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1、基因突变和疾病,1,第九章 基因突变与疾病,gene mutation & disease,基因突变和疾病,2,讲授内容,一、基因突变的概念和原因 二、基因突变的特征、类型和意义 三、基因突变与基因病 四、基因诊断与基因治疗,基因突变和疾病,3,一、基因突变的概念和原因,概念 1.基因及其特征 基因(gene)即DNA分子上一段 具有遗传功能的核苷酸序列。 基因的特征:基因能自我复制； 基因决定性状； 基因能发生突变。 2.基因突变 (gene mutation) ： DNA分子上核苷 酸序列或数目发生改变。 3.点突变(point mutation)：由一个或一对碱基发 生改变引起核苷酸序列
2、改变所致的突变。,基因突变和疾病,4,4.缺失性和插入性突变(deletional and insertionar mutation) 即核苷酸数目改变的基因突变。 5.突变基因(multant gene) 基因突变后在原有位置上 出现的新基因。 *基因突变的后果 生殖细胞基因突变 受精卵 将突变的遗传信息传给下一 代(代代相传) ,即遗传性疾病。 体细胞基因突变 分裂 局部形成突变细胞群（肿瘤）。,基因突变和疾病,5,原因 1.自发性损伤 可能与DNA复制过程中碱基配对出现 误差有关(自发突变)。 2.诱变剂的作用 诱变剂（mutagen）是外源诱发突变 的因素，种类繁多，主要有以下几种：
3、（1）物理因素 ：紫外线、电离辐射等。 （2）化学因素 ：烷化剂,基因突变和疾病,6,碱基类似物 : 如5-BU A T 5-BU A 5-BU A A T 5-BU 5-BU(烯醇式) (酮式) G G C 碱基类似物5-BU引起DNA碱基改变示意图 其他化学诱变剂: 羟胺、亚硝酸盐等,基因突变和疾病,7,常见化学诱变剂起基因突变的机制 诱变剂 作用机制 DNA分子改变 烷化剂 C-G CH3 C G-CH3 G-C T-A 碱基类似物（5-BU） G 5-BU A-T G-C 羟胺类（NH2OH） C A C-G A-T 亚硝酸盐（NO2） C U G-C A-T （3）生物因素 如：病毒
4、、真菌、细菌等,基因突变和疾病,8,二、基因突变的特征、类型和意义,（一）基因突变的特征 1.多向性 2.有害性 3.重复性 4.随机性,基因突变和疾病,9,（二）基因突变的类型 1.根据发生的原因分：自发突变 诱发突变 2.根据突变的细胞不同分：生殖细胞突变 体细胞突变 3.根据碱基改变不同分： (1) 碱基置换突变 1) 同义突变:指碱基置换后，密码子虽发生 改变，但其编码的氨基酸并未改变，并不影响 蛋白质的功能，不发生表型的变化，即改变前 后的密码子为同义密码。,基因突变和疾病,10,2）错义突变：指碱基置换后的密码子为另一种氨基酸的编码，导致氨基酸组成发生改变，产生异常的蛋白质。 3）
5、无义突变：指碱基置换后，使原来编码某一个氨基酸的密码子变为终止密码子，多肽链合成提前终止，蛋白质失去活性。 4）终止密码突变：指碱基置换后使原密码子变成编码某一个氨基酸的密码子，从而形成延长的异常多肽链。 （2）碱基插入性和缺失性突变,基因突变和疾病,11,1）移码突变：即在DNA编码序列中插入或缺失一个或几个碱基对，使插入或缺失点以下的DNA编码框架全部改变。 2）片断突变：即在DNA编码序列中插入或缺失某些碱基对的片断。 *DNA修复系统： 光修复；切除修复； 复制后修复。,基因突变和疾病,12,（三）、基因突变的意义 1.突变是生物进化、分化的分子基础 2.突变是某些疾病的病变基础,基因
6、突变和疾病,13,基因突变与基因病,基因病(gene disease)：是基因突变或其表达调控 障碍引起的疾病。包括单基因病和多基因病。 一、单基因病(mologenic disease) 是由于单基因突变而发生的疾病。 （一）常染色体显性遗传病(autosomal dominant disorder) （二）常染色体隐性遗传病(autosomal recessive disorder) （三）性连锁遗传病(sex-linked disorder) X连锁隐性遗传 X连锁显性遗传 Y连锁遗传,基因突变和疾病,14,二、多基因病(polygenic disease) 常见的多基因病有精神分裂症（
7、80%）、支气管 哮喘（80%）、青少年型糖尿病（75%）、冠心病 （65%）、原发性高血压（62%）、消化性溃疡 （37%）、各型先天性心脏病（35%）等。 多基因病有如下特点： （1）发病有家族聚集倾向，患者亲属的发病率高与群体发病率。 （2）随着亲属级别的降低，发病风险也相应降低。 （3）多基因病再现率随妊娠次数及疾病严重程度而相应增高。 （4）发病率有种族（民族）差异，这表明不同种族（或民族）的基因库不同。,基因突变和疾病,15,基因诊断与治疗的病生基础,一、基因诊断的病生基础 基因诊断(gene diagnosis)：是利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法，直接检测基因结构及其表
8、达水平是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。其检测的目的物是DNA或RNA。 基因诊断的特点：针对性强、特异性强、灵敏度高、诊断范围广。 基因诊断的常用技术：核酸分子杂交、PCR和DNA芯片技术。 基因诊断常用于：遗传病诊断；肿瘤诊断；感染性疾病诊断；器官移植的组织分型；法医鉴定。,基因突变和疾病,16,二、基因治疗的病生基础 基因治疗(gene therapy)：是用正常基因置换致病基因以纠正基因结构和功能异常的一种治疗疾病的方法。 基因治疗的主要方法有：基因置换； 基因修正；基因增补； 基因失活。 基因治疗的基本步骤：选择目的基因及选择基因载体、选择靶细胞、基因转移、外源基因表达的筛选、将目的基因修饰的细胞回输到病人体内等。,基因突变和疾病,17,
