生化基因表达与调控 ppt课件.pptx

基因表达调控失控下疾病的发生机制,1,CONTENTS,目录,基因表达,1,基因表达调控,2,例：血红蛋白病,3,2,.1,基因表达（gene expression）,是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。,3,”,“,基因表达,生物体内的各种功能蛋白质和酶都是同相应的结构基因编码的。同一基因在不同组织能生成不同的基因产物来源于不同组织的类似蛋白，可以由同一基因编码产生，这种现象首先是由于基因中的增强子等有组织特异性，它能与不同组织中的组织特异因子结合，故在不同组织中同一基因会产生不同的转录物与转录后加工作用。,4,基因调控,.2,基因调控，生物体内控制基因表达的机制。基因表达的主要过程是基因的转录和信使核糖核酸(mRNA）的翻译.,5,”,“,基因调控,基因调控主要发生在三个水平上，即DNA水平上的调控、转录控制和翻译控制；微生物通过基因调控可以改变代谢方式以适应环境的变化，这类基因调控一般是短暂的和可逆的；多细胞生物的基因调控是细胞分化、形态发生和个体发育的基础，这类调控一般是长期的，而且往往是不可逆的。基因调控的研究有广泛的生物学意义，是发生遗传学和分子遗传学的重要研究领域。,6,”,“,基因表达调控,基因表达调控的指挥系统有很多种，不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物和真核生物之间存在着相当大差异。原核生物中，营养状况、环境因素对基因表达起着十分重要的作用；而真核生物尤其是高等真核生物中，激素水平、发育阶段等是基因表达调控的主要手段，营养和环境因素的影响则为次要因素。,7,.3,血红蛋白病,血蛋白病(hemoglobinopathy)是一组遗传性溶血性贫血,分为珠蛋白肽链(地中海贫血)和异常血红蛋白病两大类。血红蛋白由血红素和珠蛋白组成。,8,”,“,血红蛋白病,珠蛋白有两种链,包括链和非链(、及链)。每一条肽链和一个血红素连接,构成一个血红蛋白单体。人类血红蛋白由2对(4条)血红蛋白单体聚合而成。正常人出生后有三种血红蛋白:血红蛋白A(HbA, ,占95%以上);血红蛋白A(HbA, ,占2%3%):胎儿血红蛋白(HbF, ,约占1%),9,”,“,DNA甲基化、组蛋白修饰及RNA分子的作用可在不同层面影响DNA分子的表达，其中任何环节出现错误都会导致不同的表达错误，从而引发人类疾病。 例如：血红蛋白病、家族性高胆固醇血症、肿瘤等。,10,”,“,血红蛋白病,珠蛋白肽链合成数量异常(地中海贫血) 异常血红蛋白病 地中海贫血 地中海贫血 镰状细胞贫血 不稳定血红蛋白病 血红蛋白M病 氧亲和力增高的血红蛋白病 其他,11,”,“,地中海贫血,地中海贫血亦译为海洋性贫血，是因某个或多个珠蛋白基因异常引起一种或一种以上珠蛋白链合成减少或缺乏,导致珠蛋白链比例失衡所引起的HA,以溶血、无效红细胞生成及不同程度的小细胞低色素性贫血为特征。主要有和地中海贫血两类,分别累及和珠蛋白基因。还有少见类型是由其他珠蛋白基因异常所致。,12,珠蛋白基因缺失或缺陷导致珠蛋白链合成受抑制,称为地中海贫血。正常人自父母双方各继承2个珠蛋白基因(/)。患者临床表现的严重程度取决于遗传有缺陷基因的数目。链合成减少使含有此链的三种血红蛋白(HbA,HbA,HbF)合成减少。在胎儿及新生儿导致链过剩,聚合形成Hb Bart()；在成人导致链过剩,形成血红蛋白H(HbH,)。此类血红蛋白氧亲和力高，不能为组织充分供氧，造成组织缺氧。HbH不稳定,易发生沉淀,形成包涵体(靶形红细胞),造成红细胞僵硬和膜损伤,导致红细胞在脾内被破坏,引起溶血。,地中海贫血,13,地中海贫血,珠蛋白基因缺陷导致珠蛋白链合成受抑，称为地中海贫血。正常人自父母双方各继承一个珠蛋白基因，若继承了异常的基因，则链合成减少或缺乏，链相对增多，未结合的链自聚成不稳定的聚合体在幼红细胞及成熟红细胞内沉淀，形成包涵体，导致无效造血（骨髓内破坏）及溶血。和链代偿合成，致HbA()和HbF()增多。HbF的氧亲和力高，加重组织缺氧。,14,异常血红蛋白病,异常血红蛋白病是一组遗传性珠蛋白链结构异常的血红蛋白病，珠蛋白链出现单个或双氨基酸替代、缺失、插入、链延伸、链融合等肽链结构改变导致血红蛋白功能和理化性质的变化或异常,表现为珠蛋白链多聚体形成(镰状细胞贫血)、氧亲和力变化、形成不稳定血红蛋白或高铁血红蛋白等,以溶血、发绀、血管阻塞为主要临床表现。,15,”,“,镰状细胞贫血,因珠蛋白链第6位谷氨酸被缬氨酸替代所致。HbS在缺氧情况下形成溶解度很低的螺旋形多聚体,使红细胞扭曲成镰状细胞(镰变),这类细胞机械脆性增高,变形性差,易发生血管外和血管内溶血。僵硬的红细胞在微循环中瘀滞,也造成血管阻塞。临床表现为黄疽、贫血及肝、脾大。,16,”,“,不稳定血红蛋白病,本病是由于珠蛋白链氨基酸替换或缺失导致血红蛋白空间构象改变，形成不稳定血红蛋白，约有120余种。不稳定的珠蛋白链在细胞内发生沉淀，形成海因小体，使红细胞变形性降低和膜通透性增加，易于在脾脏内被破坏。轻者无贫血，发热或氧化性药物可诱发溶血。,17,”,“,血红蛋白M(HbM)病,HbM是由于珠蛋白链氨基酸替代,使血红素的铁易于氧化为高铁状态,至今共发现7种变异类型。本病的发病率很低,仅发现杂合子。患者可有发绀,溶血多不明显。实验室检查可见高铁血红蛋白增高,但一般不超过30%,有异常血红蛋白吸收光谱。,18,”,“,氧亲和力增高的血红蛋白病,本病是由于珠蛋白肽链发生氨基酸替代,改变了血红蛋白的立体空间构象,造成其氧亲和力增高,氧解离曲线左移,引起动脉血氧饱和