外科分子生物学.ppt

1、第一节外科与分子生物学一.基因的结构与功能基因（gene）是编码一条多肽链或一个RNA分子所必需的全部DNA序列,基因组(genome）是细胞所有染色体上全部基因和基因间的DNA总和。基因产生功能分子的过程称表达（expression)，即遗传信息从脱氧核糖核酸（DNA）传给核糖核酸（RNA），再通过翻译（translation）产生蛋白质的过程。（一）DNA和RNA细胞内的核酸有两种类型，即DNA和RNA，它们均为贮存遗传信息大分子物质。真核细胞的DNA分子约95位于染色体上，其余5位于线粒体，为双链线性（染色体DNA）或环状（线粒体DNA）分子，由两条核苷酸链组成，每条链的组成单位为脱氧核

2、糖核苷酸，每个脱氧核糖核苷酸由四种碱基即腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）中的一种碱基、一个脱氧核糖和一个共价结合的磷酸基组成，两条链反向平行、碱基互补，并按A-T，G-C严格配对，通过互补碱基间形成的氢键结合成双螺旋真核细胞的RNA分子主要位于细胞质中，约占75，另有10在细胞核内，15%在细胞器中，为单链线性分子，其组成与DNA相似，区别在于RNA以核糖取代脱氧核糖，以尿嘧啶（U）取代胸腺嘧啶（F）。（二）DNA复制以DNA单链为模板，按照碱基互补配对原则合成新DNA链的过程，称为DNA复制。在DNA复制过程中，首先在解链酶的作用下DNA双链解开为两条单链，然后在DN

3、A聚合酶的催化作用下以每一条单链为模板合成一条与其互补的新链，产生两条子DNA链。因为每条子DNA双链含有一条来自亲代DNA分子的旧链和一条新生成链，所以称为保留复制。（三）基因表达所有细胞遗传信息的表达大多是单一途径：DNA特异性决定RNA的合成，RNA特异性决定多肽（然后形成蛋白质）的合成DNA-RNA一多肽（蛋自质），这种遗传信息的传递方式普遍存在，在分子生物学中称为中心法规。转录翻译（四）基因表达的调控该调控是一个涉及基因组、转录、转录后、翻译和翻译后等各种水平的复杂过程（五）基因突变和修复分为：点突变（Pointmutation）错义突变(missensemutation)无义突变（

4、nonsensemutation）移码突变(frameshiftmutation）DNA损伤的修复系统主要有以下几个：损伤碱基的直接修复；切除修复，包括碱基切除修复、核苷酸切除修复和DNA交链的切除修复；错配修复；重组修复，又称复制后修复；跨损伤DNA合成，这是一种利用损伤核苷酸为模板，通过IDNA聚合酶使碱基掺入到复制终止处进行DNA合成，从而延长DNA链的修复。（六）癌基因与抑癌基因1癌基因是在自然或实验条件下，参与或直接导致正常细胞发生恶变的基因。分病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)和原癌基因(proto-oncogene)两大类，根据基因的结构及其产物的功能，可将原癌

5、基因分为五大类：生长因子类；生长因子受体类；细胞内信号传导蛋白类；蛋白激酶类；细胞核内转录调节蛋白类。原癌墓因具有正常生理功能，但功能异常时又具有原癌墓因具有正常生理功能，但功能异常时又具有潜在致癌能力。其致癌能力与这类基因的异常激活潜在致癌能力。其致癌能力与这类基因的异常激活有关，异常激活可发生在下列情况：有关，异常激活可发生在下列情况：点突变；启动子插入；甲基化程度降低；基因扩增与高表达；基因易位或重排。激活后的原癌基因称为癌基因，不适当地表达癌基因产物，使细胞增殖控制丧失而形成癌。2抑癌基因迄今为止发现的常见抑癌基因有：P53基因：是一种与人类肿瘤相关性最高的基因；Rb(retinobl

6、astoma）基因；PI6基因；APC(adenomatouspolyposiacoli）基因；nm23基因；MCC(mutatedcolorectalcancer）基因；DCC（deletedincolorectalcarcionoam）基因；NF1(neurofibromatosistype1）基因；WT1(WilmstumortypeI）基因。一类存在于正常细胞中的一类存在于正常细胞中的,与原癌基因共同调控细胞生长和分化的基因与原癌基因共同调控细胞生长和分化的基因.二.分子诊断（一）基因诊断-主要技术1.核酸分子杂交技术2.聚合酶链反应（即lymerasechainreaction，PC

7、R)3.生物芯片技术（二）肿瘤标志物-1肿瘤标志物的测定方法(1)生物化学技术(2)免疫组化技术(3)单克隆抗体技术2肿瘤标志物分类（l）原位性肿瘤相关物质(2)异位性肿瘤相关物质(3)胎盘和胎儿性肿瘤相关物质(4)病毒性肿瘤相关物质(5)癌基因、抑癌基因及其产物三.生物治疗（一）基因治疗1.基本概念基因治疗是用正常或野生型基因的导入，校正或置换致病基因，以期纠正基因功能异常的一种治疗方法。狭义的基因治疗是指目的基因导入靶细胞后，与宿主细胞内的基因发生整合成为宿主基因组的一部分，或不与宿主细胞内的基因整合而位于染色体外，但都能在细胞中得到表达，其表达产物起到治疗疾病的作用。而广义的基因治疗则指

8、凡是采用分子生物学原理和方法在核酸水平上开展的疾病治疗方法。2.基本条件只有满足下列条件的疾病才考虑基因治疗：现行的各种治疗方法无效或疗效不佳；已经在DNA水平上明确其发病机制；已经克隆出有关基因；该基因可以在体外进行操作；只需低水平表达即可治愈或改善疾病；表达水平不需要严格限制。3.基本步骤(1)目的基因的获得：获得目的基因的方法主要有：真核基因组DNA文库中目的基因的克隆；cDNA文库中目的基因的克隆；人工合成基因片段；PCR扩增目的基因等。(2）靶细胞的选择：对靶细胞的选择标准是：容易取出和移植；容易体外培养；外源目的基因能高效导人靶细胞；具有较长寿命。(3)基因转移方法目前实现体外基因

9、转移的间接转移方法很多，概括起来可分为：化学法：如磷酸钙沉淀法，DEAF一葡聚糖法。物理法：如显微注射法，电穿孔法，颗粒轰击（基因枪）法。膜融合法：如脂质体法。（二）生物学应答调节剂疗法生物学应答调节剂（biologicalresponsemodifier,BRM）是指来自生物体自身的一些细胞和分子，既是机体对内、外环境刺激应答的效应因子，也是维持机体内环境稳定的重要因素。应用BRM，以调动机体固有能力抵御疾病的疗法，已被纳人生物治疗范畴。BRM主要有以下四种：1细胞因子（cytokines）目前与肿瘤生物治疗有关的细胞因子有五类：干扰素（interferon，IFN）：IFN-a,IFN-俘

10、、IFN-了；白细胞介素（interleukin，IL）：正式报道的已有18种（IL-1一18）；肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor，TNF）：TNF-a,TNF-；集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF）：G-GSF,M-CSF,GM-CSF,Multi-CSF（即IL-3）：转化生长因子（transforminggrowthfactor，TGF）：TGF-。、TGF-等。2过继细胞免疫治疗（adoptivecellularimmunotherapy，ACI）3.单克隆抗体及其偶联物4肿瘤疫苗（cancervaccine）四.临床应用（一）寻找病因（二）探讨发病机制（三）诊断1单基因遗传病的基因诊断2多基因遗传病的基因诊断3遗传易感性疾病的基因分析4病原体的基因诊断5肿瘤分子诊断（四）治疗1肿瘤基因治疗2器官移植（五）预防