分子生物學(xué)之疾病相關(guān)基因的鑒定與基因功能

疾病相關(guān)基因的鑒定與基因功能研究疾病相關(guān)基因是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)最重要的領(lǐng)域，因為幾乎所有的疾病都與基因結(jié)構(gòu)或表達變化有關(guān)，都是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。疾病相關(guān)基因

致病基因：一種疾病的表型和一個基因型呈直接對應(yīng)的因果關(guān)系，即該基因結(jié)構(gòu)或表達的異常是導(dǎo)致該病發(fā)生的直接原因疾病易感基因：環(huán)境因素和遺傳因素均起著一定作用，表現(xiàn)為2個以上基因的“微效作用”的相加，或者多基因間的相互作用，而單一基因變異僅增加對疾病的易感性第一節(jié)

鑒定疾病相關(guān)基因的原則

一、鑒定疾病相關(guān)基因的關(guān)鍵是確定疾病表型和基因間的實質(zhì)聯(lián)系正確的診斷是鑒定疾病基因的先決條件

確定疾病的遺傳因素，即通過孿生子分析，領(lǐng)養(yǎng)分析和同胞罹患率分析等確定遺傳因素是否在疾病發(fā)病中的作用及其作用程度。

二、鑒定克隆疾病相關(guān)基因需要多學(xué)科多途徑的綜合策略疾病相關(guān)基因鑒定克隆策略示意圖三、確定候選基因是多種克隆疾病相關(guān)基因方法的交匯有許多途經(jīng)能夠達到最終鑒定疾病相關(guān)基因的目的，這些方法最終將交匯在候選基因上。一旦候選基因被鑒定，即可篩檢患者中該基因的突變。候選基因可不依賴其在染色體位置而予以鑒定，但常用的策略仍然是首先找出候選染色體區(qū)域，然后在此區(qū)域內(nèi)鑒定候選基因。

第二節(jié)

疾病相關(guān)基因克隆的策略和方法一、不依賴染色體定位的疾病相關(guān)基因克隆策略

不依賴染色體定位的疾病相關(guān)基因克隆策略包括功能克隆、表型克隆及采用位點非依賴的DNA序列信息和動物模型來鑒定和克隆疾病基因。（一）從已知蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)出發(fā)克隆疾病基因功能克?。╢unctionalcloning）采用的是從蛋白質(zhì)到DNA的研究路線，針對的是一些對影響疾病的功能蛋白具有一定了解的疾病1．依據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列信息鑒定克隆疾病相關(guān)基因

2．用蛋白質(zhì)的特異性抗體鑒定疾病基因

（二）從疾病的表型差異出發(fā)發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)基因表型克?。╬henotypecloning）基于對疾病表型和基因結(jié)構(gòu)或基因表達的特征聯(lián)系已經(jīng)有所認(rèn)識的基礎(chǔ)上來分離鑒定疾病相關(guān)基因1.從疾病的表型出發(fā)，比較患者基因組DNA與正常人基因組DNA的不同，直接對產(chǎn)生變異的DNA片段進行克隆，而不需要基因的染色體位置或基因產(chǎn)物的其他信息。

2.針對已知基因。如果高度懷疑某種疾病是由于某個特殊的已知基因所致，可通過比較患者和正常對照間該基因表達的差異來確定該基因是否為該疾病相關(guān)基因。3.針對未知基因的，可通過比較疾病和正常組織中的所有mRNA的表達種類和含量間的差異，從而克隆疾病相關(guān)基因。這種差異可能源于基因結(jié)構(gòu)改變，也可能源于表達調(diào)控機制的改變。依據(jù)DNA或mRNA的改變與疾病表型的關(guān)系，可有幾種策略：

針對未知基因常用的技術(shù)有mRNA差異顯示（mRNAdifferentialdisplay，mRNA-DD）抑制消減雜交（suppressivesubstractivehybridization，SSH）基因表達系列分析（SAGE）

cDNA微陣列（cDNAmicroarray）基因鑒定集成法（integratedprocedureforgeneidentification）RDA技術(shù)原理和基本過程示意圖mRNA-DD技術(shù)原理和基本過程示意圖（三）采用動物模型鑒定克隆疾病相關(guān)基因人類的部分疾病，已經(jīng)有相應(yīng)的動物模型。如果動物某種表型的突變基因定位于染色體的某一部位,而具有相似人類疾病表型的基因很有可能存在于人染色體的同源部位。另外，當(dāng)疾病基因在動物模型上已完成鑒定，還可以采用熒光原位雜交來定位分離人的同源基因。

二、捧定位爽克隆滿是鑒腔定疾貍病相告關(guān)基憂因的啄經(jīng)典年方法定位指克隆護（po耗si丙ti蠻on丑al們c鼠lo脊ni組ng）：僅根億據(jù)疾羅病基說因在貴染色偽體上減的大糧體位頃置，革鑒定管克隆榮疾病有相關(guān)赤基因。定位斯克隆延的起花點是忙基因嶺定位扛，即怖確定霜疾病晃相關(guān)推基因兼在染疏色體陶上的抹位置裕，然貨后根母據(jù)這副一位血置信偷息，禍應(yīng)用DN祖A標(biāo)記桂將經(jīng)同典的引遺傳次學(xué)信楊息轉(zhuǎn)微換為隔遺傳壟標(biāo)記友所代拍表的伸特定犁基因舉組區(qū)麗域，寇再以門相關(guān)糊基因隊組區(qū)拒域的慰相連勒重疊綠群躺（co麻nt猴ig）盤篩選鞏候選株基因恩，最曾后比鑒較患叛者和開正常舍人這析些基旱因的率差異束，確筆定基艦因和萬疾病蜓的關(guān)倚系。（一腔）基俗因定壞位的因方法1．體篩細胞清雜交卷法通灘過融挺合細寧胞的鋒篩查族定位能基因2．染去色體姐原位掀雜交戰(zhàn)是在混細胞安水平逝定位咸基因覽的常意用方鉤法3.染色趕體異錘常有叛時可成提供掙疾病技基因勉定位鵝的替越代方云法4．連亂鎖分且析是紙定位成疾病跟未知拋基因貸的常置用方輩法（二豬）定噸位克翼隆的蓄基本盒程序熊包括策三大昌步驟1．盡血可能刪縮小并染色踐體上搭的候槳選區(qū)蛙域2．構(gòu)廊建目拐的區(qū)簽域的唇物理誤圖譜3.疾病形相關(guān)梳基因梁的確頃定（三污）假貌肥大載型肌蠟營養(yǎng)最不良獲基因染的克短隆是釘定位托克隆害的成授功例而證首先妖，根國據(jù)患潑病女潑性X染色委體與涉第21號常勞染色裙體的異易位長，以至及男顛患兒麻發(fā)生醋小的Xp崗21吐.2缺失符并伴驢發(fā)三賓種其沖他X連鎖佛隱性謹(jǐn)遺傳怕病，傷再運惑用RF咬LP連鎖括分析舒將DM舟D基因叛定位封于Xp礦21。然后仙，分巨別克溝隆得留到了香基因覆的2個不學(xué)同的紹片段淡，分行別命費名為XJ系列弱探針光和pE睜RT格87系列趙探針閉，根垮據(jù)兩旗片段謹(jǐn)?shù)谋葍摧^，怨證明DM另D基因俱約為23下00縫k臨b，占X染色勇體的1%以上可，該晶基因周編碼扶肌營崇養(yǎng)不質(zhì)良蛋貝白（dy久st龍ro益ph挖in），艱影響召橫紋漠肌和議心肌塑的結(jié)遍構(gòu)和活收縮筐功能納。假肥踩大型編肌營做養(yǎng)不盾良（DM蚊D）三、沉確定貴常見彈病的棗基因抄需要換全基箱因組唇關(guān)聯(lián)簡分析錄和全吳外顯將子測就序全基所因組貢的關(guān)令聯(lián)研添究（ge星no犧me每-w夠id世e等as摘so吸ci濕at兵io兩n夫st唉ud米y,叔G遲WA鉗S）全外績顯子順測序宿（wh爹ol勤e值ex幅on院s凱eq正ue型nc匪in嗓g）四、揚生物唱信息砌數(shù)據(jù)蝦庫貯蹦藏豐較富的紫疾病汪相關(guān)塌基因浙信息人類褲基因曾組計分劃和苗多種乞模式誤生物擺基因完組測想序的堵完成,生物顏信息漫學(xué)的甩發(fā)展,計算懶機軟拴件的宵開發(fā)翅應(yīng)用準(zhǔn)和互脫聯(lián)網(wǎng)研的普栽及，憤人們他通過刮已獲疾得的陷序列愛與數(shù)巨據(jù)庫莫中核疊酸序礦列及鏟蛋白件質(zhì)序奧列進科行同竹源性震比較倆，或地對數(shù)布據(jù)庫芹中不婆同物引種間旁的序繪列比吳較分栗析、凈拼接龍，預(yù)秘測新雅的全辭長基連因等蟻，進迷而通儲過實遭驗證草實，固從組施織細致胞中歉克隆喂該基舒因，堪這就安是所巾謂的電子瞞克?。╥n引s誕il嘆ic遙o持cl速on衰in綠g）。第三跑節(jié)疾病土相關(guān)朝基因崗的功易能研蘆究基因其的功吳能實妻際是基因述產(chǎn)物害的功擊能，也秤就是黨編碼畫基因漁的蛋鐵白質(zhì)午功能降和非控編碼鄭基因RN吸A的功至能，吼前者奪是本滔節(jié)討胳論的深重點選?；驇卯a(chǎn)物之一牧蛋白柱質(zhì)的功能縫可以欄從三槽個不愿同水項平來辮描述青：①生物警化學(xué)表水平，主目要描幻玉述基憑因產(chǎn)擴物參隨與了克何種爸生化妨過程隙，如府屬于猛激酶虛、轉(zhuǎn)勸錄因翼子等霸；②細胞脾水平,主要而論述慢基因太產(chǎn)物鉆在細只胞內(nèi)件的定碑位和齡參與贊的生松物學(xué)箱途徑榨，例膜如，紋某蛋曾白質(zhì)猛定位帶于核五內(nèi)，吳參與DN缸A的修堆復(fù)過南程，稱有可陣能并辭不了坦解確茅切的揮生物魚化學(xué)低功能送；③整體肚水平,主要節(jié)包括畏基團稍表達碌的時音空性田及基碌因在轎疾病各中的壓作用帽。一、腸基因共比對材及功丹能詮陡釋常用煙的兩末大雙句序列胳比對固工具奶是BL泳AS向T和FA礦ST頭A,分別葡由美骨國國洪立生截物技何術(shù)信閉息中蒙心（NC炭BI）和咐歐洲免生物渾信息花學(xué)研霜究所洪（EB首I）開段發(fā)和鼠維護讓。NC樹BI的主桃頁是ht查tp麗:/想/w醒ww賽.n貓cb冬i.孤nl圖m.混ni壟h.通go血v/；EB秒I的主笑頁是ht酷t(yī)p哪:/口/w瀉ww鼻.e卡bi顆.a晴c.職uk吉/。二、職利用留工程感細胞桶研究妻基因環(huán)功能（一固）采慕用基負(fù)因重固組技近術(shù)建榴立基主因高導(dǎo)表達棟工程倡細胞漁系（二藍）基達因沉點默技螺術(shù)抑凈制特雕異基飼因的投表達三、指研究像生物詞大分粒子間攔的相層互作存用可怠確定飾基因簡功能在一繪些情醉況下,即使簽對基風(fēng)因的車序列唱、結(jié)紅構(gòu)和繪表達絕模式挎有清叨楚的康認(rèn)識或，但葬仍然張難以走闡明鹿基因陸所表唐達的響蛋白歪質(zhì)的營功能震。此照時通首過研瘡究該沉蛋白獅質(zhì)與欣已知艱功能蚊蛋白癥質(zhì)的璃相互塵作用排，無潮疑將婦非常頃有助劫于對仇該蛋羽白質(zhì)役功能專的了托解。常用胖的高田通量微篩查判蛋白建質(zhì)間炮相互絨作用唉的方訊法是酵母藍雙雜押交技微術(shù)（見搜第二發(fā)十章朝）和噬菌蝕體展業(yè)示技冤術(shù)。四、羽利用涼基因侵修飾躍動物今整體夸研究符基因憐功能盡管殖在體戶外對所