Knudson提出癌症二次突变结果 的模型。例如:RB等位基因的突变引起的癌症。
二、染色体外基因
1、质粒(plasmid)
双链DNA分子, 几kb~几百kb;位置相对游离;
独立复制(松弛型与严紧型); 携带致育基因和耐药基因; 质粒的不相容性:在没有选择压力的情
Hela cell
癌细胞的发现
• 1966年Rous因发现鸡肉瘤的病原体Rous’s sarcoma virus, RSV,获诺贝尔奖。
• 1970年Temin 和Batimore证实RSV是反转录 病毒,获1975年诺贝尔奖。
• 1970s H. Varmus和J. M. Bishop发现RSV中 的致瘤基因是src,编码一种胞质酪氨酸激酶, 参与细胞增殖相关的信号转导。
1986年将其列入嗜肝DNA 病毒科。它属于一种复合体 DNA病毒。
乙肝五项检查:
HBsAg (表面抗原), HBsAb (表面抗体) HBeAg (e抗原),HBeAb(e抗体) ,HBcAb(核心抗体) ① HBsAg、HBeAg、HBcAb项阳性说明感染的是大三阳,病 毒复制快,有传染性。 ② HBsAg 、HBeAb、HBcAb阳性说明感染的是小三阳,病毒 复制相对较慢,传染性相对较小。 ③单独HBsAb项阳性说明原来感染过乙肝,或者注射过乙肝疫 苗。 ④HBsAg、HBcAb或者HBeAb、HBcAb阳性说明正在感染其 间,或者正在康复之中。 ⑤ HBsAg、HBeAg阳性说明正在感染中,应该及时治疗。
疱疹病毒 (HSV)
疱疹病毒(Herpesviruses)是一群中等大小的双股 DNA病毒,有100个以上成员,完整病毒由核心、衣 壳、被膜(Tegument)及囊膜组成。
疱疹病毒主要侵犯外胚层来源的组织,包括皮肤、粘膜 和神经组织。严重威胁人类健康。
HSV基因组中有72个基因,共编码70多种的蛋白质。 病人是传染源,主要通过直接密切接触和性接触传播。 HSV经口腔、呼吸道、生殖道粘膜和破损皮肤等多种
不同物种的线粒体基因组
线粒体基因组的构成
1981年,B. Borst和L. A. Grivell等测定了人类 线粒体基因组的DNA 序列。
特点: 1. 小而基因排列紧密。 2. mRNA没有5’帽结构。 3. 22个tRNA分子用于线
粒体的蛋白合成。 4. 4个密码子不同于核基
因。
遗传密码不是唯一的!
癌细胞的特点
1. 分裂速度快、能够无限增殖(细胞周期失控, 细胞永远处于分裂状态)