基因的概念和結(jié)構(gòu)4課件

一、癌基因與抑癌基因二、染色體外基因致癌病毒和病毒癌基因:抑癌基因:乳頭瘤病毒的基因組腺病毒皰疹病毒乙型肝炎病毒反轉(zhuǎn)錄病毒P53,RB質(zhì)粒線粒體基因葉綠體基因非孟德爾式遺傳一、癌基因與抑癌基因癌基因是指其編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的腫瘤性轉(zhuǎn)化有關(guān)的基因。它以顯性的方式作用，對細(xì)胞生長起陽性作用，并促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化。Helacell1966年Rous因發(fā)現(xiàn)雞肉瘤的病原體Rous’ssarcomavirus,RSV，獲諾貝爾獎。1970年Temin

和Batimore證實RSV是反轉(zhuǎn)錄病毒，獲1975年諾貝爾獎。1970sH.Varmus和J.M.Bishop發(fā)現(xiàn)RSV中的致瘤基因是src，編碼一種胞質(zhì)酪氨酸激酶，參與細(xì)胞增殖相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。癌細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)原癌基因普遍存在細(xì)胞中，是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，在進(jìn)化上高等保守。當(dāng)原癌基因發(fā)生突變或被異常激活，才變成具有致癌能力的癌基因。原癌基因的產(chǎn)物主要包括：①生長因子，如sis；②生長因子受體，如fms、erbB；③信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分，如src、ras、raf；④細(xì)胞周期蛋白，如cyclinD；⑤細(xì)胞凋亡調(diào)控因子，如bcl-2；⑥轉(zhuǎn)錄因子，如myc、fos、jun。原癌基因(c-oncogene)癌基因(oncogene)和原癌基因癌基因病毒癌基因(v-onc)細(xì)胞癌基因（原癌基因）(c-onc)DNA腫瘤病毒的轉(zhuǎn)化基因RNA病毒的癌基因（ASVsrc)源自細(xì)胞癌基因使宿主細(xì)胞發(fā)生惡化，形成腫瘤正常原癌基因為生命活動必需調(diào)節(jié)細(xì)胞的正常生長和分化原癌基因激活基因結(jié)構(gòu)異常/表達(dá)失控導(dǎo)致細(xì)胞惡變世界衛(wèi)生組織總干事中島宏增嚴(yán)肅的告誡人們：“大約2015年生活疾病將成為世界頭號殺手”。（1）飲食習(xí)慣：飲食水平是衡量生活水準(zhǔn)的一個重要標(biāo)志。經(jīng)常食用燒烤、腌制食物－激活原癌基因（2）吸煙、酗酒－肺癌2、不良的生活方式致癌病毒和病毒癌基因:乳頭瘤病毒的基因組乳頭瘤病毒（papillomavirus）是感染人和動物皮膚、粘膜并引起乳頭狀瘤病變的一種DNA病毒。人類乳頭瘤病毒（HPV）。

HPV基因組是雙鏈環(huán)狀DNA，以共價閉合的超螺旋結(jié)構(gòu)、開放的環(huán)狀結(jié)構(gòu)、線性分子3種形式存在。HPV基因組編碼為9個開放讀碼框架，分為3個功能區(qū)即早期、晚期和非轉(zhuǎn)錄區(qū)(控制區(qū))。

HPV主要通過直接或間接接觸污染物品或性傳播感染人類。腺病毒（Ad）腺病毒（Adenovirus）是一群分布十分廣泛的DNA病毒。能引起人類呼吸道、胃腸道、泌尿系及眼的疾病。少數(shù)對動物有致癌作用。腺病毒顆粒直徑70～90nm，沒有囊膜，20面體立體對稱，衣殼由

252個克微粒組成，其中240個殼微粒是六鄰體(Hexon)。腺病毒分布很廣，但對人類不出現(xiàn)致癌性。人類細(xì)胞是一類允許細(xì)胞。只要是上呼吸道感染過的人體內(nèi)都會有腺病毒，這是一種對人體無害的病毒，在研制疫苗時，先將腺病毒中有害的基因EIA拿掉，再將冠狀病毒中的部分S基因放入腺病毒中，經(jīng)過改造后的腺病毒注入人體后，便能通過人體自身表達(dá)蛋白產(chǎn)生SARS抗體。腺病毒的應(yīng)用皰疹病毒(HSV)皰疹病毒（Herpesviruses）是一群中等大小的雙股

DNA病毒，有100個以上成員，完整病毒由核心、衣殼、被膜(Tegument)及囊膜組成。皰疹病毒主要侵犯外胚層來源的組織，包括皮膚、粘膜和神經(jīng)組織。嚴(yán)重威脅人類健康。

HSV基因組中有72個基因，共編碼70多種的蛋白質(zhì)。病人是傳染源，主要通過直接密切接觸和性接觸傳播。

HSV經(jīng)口腔、呼吸道、生殖道粘膜和破損皮膚等多種途徑侵入機(jī)體。鼻咽癌是一種上皮增生性癌，有豐富的淋巴細(xì)胞浸潤。eb病毒在鼻咽癌的發(fā)病中起著重要作用，而環(huán)境中的eb病毒誘導(dǎo)物、促癌物和致癌物只起協(xié)同作用。

EB病毒(Epstein-Barrvirus,EBV)是英國病毒學(xué)家

Epstein、Barr等人于1964年從Burkitt淋巴瘤細(xì)胞系中分離到的病毒，屬于DNA病毒。

EB病毒的形態(tài)園形、直徑180nm，基本結(jié)構(gòu)含核樣物、衣殼和囊膜三部分。

EB病毒僅能在B淋巴細(xì)胞中增殖。乙肝五項檢查：

HBsAg(表面抗原),

HBsAb(表面抗體)

HBeAg(e抗原),HBeAb(e抗體),HBcAb(核心抗體)①HBsAg、HBeAg、HBcAb項陽性說明感染的是大三陽，病毒復(fù)制快，有傳染性。

②HBsAg、HBeAb、HBcAb陽性說明感染的是小三陽，病毒復(fù)制相對較慢，傳染性相對較小。③單獨HBsAb項陽性說明原來感染過乙肝，或者注射過乙肝疫苗。

④HBsAg、HBcAb或者HBeAb、HBcAb陽性說明正在感染其間，或者正在康復(fù)之中。

⑤HBsAg、HBeAg陽性說明正在感染中，應(yīng)該及時治療。

HBV的傳染性很強(qiáng),輸血或注射是重要的傳染途徑。我國目前有１．２億乙肝患者，３０００多萬肝病發(fā)病人群，每年近１００萬新發(fā)病人群，每年因肝硬化、肝癌死亡人數(shù)為４０多萬人，最近衛(wèi)生部公布的我國疾病發(fā)生率數(shù)字表明，乙型肝炎發(fā)病率仍高居榜首。Metastasis.

細(xì)胞癌基因和癌基因V-onc來源于c-onc,但是c-onc一般處在不活動狀態(tài)。所以每一個v-onc都有一個對應(yīng)的c-onc，而并非所有的c-onc都有其對應(yīng)的v-onc。c-oncv-onc在數(shù)量上：v-onc一般沒有內(nèi)含子，序列常常缺失兩端的編碼序列，而c-onc有內(nèi)含子，每一種v-onc和c-onc的序列相比較，在編碼序列部分都可以發(fā)現(xiàn)有幾個堿基突變或者缺失。抑癌基因的作用：抑制細(xì)胞增殖；促進(jìn)細(xì)胞分化；和抑制細(xì)胞遷移。抑癌基因的突變是隱性的。抑癌基因的產(chǎn)物主要包括：①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：如Rb、p53；②負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI）；④rasGTP酶活化蛋白：如NF-1；⑤DNA修復(fù)因子；等抑癌基因RBgenep53gene：

1981年Crawford等發(fā)現(xiàn)了p53基因。

P53基因定位于第17號染色體17p13區(qū)，由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成，編碼393個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)即p53蛋白1、質(zhì)粒（plasmid）雙鏈DNA分子，幾kb～幾百kb；位置相對游離；獨立復(fù)制（松弛型與嚴(yán)緊型）；攜帶致育基因和耐藥基因；質(zhì)粒的不相容性：在沒有選擇壓力的情況下兩種質(zhì)粒不能共存于同一個宿主細(xì)胞內(nèi)的現(xiàn)象

質(zhì)粒結(jié)構(gòu)特征：

絕大多數(shù)質(zhì)粒為雙鏈閉合環(huán)狀DNA（cccDNA)分子，少數(shù)為雙鏈RNA。由于分子扭力的作用，被扭曲成超螺旋結(jié)構(gòu)。其他還有兩種形式：開環(huán)結(jié)構(gòu)，線性結(jié)構(gòu)。OCLSCLSCOC質(zhì)粒的功能：

1.對于細(xì)菌來說，質(zhì)粒不是必須的。但質(zhì)粒可賦予細(xì)菌特殊的功能，如F因子（育性）、R

因子（抗性）等。

2.在實驗室條件下，各種質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)到感受態(tài)細(xì)胞中去。質(zhì)粒的復(fù)制：質(zhì)?？稍诩?xì)胞中自主復(fù)制而存在于細(xì)胞中。嚴(yán)緊型質(zhì)粒：拷貝數(shù)在1～10個。松弛型質(zhì)粒：拷貝數(shù)在幾十～幾百個。2.線粒體基因（mtDNA）1962年Ris，1963年Nass分別觀察到線粒體內(nèi)有線狀DNA。線粒體是真核細(xì)胞的一種細(xì)胞器，有它自己的基因組，編碼細(xì)胞器的一些蛋白質(zhì)。哺乳動物的線粒體基因DNA沒有內(nèi)含子，幾乎每一對核苷酸都參與一個基因的組成，有許多基因的序列是重疊的。與核DNA相比，比核DNA小。與核DNA相比，GC含量不同，密度有差別。一般動物線粒體DNA是閉合環(huán)狀的，（四膜蟲、草履蟲mtDNA線狀）周長為5－6u，但是原生生物和植物線粒體DNA要長得多。線粒體DNA攜帶有遺傳信息，半保留復(fù)制。線粒體DNA的特點：不同物種的線粒體基因組線粒體基因組的構(gòu)成1981年，B.Borst和L.A.Grivell等測定了人類線粒體基因組的DNA序列。特點：小而基因排列緊密。mRNA沒有5’帽結(jié)構(gòu)。22個tRNA分子用于線粒體的蛋白合成。4個密碼子不同于核基因。遺傳密碼不是唯一的！3.葉綠體基因（chloroplastDNA,ctDNA）葉綠體DNA分子的特點●雙鏈環(huán)狀DNA●120~160kb大小，多數(shù)為150kb

葉綠體基因組的構(gòu)成目前已經(jīng)測定了煙草（shinozaki，1986）、水稻（Hiratsuka，1989）等葉綠體DNA的全序列。

葉綠體遺傳的規(guī)律

自主性。相對自主性。某些情況下，質(zhì)體的變異是由核基因所造成的。葉綠體和線粒體基因組

與細(xì)胞核的關(guān)系非孟德爾式遺傳非孟德爾遺傳:：由細(xì)胞質(zhì)基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律，也稱為細(xì)胞質(zhì)遺傳，核外遺傳。染色體基因組基因（核DNA）線粒體基因組（mtDNA）動?；蚪M（kintoDNA）遺傳物質(zhì)細(xì)胞共生體基因組細(xì)菌質(zhì)?；蚪M非細(xì)胞器基因組細(xì)胞器基因組細(xì)胞質(zhì)基因組葉綠體基因組(ctDNACpDNA)中心?；蚪M（centroDNA）膜體系基因組(membraneDNA)受細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的遺傳現(xiàn)象，叫做細(xì)胞核遺傳（核遺傳）。細(xì)胞核遺傳母本父本母本父本正交子代反交子代細(xì)胞質(zhì)遺傳

受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的遺傳現(xiàn)象，叫做細(xì)胞質(zhì)遺傳。母本父本母本父本正交子代反交子代

持久的母性影響椎實螺外殼右旋（D）對左旋（d）顯性。♀♂XPF1F2F33：1DD

ddDd特點：

子一代表型受母體基因型控制，表型與母本相同，不按自己的基因型發(fā)育，而是按母本的基因型（不是表型）發(fā)育。自己的基因型推遲一代表現(xiàn)。原因：

外殼旋轉(zhuǎn)方向取決于第一次卵裂時紡錘體的取向，而紡錘體的取向又取決于受精卵中細(xì)胞質(zhì)的性質(zhì)，受精卵中細(xì)胞質(zhì)的性質(zhì)是由母本基因型（卵母細(xì)胞）決定的。非孟德爾遺傳的遺傳特點1. 在傳代中4:0的遺傳分離代替了孟德爾遺傳中的2:2分離2. 在多數(shù)組織中，遺傳特征是母性影響的。3. 無論是單親影響還是雙親影響，當(dāng)傳遞多個基因型時，都將在后代的有絲分裂中隨機(jī)分離。