中南大学生物科学与技术学院分子生物学中心分析报告.doc

中南大学生物科学与技术学院 分子生物学研究中心 教 案 授课科目: 授课内容:授课对象：临床医学年制年制授课时数：学时授课：授课地点：授课时间：多媒体教学多媒体课件多媒体→3ˊ方向排列整段倒置为3ˊ→5ˊ方向排列，或一段DNA序列在基因内部位置迁移，使基因结构发生改变，形成的突变称为倒位。 基因突变还分为配子突变与体细胞突变；动态突变指串联重复拷贝数随世代的传递而改变。 二、基因突变的遗传效应 不同的基因突变引起不同的遗传效应。 (1)碱基置换突变(substitution mutation) a. 同义突变 (consense mutation or silent mutation) b. 错义突变 (missense mutation) c. 无义突变 (nonsense mutation) d. 终止密码子突变或延长突变 (terminator codon mutation or elongation mutation) e. 起始密码子突变(initiation codon mutation) f. 非编码序列点突变(point mutation in noncoding sequence) 例如：无义突变是突变后产生缩短的多肽键使它所编码的蛋白质发生改变；错义突变：由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨基酸的密码子变为决定另一种氨基酸的密码子的基因突变叫错义突变。这种基因突变有可能使它所编码的蛋白质部分或完全失活，例如人血红蛋白β链的基因如果将决定第6位氨基酸（谷氨酸）的密码子由CTT变为CAT，就会使它合成出的β链多肽的第6位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，从而引起镰刀形细胞贫血病。 (2) (deletion or insertion mutation) a. 密码子缺失或插入(codon deletion or codon insertion) b. 移码突变(frame-shift mutation) c. 整基因或大片段缺失 (deletion of a whole gene or a large segment) (3) 融合突变(fusion mutation) 细胞减数分裂时同源染色体不等交换而致基因间错位配对， 产生两种含不同等位基因的染色体。 (4) 基因突变影响 hnRNA 的剪接 基因突变发生在 hnRNA 的一级结构上特定的剪接位点上，导致 hnRNA 的剪接错误，产生异常的 mRNA，最终产生异常的蛋白表达产物，改变生物性状。 三、结构基因改变导致蛋白质变化引起疾病： 血红蛋白病的类型、特点与结构基因的变化关系、珠蛋白(globin)基因的时、空特异性表达。 血红蛋白结构血红蛋白是由4条肽链（两个α和两个β链）组成的。每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。 血红蛋白的脱氧（T）和氧合（R）构象在氧的亲和性方面有很大区别。由于结构上的相互作用是与它的三级和四级结构有关，所以血红蛋白在结合氧的过程中显示出别构效应和协同性。 血红蛋白分子一级结构上的轻微差别就可能导致功能上的很大不同，正常成年人血红蛋白中的β链的第六位的谷氨酸残基被缬氨酸取代就会导致镰刀形细胞贫血病的异常血红蛋白HbS 的生成。 (1) -珠蛋白基因簇及α珠蛋白基因结构 (2) 人β-珠蛋白基因簇及β珠蛋白基因结构 (按图例讲解) 血红蛋白病类型： 异常血红蛋白: 珠蛋白结构(质)变异，导致贫血。 地中海贫血: 珠蛋白合成(量)减少，又称珠蛋白合成障碍性贫血。 镰状红细胞贫血症是一种常染色体退化遗传病。引起镰状红细胞贫血症的原因就是β基因的密码子点突变，即编码血红蛋白β链上一个决定谷氨酸的密码子GA变成了GG，使得β链上的谷氨酸变成了，引起血红蛋白的结构和功能发生了根本的改变。与正常血红蛋白相比，该病患者的红细胞由正常的圆盘形变成了镰刀形。血红蛋白基因上单个核苷酸的替换A→T），恰好使该基因片段丢失了可被限制性内切酶Mst II酶切开的一个位点CCTNAGG序列N代表四个碱基中的任意一个。由于基因突变改变了限制性酶切的结果，可用Southern分析方法和限制性片段长度多态性(简称RFLP)分析方法对镰状红细胞贫血症胎儿产前诊断，或对发病家族成员的基因型进行分析。镰状红细胞贫血症β核苷酸(cystic fibrosis, CF)举例。 囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(CFTCR)的基因突变所致，产生缺陷型蛋白，致使使氯离子的转运障碍，黏液在呼吸道黏膜内淤滞，黏膜形成囊性增生，造成呼吸道堵塞；因反复感染，导致患者呼吸衰竭而死亡。 发病频率(0.4 ‰)，常染色体隐性遗传；致病基因CFT