生导Part82.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,（一）染色体畸变,1.,染色体数目的改变,非整倍体,(Aneuploidy),有丝分裂时某对同源染色体或姐妹染色体未能正确分开，造成其后代某个染色体数目不正常。,三体,(Trisomy,，,2N+1),单体,(Monosomy,2N-1),缺体,(Nullisomy,2N-2),双三体等,多倍体（,Polyploidy),一些突变体具有多于两倍的整套染色体数。,3N(Triploidy),4N(Tetraploidy),减数分裂中的染色体不分离,减数分裂,期,I,减数分裂,期,II,染色体,不分离,染色体,不分离,人类中一些染色体数目异常的疾病,基因型 表型 发病比例,XO Turner Syndrome(,女性,),性器官不成熟，无第二性征，不育，个矮,1/5000,XXX,超雌，生育能力差，智 力迟缓,1/1500,XXY Klinefelter Syndrome(,男性,),有性器官，睾丸,不正常的小，且不育，时有女性外形特征,1/2000,XYY,正常男性,无明显症状，比普通男性略高,1/2000,Tri-21 Down Syndrome,身高矮小，易感染，智力迟缓,明显的脸部特征,1/700,Tri-13 Patau Syndrome,严重的眼、脑、血液循环缺陷,兔唇、缺唇,1/5000,Tri-18 Edwards Syndrome,几乎影响到每个器官系统,1/10000,果蝇性染色体的正常分离,W,+:,野生型基因,W,:,隐性纯合基因,果蝇性染色体的不正常分离,2.,染色体结构的改变,缺失,(Deletion),重复,(Duplication),易位,(Translocation),倒位,(Inversion),染色体结构的改变,46,XY(5p-),人类,5,号染色体,缺失,了一个片段,5,号染色体部分缺失综合症,又称为猫叫综合症,(Cri-du-chat Syndrome),婴儿期间猫叫般的哭声是该类病人最主要的特征，这与神经系统机能缺陷有关。但这一奇特的症状随着患者年龄增长会变得逐渐不明显，直至消失。,根据国外报告，“猫叫综合症”在新生儿中的发病率为四万五千分之一；在精神发育不全者中，其发生率为,3/2000,。,果蝇棒眼突变体,-linked 16A region repeated(Dominant),复眼,779,个小眼,棒眼,68,个小眼,双棒眼,25,个小眼,染色体重复,缺失的应用,常作为一种研究手段探测某些调控元件和蛋白质的结合位点,（缺失突变体）,。,重复的应用,植物多倍体育种。,3.,染色体突变的应用,多倍体育种,秋水仙素,处理植物幼苗，使体细胞成多倍体。,多倍体的体细胞发育成多倍体的植株。,三倍体无籽西瓜,AA,AA,AAAA,AA,AA,A,AAA,药物处理,多倍体在植物育种中的应用,有农业和园艺价值的多倍体植物,（二）基因突变,1.,点突变,在基因特定位点上碱基对的改变引起的基因突变。,一个碱基对被另一个碱基对所替换，可造成同义、错义或无义突变。,一个或,2,个碱基对的插入（移码突变）,一个或,2,个碱基对的缺失（移码突变）,2.,片段的缺失与插入突变,同义突变,错义突变,无义突变,移码突变,3.,基因突变的意义,可遗传的突变给进化提供了新的材料,基因的多样性,(,如等位基因,),为生物适应环境提供了条件,4.,基因突变与疾病,镰刀型细胞贫血症的基因突变,谷氨酸,缬氨酸,地中海贫血症的各种基因突变,正常红细胞,镰刀型红细胞,（三）遗传病的基因诊断,1,.,基因诊断的定义,通过对受检者的特定基因进行分析,判断其结构及表达是否正常，从而诊断其是否患有遗传疾病的一种诊断技术。,产前诊断,苯丙酮尿症（,Phenylketonuria,PKU),症状：精神发育迟缓、缺乏表情、智力低下，皮肤、毛发和虹膜色素减退，头发赤褐色，鼠样臭味尿,(,可通过饮食控制,),。,病理,:,常染色体隐性遗传病，患者肝脏内苯丙氨酸羟化酶缺乏，苯丙氨酸不能完全代谢，尿中排泄大量苯丙酮酸,.,诊断：,RFLP(,限制性内切酶片段长度多态性,),等手段,亨廷顿舞蹈病（,H,untingtons,D,isease,）,症状：是一种神经系统退行性改变的显性遗传病,.,西方人发病率为,1/10,000,，一般中年后发病，表现为舞蹈样不随意运动，进而出现神经精神障碍，认知力丧失、行为改变，常于发病后,10,20,年内死亡。,病理：常染色体遗传，,4,号染色体上亨廷顿基因内重复片段的长度改变，神经元坏死。,诊断：,PCR,扩增,杜氏肌营养不良症（,D,uchenne,M,uscular,D,ystrophy,）,症状：也称假肥大型肌营养不良症，骨骼肌进行性无力、萎缩和小腿腓肠肌假性,肥大，患者大多为男性，通常,4-5,岁时发病。,发病率约为活产男婴的,1/3500,。,病理：为,X-,连锁隐性遗传病。基因部分缺失（,2/3,）、部分重复或点突变。,2.,诊断方法及其它扩展运用,核酸分子杂交技术,(Southern blot),聚合酶链式反应技术,(,PCR),限制性片段长度多态性分析技术,(RFLP),DNA,片段的分离,凝胶电泳,Southern blot,技术,变性,退火,延伸,特定,DNA,片段的,PCR,扩增,RFLP,（限制性片段长度多态性分析）,DNA,指纹法与司法鉴定,被告人血样,被告人衣物上的血样,受害人血样,亲权鉴定,第六节 基因工程,（一）,基因工程原理,（二）基因工程应用,（一）基因工程原理,1.,概念,基因工程,(Gene Engineering),是按照人们的需要，在分子水平上，用人工方法，提取或合成不同生物的遗传物质（,DNA,片段），在体外切割后与载体拼接形成重组,DNA,，再将其引入到受体细胞中进行复制和表达，生产出符合人类需要的产品和创造出生物的新性状，并使之稳定地遗传给下一代。,特征：可以按照人们的意愿，改造生物的遗传特性，创造出生物的新性状。,2.,基因工程诞生的分子生物学基础,理论上的三大发现,生物遗传物质是,DNA,（,20,世纪,40,年代）,DNA,分子的双螺旋结构和半保留复制机制（,20,世纪,50,年代,),遗传信息传递方式的确定（,20,世纪,60,年代）,技术上的三大发明,DNA,限制性核酸内切酶和,DNA,连接酶,1970,年,Smith,和,Wilcox,在细菌中首次分离并纯化到可对,DNA,特定片段进行定点切割的酶。,1967,年,个实验室几乎同时发现了,DNA,连接酶。,基因工程的载体,质粒，病毒载体等,逆转录酶,1970,年,Temin,和,Baltimore,在,RNA,肿瘤病毒中发现了逆转录酶,真核基因的制备成为可能。,DNA,限制性内切酶,识别特定的,DNA,顺序并酶切,DNA,连接酶,将不同来源的,DNA,酶切,片段连接成完整的,DNA,3.,基因工程的基本内容,目的基因的获得,:,DNA,限制性内切酶片段分离,人工合成,DNA,PCR,扩增,逆转录合成,cDNA,通过琼脂糖电泳分离,DNA,片段,cDNA,合成,Word,文件：,附加信息：字体：,Monotype Corsiva,Courier New,颜色：黑色，红色，蓝色,字形：斜体，正体,修饰：下划线，方框,Notepad,文件：,没有附加信息。,文件大小比较,密码子统一性,基因工程载体,特点,:,复制起始点（可以自主复制）,可筛选标记（抗性基因,抗生素,）,多克隆位点（通过酶切和连接插入外源片段）,易于分离纯化,如：质粒,(Plasmid),、噬菌体、粘粒（,cosmid),、,YAC,、,BAC,等。,pSC101,(Stanley Cohen,分离的第,101,个质粒,),抗性基因,多克隆位点,限制性内切酶片段,重组,DNA,的构建,目的片段与载体的连接,重组,DNA,的转化与扩增,克隆的筛选,克隆是一种无性繁殖过程，产生相同细胞群体或相同,DNA,分子的过程。,克隆是一个亲本细胞产生成千上万个相同细胞组成的群体。,（二）基因工程的应用,1.,基因工程药物,2.,转基因植物,3.,转基因动物,4.,基因治疗,(1),胰岛素,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，过去长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，,100Kg,胰腺只能提取,4-5g,的胰岛素。,基因工程胰岛素,:,将合成胰岛素的基因导入大肠杆菌，每,2000L,培养液就能产生,100g,胰岛素。,(2),干扰素,干扰素可以治疗病毒感染。过去从人血中提取，,300L,血才提取,1mg,。,基因工程人干扰素,-2b,（安达芬）是我国第一个全国产化基因工程人干扰素,-2b,，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗。,发酵设备,2.,转基因植物,表达萤光素酶基因的,转基因烟草,抗象鼻虫豌豆,抗除草剂矮牵牛,抗枯萎康乃馨,金色大米,转基因动物,MT-1,（金属硫因基因,-1,）在体细胞中稳定表达的持家基因。,用,MT-1,的调节序列启动小鼠生长激素,(Rat,Growth Hormone,GH,),的基因表达。,转生长激素基因小鼠,转基因小鼠,正常,小鼠,超级三文鱼,（重量增加,11,倍）,转人乳铁蛋白基因工程牛,基因治疗,治疗的对象,单基因突变或缺失引起的遗传病,癌症和心脏病,治疗或预防,某些传染性疾病如艾滋病等,基因治疗,1.,取骨髓,2.,分离干细胞并培养,3.,用含有治疗基因的病毒处理干细胞,干细胞和基因治疗,4.,病毒进入单个细胞,治疗基因进入细胞核,6.,处理细胞对退化,(,病,),肌肉或其他组织的受,损害信号应答并进入,7.,处理细胞修补损坏组织并产生健康组织,5,.,处理后,“,改正,”,的细胞注射入血管,已采取基因治疗的疾病,第七节 人类基因组计划（,HGP,）,(,一,)HGP,产生的背景,(,二,)HGP,对医学发展的影响,(,三,),基因资源的保护,(,四,),我国的,HGP,计划,