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人类疾病的生化与分子遗传学——分子病:血红蛋白病_PPT幻灯片

显性遗传(不完全 显性),杂合子可有临床表现,纯合子是致死的。
Hb 病的临床表现与 Hb 的不稳定程度、产生高铁 血红蛋白的多少以及不稳定 Hb 的氧亲和力大小有关。 轻者仅在服用磺胺等药物,或者有感染时溶血;重者需 要反复输血才能够维持生命。
图示 :
C. 血红蛋白 M 病
HbM 是因为肽链中与血红素铁原子连结的组氨酸 或邻近的氨基酸发生了替代导致部分铁原子呈稳定的高 铁状态,从而影响了正常的携氧功能,使组织供氧不足, 导致临床上出现紫绀和继发性红细胞增多。
本病呈现场染色体显性遗传,杂合子的 HbM 含量 一般在 30% 以内,可以引起紫绀症状。
D. 氧亲和力改变的血红蛋白病
精 谷胺
终止
结果 链延长为 17 2个氨基酸,这种突变基因转录形 成的 mRNA 不稳定,所以导致链的合成减少,表现为 + 地中海贫血。
移码突变
例如 Hb Wagne 由于 链的第 138 位密码子中的一个碱基 C 丢失。
137
141
147
A ACC UCC AAA ······CGU UAA GCU ···UCG GUA
人类珠蛋白基因分为两类:
(1) 类 珠蛋白基因簇:( -like globin gene )
、 、 基因
16p13
(2)类 珠蛋白基因簇:( -like globin gene )
、 G 、 A 、 、 、 基因 11p15
基因:
1
31
32 99 100 141
基因: 1 30 31 104
(一)正常血红蛋白的组成、结构及其遗传控制 1 . 人类血红蛋白的组成和发育变化
每个红细胞含有约28000万个血红蛋白分子,每个 分子由四个亚单位构成,每一个亚单位有一条珠蛋白 肽链和一个血红素辅基组成,即血红蛋白分子是由两 对珠蛋白肽链构成的球形四聚体。
2. 人类珠蛋白基因 Human Globin Gene
错义突变 无义突变 终止密吗突变
• 移码突变 • 整码突变 • 融合基因
单个碱基置换 错义突变
Hb S 基因的第 6 位密码子: GAG → GTG, 导致: 谷氨酸→缬氨酸
Hb E 基因的第 26 位密码子: GAG → AAG 导致: 谷氨酸→赖氨酸
无义突变:
例如 Hb Mckees-Rock 其 链有 144 个氨基酸组成,原因是由于 基因的第 145 位的密码子:
尽管异常血红蛋白病种类繁多,但是仅约有 40 % 的异常血红蛋白对人体有不同程度的功能障碍。
(1)异常血红蛋白的类型 A. 镰形红细胞病( sickle cell disease )
镰形细胞贫血病是DNA的错义突变所致: 链 第6位 GAG 谷氨酸 HbA
GTG 缬氨酸 HbS
HbS 的形成,导致血红蛋白的电荷改变,在脱氧的情 况下 HbS 聚合形成长棒状聚合物,使红细胞镰形化,又红 细胞的镰变,引起血液粘度增高,导致血管梗阻性继发症 状,一过性剧痛(肌肉骨骼痛、腹痛),急性大面积组织 损伤,心肌梗塞可以致死。镰形红细胞的变形性降低可以 引起溶血。该病有三种基因型:
一、血红蛋白病 ( Hemoglobinpathy )
血红蛋白病 是指由于珠蛋白分子结构或者合成 数量异常所引起的疾病。它是人类研究的最深入、最 彻底的分子病,是运输蛋白病的代表,是研究人类遗 传病分子机理的最好模型。
据估计全世界有一亿多人携带有血红蛋白病的基 因。我国南方发病率较高,因此。血红蛋白病是做常 见的遗传病之一。
105 146
(二)血红蛋白病的分类和分子基础 1 . 异常血红蛋白病 Abnormal Hemoglobin
异常血红蛋白病是指由于珠蛋白基因突变导致珠 蛋白肽链结构异常,如果有临床表现者称为一些血红 蛋白病,或者异常血红蛋白综合症。
至今已经发现异常信号弹并不 471 种。国内已经 发现 60 种,其中 20 种三世界首报。
分子病 ( Molecular Disease ) 由于基因突变导致 蛋白质分子质和量的异常,从而引起肌体功能障碍的 一类疾病称为分子病。分子不的种类很多,根据各种 蛋白质的功能可以将分子不分为运输性蛋白病、凝血 及抗凝血因子缺乏病、免疫缺陷病、膜蛋白病、受体 蛋白病等等。
遗传性酶病 ( Hereditary Enzymopathy ),又称为 遗传性代谢性疾病 ( Hereditary Metabolic Disease ), 由于基因突变导致酶活性降低或者增高所引起的疾病, 称为遗传性酶病。
GC ···
苏 丝 赖 Lost
WAGNE ACC UCA AA ······GUU AAG CU ···CGG UAG C ···
苏丝
缬赖
精 ( 终止)
结果导致其 3’ 端碱基顺序依次移位,重新编码,第142 位 终止信号变为可读密码,致使翻译至147 位才终止。
A
AAG UAU CAC UAA
赖 酪 组 终止
Mckees-Rock
AAG UAA CAC UAA 赖 终止
结果导致肽链合成提前终止。
终止密码突变
例如 Hb Constant Spring 基因的第 142 位终止密码子
A CGU UAA GCU GGA ······GAA UAA 精 终止
CS CGU CAA GCU GGA ······GAA UAA
这类血红蛋白病是由指由于肽链的氨基酸替代 而使血红蛋白分子与氧的亲和力增高或者降低,导致 运输功能改变。
如果引起 Hb 与氧的亲和力增高,输送给组织 的氧量减少,导致红细胞增多症;如果 Hb 与氧的亲 和力降低,则动脉血的氧饱和度下降,严重者可以引 起紫绀症状。
(2)异常血红蛋白病的分子基础
• 单个碱基置换
HbA HbA HbA HbS HbS HbS
Hb S 纯合子的镰形红细胞
B. 不稳定血红蛋白病 ( nustable hemoglobinpathies )
已经发现的不稳定血红蛋白在 80 种以上。由于 Hb 的不稳定,容易自发( 或在氧化剂的作用下 )变性,形 成变性珠蛋白小体 ( Heinz Body )。 Heinz 小体粘附与红 细胞膜上,导致阳离子通透性增加;另外,由于变形性 降低,但红细胞通过微循环时,红细胞被阻留破坏,导 致血管内、外溶血。
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