《高中生物 6.3 基因治疗和人类基因组计划课件2 浙科必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 6.3 基因治疗和人类基因组计划课件2 浙科必修2（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 遗传与人类健康 第三节 基因治疗和人类基因组计划,基因治疗及策略,以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取34克胰岛素，治疗一个患者需宰杀4050头牛，这种药物的造价就可想而知了。,微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快,该免疫缺陷症表现为T细胞和B细胞的严重免疫缺陷，如不治疗，婴儿会在出生后一年内，由于严重和反复的感染而夭折。SCID常规疗法是进行骨髓移植，但是它的配型很困难，而且会由于捐献者患有感染性的单核细胞增多症，导致病人产生淋巴瘤。,腺苷脱氨酶（ADA）缺陷引起，ADA催化腺苷和脱氧腺苷成为肌苷和2-脱氧肌苷，ADA在淋巴细胞中最
2、多，ADA缺乏导致脱氧腺苷和脱氧三磷酸腺苷蓄积在细胞内，特别是淋巴细胞内。这两种代谢产物对淋巴细胞具有毒性，它们能抑制核糖核苷酸还原酶活性而阻碍DNA合成。,基因治疗SCID病基本步骤,1、让反转录病毒作为载体，首先将细菌中的ADA基因整合到病毒核酸上。 2、用它去感染病人T淋巴细胞，体外培养T淋巴细胞，筛选出ADA基因已整合到染色体上的细胞。 3、将携带正常ADA基因的T淋巴细胞回注到病人体内。,人类基因组计划,人类科学史上的三大工程,人类基因组计划,曼哈顿原子计划,阿波罗登月计划,缘起：,（1）美国“肿瘤计划”的搁浅,（2）科学家的胆略 诺贝尔奖获得者 Renato Dulbecco（杜伯
3、克）1986 年发表于 Science（科学）杂志 的短文 肿瘤研究的转折点：人类基因组测序 中指出：“如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组 。 从哪个物种着手努力 ？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始 。 人类肿瘤研究将因对 DNA 的详细知识而得到巨大推动。”,人类基因组计划 于1990年10月正式启动！,目标： 完成人类基因组全部DNA序列测定。,人类单倍体基因组 含30亿碱基对(bp)的DNA序列，包括约3-4万个基因，分布于22条常染色体和X、Y性染色体。,四张图： 物理图 转录图 遗传图 序列图,通过对进化不同阶段的生物体基因 组序列的比较，发现基因组结
4、构 组成和功能调节的规律,模式生物体的研究,利用酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、 小鼠等模式生物体进行基因的除 或转基因的研究，从而在整体 水平认识基因的功能。,Discovery can not be waited! 世界上每分钟有10个儿童死于营养不良 每小时有11个美国人死于用药不当 爱兹病毒每天在一个病人身上扩增一亿倍,人类基因组计划大事记 1986 年 3 月诺贝尔奖获得者雷纳托杜贝科在科学杂志上撰文，呼吁早日实施人类基因组（HGP）测序计划 1987 年 10 月科学家公布首个有 403 个位点的遗传图 1990 年 4 月美国宣布基因组测序的 5 年计划 1990 年 8 月美国国立健
5、康研究院开始在大肠杆菌等 4 种模式生物体上实施大规模的测序工作 1990 年 10 月美国确定把当年的 10 月 1 日作为官方实施 HGP 的起始日期，被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动,1991 年 10 月日本宣布实施水稻基因组测序计划 1992 年 6 月克里格文特创建私人的基因组研究机构 1992 年 10 月美国和法国研究小组分别完成首个 Y 染色体和第二代 20 号染色体的物理图 1992 年 12 月美法两国科学家完成了小鼠和人的遗传图 1993 年 10 月美国公布了 19931998 年的 5 年测序计划，并预计到 2005 年能够完成人类基因组的测
6、序工作 1995 年 12 月美、法两国科学家公布了有 15000 个标记的人类基因组的物理图,1996 年 2 月百慕大会议召开，国际人类基因组计划的参与者一致同意人类基因组的测序数据在 24 小时内向公众公开 1996 年 4 月 DNA 芯片进入商业化应用 1996 年 10 月酵母菌的完整序列被测出 1998 年 2 月日本、美国、欧洲、中国等科学家商定联合开展水稻基因组的测序工作 1998 年 10 月人类基因组计划的公立阵营宣布提前于 2001 年完成人类基因组的工作草图，整个终图的完成期将从 2005 提前到2003 年 1998 年 12 月英国的桑格中心和华盛顿大学的科学家宣
7、布破译美丽线虫的基因组序列,1999 年 9 月公立阵营宣布将在未来三年内花费 1.3 亿美元破译老鼠的基因组序列 1999 年 12 月英、日、美三国科学家联合完成首条人类染色体（22 号染色体）的测序任务 2000 年 3 月塞莱拉公司宣布完成果蝇基因组的测序工作，这是已被破译的基因数量最大的一个基因组 2000 年 5 月德国和日本的科学家公布了人类 21 号染色体的全部序列,2000 年 6 月美国白宫召开会议，宣布人类基因组“工作框架图”完成 2000 年 10 月科学家宣布将在 2001 年 3 月前完成河豚鱼基因的测序工作 2000 年 12 月美、英等国科学家宣布绘出拟南芥基因
8、组的完整图谱，这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列 2001 年 2 月人类基因组计划公立阵营在 15 日出版的自然杂志、塞莱拉公司在 16 日出版的科学杂志上公布各自的人类基因组测序草图,1999 年 12 月用“逐个克隆法”获得第一条人类染色体 22号染色体完成序列,2000 年3 月用“全基因组鸟枪法”获得果蝇全基因组序列。,2000年6月公共领域测序计划工作框架图,2000 年 12 月美、英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱，这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。,“ 逐个克隆法 ”： 对连续克隆系中 排定的 BAC 克隆 逐个进行亚克隆 测序并进行组装 ( 公共领域
9、测序计划 ),人类基因组计划：大规模测序基本策略,“ 全基因组鸟枪法 ”： 在一定作图信息基础 上，绕过大片段连续克 隆系的构建而直接将 基因组分解成 小片段随机 测序，利用 超级计算机 进行组装 ( 美国 Celera 公司）,六国科学家公布人类基因组细节研究成果 一、基因数量少得惊人。一些研究人员曾经预测人类约有14万个基因，但塞莱拉公司将人类基因总数定在2.6383万3.9114万个之间。如果最终确定出的基因数在这个范围内，比如3万个左右，那么，人类只比果蝇多大约1.3万个基因。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了基因组的95%，并已经确定了所有基因的23，平均测序精度为99.96%
10、。 二、人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。人类基因组序列中所谓的“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约14的区域是长长的、没有基因的片段。基因密度在第17、第19和第22号染色体上最高，在X染色体、第4、第18号和Y染色体上相对贫瘠。,三、35.3%的基因组包含重复的序列。这意味着所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”应该被进一步研究。事实上，第19号染色体57%是重复的。除了重复片段，科学家还鉴定了210万个人与人之间不同的基因序列，这些序列被称为“单核苷酸多态性”，它们通常是无害的。 四、地球上人与人之间99.99%的基因密码是相同的。研究发现，来自不同人种
11、的人比来自同一人种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列中，人与人之间的变异仅为万分之一。,人类基因组研究国内研究进展：,1999年7月，中国科学院遗传所人类基因组中心在国际人类基因组HGSI注册，承担了其中1%，即3号染色体上3000万个碱基的测序任务，使我国成为继美、英、德、日、法之后第六个参与该计划的国家，也是唯一的发展中国家。,2001年8月经过来自中国科学院基因组信息学中心、国家人类基因组南方中心以及国家人类基因组北方中心的科学家和工作人员的共同努力，国际人类基因组计划中国部分完成图提前两年绘就。,基因组工业的前景：,1、以功能基因开发为基础的“基因产业”正在形成,2、基因组研究带动了生物信息和生物芯片等新型学科 和产业的发展,3、人类基因组研究成为生物医药技术产业创新的重要 源头,
