第四讲 遗传和遗传疾病2

1、 自从生命在地球诞生以来后，不适者消亡，适者生存。生物界任何一个物种都以一定的方式延绵种族，通过什么方式呢？ 遗传 hereditary ： 子代和亲代之间，无论是在形态构造、生理机能的特点上都相似。 变异 variation ： 亲代和子代之间，子代个体间不会完全相同，总会有所差异。 人的健康与疾病涉及到人的健康与疾病涉及到“环境与遗传环境与遗传” 由环境因素直接导致的疾病由环境因素直接导致的疾病 由遗传因素直接导致的疾病由遗传因素直接导致的疾病 由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病厄尼斯特厄尼斯特巴特勒巴特勒葡萄糖葡萄糖6磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶蚕豆、伯

2、氨喹琳蚕豆、伯氨喹琳症状：症状：头晕、头疼、心悸、呼吸困难、腹痛、腰背痛。严重血红蛋白尿者可导致肾功能衰竭。高血压、糖尿病、肿瘤 一般而言，遗传因素参与引起的疾病称为遗传病一般而言，遗传因素参与引起的疾病称为遗传病（genetic disease）遗传病大多数是先天性的疾病遗传病大多数是先天性的疾病遗传病是往往表现为家族性遗传病是往往表现为家族性 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病（五）线粒体遗传病 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（

3、一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病（五）线粒体遗传病 单基因病是疾病的发生是由单基因病是疾病的发生是由“单单”基因的突变所基因的突变所致。呈特征性的家系传递格局。致。呈特征性的家系传递格局。 单基因病不多见，但由于其遗传性，危害很大单基因病不多见，但由于其遗传性，危害很大表表 一些常染色体显性遗传病举例一些常染色体显性遗传病举例疾病中文名称疾病英文名称 omim染色体定位家族性高胆固醇血症familial hypercholesterolemia14389019p13.2遗传性出血性毛细血管扩张he

4、morrhagic telangiectasia1873009q34.1遗传性球形红细胞症elliptocytosis1305001p36.2-p34急性间歇性卟淋症porphyria, acute intermittent17600011q23.3迟发性成骨发育不全症osteogenesis imperfecta, type i16620017q21.31-q22成年多囊肾病polycystic kidney disease, adult17390016p13.3-p13.12-珠蛋白生成障碍性贫血alpha-thalassemias14180016pter-p13.3短指（趾）症a1型br

5、achydactyly, type a11125002q35-q36特发性肥大性主动脉瓣下狭窄supravalvular aortic stenosis1855007q11.2遗传性巨血小板病，肾炎和耳聋fechtner syndrome15364022q11.2noonan综合征noonan syndrome 116395012q24.1神经纤维瘤neurofibromatosis, type i16220017q11.2结节性脑硬化tuberous sclerosis19110016p13.3，9q34多发性家族性结肠息肉症adenomatous polyposis of the colo

6、n1751005q21-q22peutz-jeghers综合征peutz-jeghers syndrome17520019p13.3von willebrand病von willebrand disease19340012p13.3肌强直性营养不良dystrophia myotonica 116090019q13.2-q13.3 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病（五）线粒体遗传病 多基因病是有一定家族史、但没有单基因性状遗多基因病是有一定家族史、但

7、没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征的一类疾病，如先天性畸传中所见到的系谱特征的一类疾病，如先天性畸形及若干人类常见病（高血压、动脉粥样硬化、形及若干人类常见病（高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年痴呆、癫糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年痴呆、癫痫、精神分裂症、类风湿关节炎、智能发育障碍痫、精神分裂症、类风湿关节炎、智能发育障碍等）。环境因素在这类疾病的发生中起不同程度等）。环境因素在这类疾病的发生中起不同程度的作用。的作用。 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四

8、）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病（五）线粒体遗传病 染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因病。从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因结构或数量的变化，因此其对个体的危害往往大结构或数量的变化，因此其对个体的危害往往大于单基因病和多基因病，其中最常见的染色体异于单基因病和多基因病，其中最常见的染色体异常为常为down综合征。综合征。 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗

9、传病（五）线粒体遗传病 单基因病、多基因病和染色体病的遗传异常发生单基因病、多基因病和染色体病的遗传异常发生在人体所有细胞包括生殖细胞（精子和卵子）的在人体所有细胞包括生殖细胞（精子和卵子）的dna中，并能传递给下一代，而体细胞遗传病中，并能传递给下一代，而体细胞遗传病（somatic cell genetic disorder）只在特异的体）只在特异的体细胞中发生，体细胞基因突变是此类疾病发生的细胞中发生，体细胞基因突变是此类疾病发生的基础。这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、自身免基础。这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、自身免疫缺陷病以及衰老等。在经典的遗传病中，并不疫缺陷病以及衰老等。在经典的遗传

10、病中，并不包括这一类疾病。包括这一类疾病。 人类遗传病的分类人类遗传病的分类 （一）单基因病（一）单基因病 （二）多基因病（二）多基因病 （三）染色体病（三）染色体病 （四）体细胞遗传病（四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病（五）线粒体遗传病 线粒体是细胞内的一个重要细胞器，是除细胞核线粒体是细胞内的一个重要细胞器，是除细胞核之外惟一含有之外惟一含有dna的细胞器，具有自己的蛋白质的细胞器，具有自己的蛋白质翻译系统和遗传密码。线粒体遗传病就是由线粒翻译系统和遗传密码。线粒体遗传病就是由线粒体体dna缺陷引起的疾病，包括缺陷引起的疾病，包括leber遗传性视神遗传性视神经病等。经病等。一些一些m

11、tdna突变相关的疾病突变相关的疾病突变相关基因表型nt-3243trnaleu(uur)melas、peo、niddm/耳聋nt-3256trnaleu(uur)peont-3271trnaleu(uur)melasnt-3303trnaleu(uur)心肌病nt-3260trnaleu(uur)心肌病/肌病nt-4269trnaile心肌病nt-5730trnaasn肌病(peo)nt-8344trnalysmerrfnt-8356trnalysmerrf/melasnt-15990trnapro肌病nt-8993a6narp/leighnt-11778nd4lhonnt-4160nd1l

12、honnt-3460nd1lhonnt-7444cox1lhonnt-14484nd6lhonnt-15257cyt6lhon遗传病 人类遗传病的分类 （一）单基因病 （二）多基因病 （三）染色体病 （四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病第一节 基因组和基因 一、一、dna是遗传物质是遗传物质 (49页页) 19世纪世纪60年代，染色体含年代，染色体含dna和蛋白质能引起遗传性和蛋白质能引起遗传性状状 20世纪初，倾向于染色体中世纪初，倾向于染色体中的蛋白质是遗传物质的蛋白质是遗传物质肺炎链球菌荚膜肺炎链球菌荚膜荚荚膜膜 19281928年年griffithgriffith发现发现.无荚膜无荚

13、膜有荚膜有荚膜荚膜被破坏荚膜被破坏无荚膜无荚膜荚膜被破坏荚膜被破坏 结论：结论： dna分子携带遗传信息分子携带遗传信息 脂类脂类 碳水化合物碳水化合物 将细菌破碎成下列几种分子将细菌破碎成下列几种分子 与粗糙型（与粗糙型（r）肺炎双球菌混合）肺炎双球菌混合 光滑型（光滑型（s）肺炎双球菌）肺炎双球菌 dnadna是遗传物质是遗传物质 噬菌体噬菌体 p标记核酸标记核酸 s标记蛋白质外壳标记蛋白质外壳 细胞中检测不到细胞中检测不到s 上清中检测到上清中检测到s 细胞中检测到细胞中检测到p 上清中检测不到上清中检测不到p感染感染 混合混合 离心离心 二、二、dnadna的结构特征及生物学意义的结构

14、特征及生物学意义 dna是一种双螺旋大分子 基本结构核苷酸（nucleotide） 磷酸磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 碱基碱基 脱氧核苷脱氧核苷 脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基对：碱基对：a=t, gc嘌呤嘌呤purines嘧啶嘧啶pyrimidines胸腺嘧啶胸腺嘧啶thymine,t胞嘧啶胞嘧啶cytosine,c鸟嘌呤鸟嘌呤guanine,g腺嘌呤腺嘌呤adenine,adnadna为两条多核苷酸链相互逆向缠绕的双螺旋结构为两条多核苷酸链相互逆向缠绕的双螺旋结构小沟小沟大沟大沟 dnadna的结构特征及生物学的结构特征及生物学意义意义-1-1 dna分子的碱基序列储存和编码了大量的遗传信息。4种碱基

15、可以组成4364个遗传密码 dna分子的双螺旋互补结构是复制和修复的基础 dnadna的结构特征及生物学的结构特征及生物学意义意义-2-2 碱基互补原则，是dna复制、转录和 修复的分子基础。是分子杂交识别、dna复性的基础。 双螺旋的沟，尤其是大沟为转录因子基序结合的场所。三、人类基因组 基因（基因（gene）：是指：是指dna序序列的一个功能片段。列的一个功能片段。 基因组（基因组（genome）：一个：一个生物体含有全部生物体含有全部/完整遗传信完整遗传信息的息的dna序列。序列。 人类基因组人类基因组：是指人的所有：是指人的所有遗传信息的总合。遗传信息的总合。 20世纪世纪20年代，人

16、类基因组是单倍体细胞所含有的全套染色年代，人类基因组是单倍体细胞所含有的全套染色体体. 80年代定义为，整套染色体包含的全部基因。年代定义为，整套染色体包含的全部基因。 基因组计划后，基因组应是细胞全部基因基因组计划后，基因组应是细胞全部基因dna序列和非基因序列和非基因dna序列序列 的总合。的总合。 细胞核基因组细胞核基因组 人类基因组人类基因组 线粒体基因组线粒体基因组一)细胞核基因组 1、核基因组及主要特征核基因组及主要特征1 1）含有）含有2.82.810109 9bpbp，（，（a+ta+t）= =（g+cg+c）2 2）外显子占基因组）外显子占基因组1.1%1.1%1.4%,1.

17、4%,内内含子自占基因组含子自占基因组24%,24%,基因间序列基因间序列占基因组占基因组75%.75%.3 3）基因的数目约）基因的数目约2 22.52.5万个万个, ,基因基因最多的是最多的是1919号号, ,约约2323个基因个基因/mb,/mb,基基因最少的是因最少的是1313号号, ,约约5 5个基因个基因/mb./mb.核基因组及主要特征核基因组及主要特征4)4)基因长度平均为基因长度平均为2 230kb30kb，外显子平均数为，外显子平均数为8.88.8个个. .外显子外显子总长度平均为总长度平均为1.4kb,1.4kb,外显子的平均长度为外显子的平均长度为145bp.145bp

18、.5)5)基因组中基因组中snpsnp（单核苷酸多态性单核苷酸多态性）出现频率为）出现频率为1/1300bp,1/1300bp,每个人约有每个人约有0.1%0.1%的核苷酸差异的核苷酸差异. .6)dna6)dna重复序列占基因组的重复序列占基因组的50%50%以上以上. .7)cpg7)cpg岛（甲基化岛）有岛（甲基化岛）有5026750267个个. .8)8)染色体重组率分布不均染色体重组率分布不均, ,在着丝粒区低在着丝粒区低, ,端粒区高端粒区高. .9)9)约有约有59785978个基因决定非编码个基因决定非编码rna,rna,如如rrnarrna、trnatrna、snrnasnr

19、na和和端粒酶端粒酶rnarna。基因组dna序列的类型 根据根据dna序列在基因组序列在基因组中具有不同的结构和功能把中具有不同的结构和功能把基因组基因组dna碱基顺序分为：碱基顺序分为： 基因序列和非基因序列基因序列和非基因序列 编码序列和非编码序列编码序列和非编码序列 单一序列和重复序列单一序列和重复序列 基因序列基因序列 基因组中决定蛋白质的基因组中决定蛋白质的dna序列序列 5-起始密码子起始密码子 (atg) -密码子序列密码子序列 (因基因大小而不同因基因大小而不同)- 3-终止密码子终止密码子 (uag,uga,uaa) 开放阅读框架（开放阅读框架（open reading f

20、rame, orf） 非基因序列非基因序列 基因组中除基因以外的全部基因组中除基因以外的全部dna序列序列,每个基每个基因间的因间的dna序列序列. 编码序列编码序列 编码蛋白质的编码蛋白质的dna序列序列-外显子外显子 非编码序列非编码序列 基因组中内含子序列加上基因间序列的总合基因组中内含子序列加上基因间序列的总合. 1 1、单一序列、单一序列dna(unique sequence): 占占6070%，为单拷贝，为单拷贝/单一序列，在基单一序列，在基因组中只出现一次或很少几次，一般由因组中只出现一次或很少几次，一般由8001000bp组成，构成编码蛋白和酶的基因，组成，构成编码蛋白和酶的基

21、因，称为结构基因（称为结构基因（structure gene）。人类基因）。人类基因组约含有组约含有22.5万个结构基因。万个结构基因。 单一序列常常被重复序列分割开来。单一序列常常被重复序列分割开来。2 2、重复序列、重复序列dnadna 重复序列(repetitive sequence）： 指在基因组中有多个拷贝的dna序30%，有些与染色体结构有关，如：端粒(taaggg)n ， 但大多数生物学功能有待研究。 高度重复序列高度重复序列 指重复几百到几百万个拷贝的重复dna。2200bp,106108,1030%。串联重复序列 卫星dna（satellite dna） 1)1)卫星卫星dn

22、adna (satellite dna) 重复顺序的重复单位一般由2-10bp组成，成串排列 可以用氯化（cscl）密度梯度离心中进行分离。 小卫星 (6-25bp，串联重复) 微卫星(2-6bp， 串联重复)作用： 构成染色体的着丝粒、端粒、y染色体q的异染色质区； 高度重复序列不能转录，形成结构基因的间隔； 参与维持染色体的结构，与减数分裂联会有关。 另外 ： strstr（short tandem repead），短串联重复序列。vntr,可变数目串联重复序列,可作为遗传标记，具有多态性。 三核苷酸重复三核苷酸重复（ccg）n突变-n系统疾病。 端粒为ttagggttaggg 6核苷酸重

23、复，与细胞衰老和肿瘤发生有关。 单核苷酸多态单核苷酸多态(single nueclotide polymorphism , snp)分散于基因组中,具有 高度多态性.可作为遗传标记. 端粒（telomere） 中度重复序列： 一般指重复100个以上至数万个拷贝的dna序 列。通常为非编码序列，平均长约300bp，一般构成序列家族，分散于基因组中，可能对基因激活表达起一定作用。 如分散重复序列： 短分散核酸元件 (short interspersing element, sine) 长分散核酸元件 (long interspersing element ,line) 短分散核酸元件短分散核酸元件

24、 (sine)300500bp，106 如：alu序列: 300bp，序列中含有一个alu酶切位点 -acct-，能将其切为两个片段，故称 alu序列。是人类基因组特有的含量丰富的中度重复序列，3050万拷贝。功能： 可能与基因转录的调节有关； hnrna的加工有关； dna复制的启动有关。 长分散核酸元件（长分散核酸元件（lineline） 50007000bp，重复拷贝102104 如：kpnl家族分散于基因组中，构成转座元件，使分散于基因组中，构成转座元件，使dnadna在基在基因组内从一个染色体转到另一个染色体。因组内从一个染色体转到另一个染色体。3.3.基因家族基因家族（gene f

25、amily） 是指来源相同，结构相似和功能相关的一组基因构成的一个基因家族基因家族。 特点： 微小差别，行使相同功能。 一条染色体上 分布 几条不同的染色体上基因簇（gene cluster） 一个基因产生多次拷贝，顺序几乎相同，成簇地排列在一条染色体上，形成一个基因簇基因簇。 同时发挥作用，合成某些蛋白。如人hla系统，7个连锁基因座位分布于6p 。 abcddrdqdp 分布于几条不同的染色体上分布于几条不同的染色体上 一个基因家族中不同成员成簇分布于几条不同的染色体上，编码一组关系密切的蛋白。如： 珠蛋白基因簇，5个相关基因，长800bp。16chr。 51213 珠蛋白基因簇，6个相关

26、基因，1700bp。11chr。 5a/g1-3假基因假基因（pseudogene） 是指具有部分基因结构，但在进化过程由于突变而不能表达活性产生蛋白产物。 或产生 无功能的蛋白产物，这类基因称为假基因假基因。 如：、 依其功能分为：依其功能分为：1、结构、结构gene-编码蛋白和酶分子结构；编码蛋白和酶分子结构；2、调控、调控gene-调节结构基因表达；调节结构基因表达；3、转录而不翻译的、转录而不翻译的gene： rdna generrna核仁形成区，核仁形成区， 核糖体组成。核糖体组成。 trna genetrna转运氨基酸。转运氨基酸。 原核生物原核生物gene：无核膜，散在细胞质。：

27、无核膜，散在细胞质。一般只有一个染色体，即一个dna或rna分子，gene 是连续的。大多数是双链环状，少数为单链、线状；如：大肠杆菌，双链环状dna分子，30004000个 基因，4.2x106 bp,已经定位900多个基因真核生物真核生物gene：有核膜，在核中和：有核膜，在核中和c质的线粒体中。质的线粒体中。gene结构复杂，断裂基因断裂基因，22.5万个gene；gene大小差别很大。珠蛋白 基因（1700bp）=3个外显子+2个内含子。dmd基因（2300kb）=79个外显子+ 78个内含子。 （迄今认识的最大的基因） 真核生物的结构基因的真核生物的结构基因的dna序列由编码序列和非

28、编序列由编码序列和非编码序列两部分组成，编码序列是不连续的，被非编码序码序列两部分组成，编码序列是不连续的，被非编码序列分割开来，称为列分割开来，称为断裂基因断裂基因（split gene）。）。1、外显子和内含子、外显子和内含子2、侧翼序列与调控序列、侧翼序列与调控序列 2.1 启动子启动子, 2.2 增强子增强子 ,2.3 终止子终止子,2.4调控序列调控序列 在结构基因中，编码序列称为在结构基因中，编码序列称为外显子外显子( (exon)，表达多肽链部分。，表达多肽链部分。非编码序列称为非编码序列称为内含子内含子intron，又称插入序列。，又称插入序列。 珠蛋白珠蛋白 基因（基因（17

29、00bp）=3个外显子个外显子+2个内含子。个内含子。 dmd基因（基因（2300kb）=79个外显子个外显子+ 78 个内含子。（迄今认个内含子。（迄今认识的最大的基因）识的最大的基因） 真核生物内含子和外显子真核生物内含子和外显子 不是完全固定不变的，不是完全固定不变的，有时同一有时同一dna 链上的某一段链上的某一段dna序列，当它作为序列，当它作为编码某一多肽链的基因时是外显子，而作为编码另编码某一多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链时，则是内含子。这样，同一基因却可以一多肽链时，则是内含子。这样，同一基因却可以转录两种或两种以上的转录两种或两种以上的mrna。 真核生物某些结

30、构真核生物某些结构gene没有内含子，如组蛋白没有内含子，如组蛋白gene，干扰素，干扰素gene等。它们多以基因簇形式存在，等。它们多以基因簇形式存在，大多数的酵母结构大多数的酵母结构gene也没有内含子。也没有内含子。 在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列，内含子的有序列，内含子的5端是端是gt，3端是端是ag，这种接头方式，这种接头方式称为称为gt-ag法则法则，普遍存在于真核生物中，是，普遍存在于真核生物中，是rna剪接剪接的识别信号，转录后的前体的识别信号，转录后的前体rna中的内含子剪接位点。中的内含子剪接位点。2、

31、侧翼序列与调控序列 每个结构基因的第一个和最后一个外显子的外侧，都有每个结构基因的第一个和最后一个外显子的外侧，都有一段不被转录的非编码区，称为一段不被转录的非编码区，称为侧翼序列侧翼序列（flanking sequence）。）。 它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调控作用，它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调控作用，包括：启动子、增强子、终止子等。包括：启动子、增强子、终止子等。2.1 启动子 启动子（启动子（ promoter）是一段特定的核苷酸序列，位于是一段特定的核苷酸序列，位于gene转录起始转录起始点上游的点上游的100bp 范围内，是范围内，是rna聚合酶的结合部位，能

32、促进转录过程。聚合酶的结合部位，能促进转录过程。promoter决定决定dna中的转录链。中的转录链。tata框（框（tata box）是一段高度保守序列，）是一段高度保守序列，7个个bp，tataa/ taa/t，位于转录起始点上游位于转录起始点上游2530 bp（-3050）。）。tata框与转录因子框与转录因子tfii结结合，再与合，再与rna 聚合酶聚合酶ii形成复合物，从而准确地识别转录起始位置，对形成复合物，从而准确地识别转录起始位置，对转录水平有定量效应转录水平有定量效应。 caat框（框（caat box）:是一段保守序列，是一段保守序列，9bp,gggc/tcaatac, 位

33、于转录起始点上游位于转录起始点上游-70-80bp,转转录因子录因子ctf识别位点并与之结合，激活转录。识别位点并与之结合，激活转录。 gc框（框（gc box）:顺序为顺序为ggcggg,有两个拷贝，位于有两个拷贝，位于caat box两侧，与转录因子两侧，与转录因子sp1结合。（结合。（sp1有锌指区可有锌指区可以与以与dna结合，在结合，在n端有激活转录的作用）端有激活转录的作用）gc框有激活转框有激活转录的功能。录的功能。2.2 增强子（增强子（enhancer）包括启动子上游或下游的一段包括启动子上游或下游的一段dna序列，可序列，可以增强启动子发动转录，提高转录效率。以增强启动子发

34、动转录，提高转录效率。 特点：特点：在任意位置都有效在任意位置都有效无方向性无方向性有组织特异性有组织特异性 例如：例如：beta珠蛋白珠蛋白gene增强子是由串联重复的两个增强子是由串联重复的两个72bp长的相同序列长的相同序列组成，位于转录起点上游组成，位于转录起点上游-1400bp或下游或下游3300bp处，均可增强转录效率处，均可增强转录效率（活性）（活性）200倍。增强子在转录起始点的上下游一定范围内增强转录效倍。增强子在转录起始点的上下游一定范围内增强转录效率。作用可以是率。作用可以是53，也可以是，也可以是35方向。方向。 2.3 终止子 由一段回文序列以及特定的序列由一段回文序

35、列以及特定的序列（polya）5-aataaa-3组成。组成。 回文序列为转录终止号。回文序列为转录终止号。polya为附加信号。终止子为反向重复为附加信号。终止子为反向重复序列，是序列，是rna聚合酶停止工作聚合酶停止工作的信号，反向重复序列转录后，的信号，反向重复序列转录后，可以形成发夹式结构，并且形成可以形成发夹式结构，并且形成一串一串u。发夹式结构阻碍了。发夹式结构阻碍了rna聚合酶的移动。一串聚合酶的移动。一串u的的u与与dna模板中的模板中的a的结合不稳定，的结合不稳定，从模板上脱落下来，终止转录。从模板上脱落下来，终止转录。 调控序列调控序列包括启动子，增强子和终止子均属于基包括

36、启动子，增强子和终止子均属于基因的顺式调控因子（顺式作用元件），是人类因的顺式调控因子（顺式作用元件），是人类gene组中的一些特殊序列，起调控基因表达的作组中的一些特殊序列，起调控基因表达的作用。用。 反式作用因子：反式作用因子：tfii、ctf、sp1。 gene的复制是以的复制是以dna的复制为基础的，或者说就是的复制为基础的，或者说就是dna复制。复制。将遗传信息准确复制后分配到子细胞中去。将遗传信息准确复制后分配到子细胞中去。 特点：特点：1、半保留复制、半保留复制2、半不连续、半不连续 前导链：连续复制，早复制，快。前导链：连续复制，早复制，快。 后随链：不连续，晚复制，慢。后随链

37、：不连续，晚复制，慢。rna引物，岗崎片段，引物，岗崎片段， dna-ligase。3、复制方向、复制方向 5-34、多个起点、多个起点 形成复制子，双向复制。形成复制子，双向复制。iiiiii一）中心法则（一）中心法则（central dogma） gene决定性状，性状是以蛋白质形式体现的；遵循生命物质的运决定性状，性状是以蛋白质形式体现的；遵循生命物质的运动基本规律动基本规律-中心法则中心法则。 1958年，年，crick提出，提出，1970年年baltimore和和ternin等修正等修正补充。补充。 基 因 表 达基 因 表 达（ g e n e expression）：是）：是遗

38、传 信 息遗 传 信 息通 过 转 录通 过 转 录生生mrna再 经 翻 译再 经 翻 译生 成 蛋 白生 成 蛋 白质 的 过 程质 的 过 程。真核细胞真核细胞原核细胞原核细胞mrna链延伸方向链延伸方向rna剪接剪接转录转录剪切剪切拼接拼接成熟成熟mrna转录单位转录单位外显子外显子1外显子外显子2内含子内含子1内含子内含子2外显子外显子3加加 帽帽甲基甲基加加 尾尾转录转录剪接剪接加多聚加多聚a尾尾巴巴 转录生成的转录生成的mrna转移到核外的核糖体，被翻译转移到核外的核糖体，被翻译成蛋白质。成蛋白质。 mrna分子中，每三个相连的核苷酸组成一个三分子中，每三个相连的核苷酸组成一个三

39、联体，决定一个氨基酸或提供终止信号，这个三联体，决定一个氨基酸或提供终止信号，这个三联体称为联体称为“密码子密码子”4种碱基随机组成种碱基随机组成43=64种密种密码子码子 2. 翻译翻译 1. 转录转录五）五）基因调控基因调控 真核生物的基因调控真核生物的基因调控 真核生物基因调控系统比原核生物复杂得多，其蛋白表达受如下因素影响：n基因转录成rna的速度（增强子、转录因子）nrna的加工nmrna从细胞核向细胞质转运nmrna降解速度n在核糖体中mrna翻译成蛋白质的速度n蛋白质翻译后修饰n蛋白质降解速度基因突变基因突变（gene mutation）: 是指基因组是指基因组dna分子某些碱基

40、或序列发分子某些碱基或序列发生改变。生改变。 生物进化的基础生物进化的基础gene突变突变 产生新的基因产生新的基因 遗传病产生的原因遗传病产生的原因六、基因突变六、基因突变 dnadna分子中的一个或一对碱基的改变，称为分子中的一个或一对碱基的改变，称为点突变（点突变（point mutantpoint mutant）。）。 涉及多个碱基突变涉及多个碱基突变缺失、重复、插入。缺失、重复、插入。 携带突变携带突变genegene的细胞或个体，的细胞或个体，称为突变体称为突变体（mutantmutant）。）。 未突变未突变genegene的细胞或个体，的细胞或个体，称为野生型称为野生型（wil

41、d typewild type）。 突变类型突变类型: : 1. 1. 碱基替换（点突变，碱基替换（点突变，point point mutationmutation） 2. 2. 插入和缺失（插入和缺失（insertion and insertion and deletion deletion ） 3. 3. 动态突变（动态突变（ dynamic mutation dynamic mutation ）1 1、碱基替换、碱基替换 碱基替换碱基替换: :指指dnadna分子中一个碱基被另一分子中一个碱基被另一个不同的碱基所替换。个不同的碱基所替换。 转换转换：嘌呤：嘌呤 嘌呤，嘧啶嘌呤，嘧啶 嘧啶

42、嘧啶 颠换颠换：嘌呤：嘌呤 嘧啶嘧啶 碱基替换导致碱基替换导致mrnamrna中密码子的改变，多中密码子的改变，多肽链中氨基酸发生影响，可能出现几种肽链中氨基酸发生影响，可能出现几种不同的效应：不同的效应： 1) 1) 同义突变同义突变 同义突变（同义突变（ synonymous mutation ）：）：由于密码子具有兼并性，单个碱基置换后密码由于密码子具有兼并性，单个碱基置换后密码子所编码的是同一种氨基酸子所编码的是同一种氨基酸 ，表型不改变。，表型不改变。 正常正常 agt cag cag cag ttt tta cgt aac ccg dna met gln gln gln phe l

43、eu arg asn pro 同义突变同义突变 agt cag cag cag ttt ttg cgt aac ccg dna met gln gln gln phe leu arg asn pro aas2 ) 2 ) 错义突变错义突变 错义突变（错义突变（ missense mutation ）：dna分分子中的碱基置换后，形成新的密码子，从而导子中的碱基置换后，形成新的密码子，从而导致所编码的氨基酸发生改变，产生活性降低、致所编码的氨基酸发生改变，产生活性降低、无活性或无功能的蛋白质。无活性或无功能的蛋白质。 正常正常 agt cag cag cag ttt tta cgt aac cc

44、g dna met gln gln gln phe leu arg asn pro 错义突变错义突变 agt cag cag cag ttt tca cgt aac ccg dna met gln gln gln phe ser arg asn pro aas3 ) 3 ) 无义突变无义突变 无义突变（无义突变（nonsense mutation）：是指是指dna中碱中碱基被置换后，使编码一个氨基酸的密码子变为不编码任何氨基基被置换后，使编码一个氨基酸的密码子变为不编码任何氨基酸的终止密码（酸的终止密码（uaa、uag、uga），），肽链合成提前终止，肽链合成提前终止，产生短的、没有活性的多肽

45、片段。产生短的、没有活性的多肽片段。 正常正常 agt cag cag cag ttt tta cgt aac ccg dna met gln gln gln phe leu arg asn pro aas 无义突变无义突变 agt cag cag cag ttt tga cgt aac ccg dna met gln gln gln phe 终止终止 arg asn pro aas4)终止密码突变终止密码突变 termination codon mutation 当当dna分子中的一个分子中的一个终止密码终止密码发生突变发生突变编码编码aa的密码子，使多肽链的合成继的密码子，使多肽链的合成继

46、续进行下去，一直延长至下一个终止密码续进行下去，一直延长至下一个终止密码子时停止，产生子时停止，产生 延长的异常多肽链，延长的异常多肽链，称延称延长突变（长突变（elongation m）。）。5)抑制基因突变抑制基因突变suppressor gene mutation gene内部不同位置上的不同碱基发生了两内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变，其中一次抑制了另一次突变的遗次突变，其中一次抑制了另一次突变的遗传效应，传效应， 如：血红蛋白病如：血红蛋白病 单纯单纯6谷谷aa缬氨酸缬氨酸 产生产生hbs病，致病，致死。死。 同时同时6谷谷aa缬氨酸缬氨酸+73天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺，产生天

47、冬酰胺，产生hb harlem，临床症状轻，临床症状轻，原因是原因是73突变抑制了突变抑制了6的突变效应。的突变效应。2. 2. 插入和缺失插入和缺失 1)移码突变 dna编码序列中插入（增加）或缺失一个编码序列中插入（增加）或缺失一个或几个碱基，其下游阅读框发生改变，导致氨或几个碱基，其下游阅读框发生改变，导致氨基酸顺序及蛋白质异常或无活性，称为基酸顺序及蛋白质异常或无活性，称为移码突移码突变变。 正常正常 agt cag cag cag ttt tta cgt aac ccg dna met gln gln gln phe leu arg asn pro-aas 移码突变（缺失一个碱基移码

48、突变（缺失一个碱基t)t) agt cag cag cag ttt tac gta acc cgt dna met gln gln gln phe tyr val thr arg- aasloss2)整码突变整码突变 codon mutation 是指是指dna链的密码之间插入或缺失一个或链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子，导致肽链增加了或减少一个或几个密码子，导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插入或缺失点以后的氨基酸几个氨基酸，但插入或缺失点以后的氨基酸序列不变，称整码突变或称密码子插入或缺序列不变，称整码突变或称密码子插入或缺失。失。 如：如：aag aag gacgac ccg

49、 ccg gcggcg - -正常顺序正常顺序 aag aag gacgac aaaaaa ccgccg gcg gcg -插入插入 aag aag gacgac gcggcg - - 缺失缺失3. 3. 动态突变动态突变动态突变动态突变: :邻近基因或位于基因序列中的邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数三核苷酸重复拷贝数,在一代代传递过程在一代代传递过程中会发生明显的增加，如中会发生明显的增加，如(cgg)n、(cag)n等，从而使（导致）某些遗传病等，从而使（导致）某些遗传病的发病。的发病。 该突变可遗传并产生表型效应该突变可遗传并产生表型效应引起引起疾病疾病, ,多为神经系统疾病