基因突变和疾病

genemutation&disease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一、基因突变的概念和原因一概念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:①基因能自我复制；②基因决定性状；③基因能发生突变。2.基因突变(genemutation)：DNA分子上核苷酸序列或数目发生改变。3.点突变(pointmutation)：由一个或一对碱基发生改变引起核苷酸序列改变所致的突变。4.缺失性和插入性突变(deletionalandinsertionarmutation)即核苷酸数目改变的基因突变。5.突变基因(multantgene)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）。二原因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：（1）物理因素：紫外线、电离辐射等。（2）化学因素：①烷化剂②碱基类似物:如5-BUAT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)(酮式)GGC碱基类似物5-BU引起DNA碱基改变示意图③其他化学诱变剂:羟胺、亚硝酸盐等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-GCH3CG-CH3G-CT-A碱基类似物（5-BU）G5-BUA-TG-C羟胺类（NH2OH）CAC-GA-T亚硝酸盐（NO2）CUG-CA-T（3）生物因素如：病毒、真菌、细菌等二、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（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。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）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：①光修复；②切除修复；③复制后修复。（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突变与基因病基因病(genedisease)：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(mologenicdisease)是由于单基因突变而发生的疾病。（一）常染色体显性遗传病(autosomaldominantdisorder)（二）常染色体隐性遗传病(autosomalrecessivedisorder)（三）性连锁遗传病(sex-linkeddisorder)X连锁隐性遗传X连锁显性遗传Y连锁遗传二、多基因病(polygenicdisease)常见的多基因病有精神分裂症（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。基因诊断与治疗的病生基础一、基因诊断的病生基础基因诊断(genediagnosis)：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：①遗传病诊断；②肿瘤诊断；③感染性疾病诊断；④器官移植的组织分型；⑤法医鉴定。二、基因治疗的病生基础基因治疗(genetherapy)：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：①基因置换；②基因修正；③基因增补；④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。