“全省現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)競賽”題庫(已修改)
2025-01-24 09:07 本頁面
【正文】 外科學(xué)與分子生物學(xué) Surgery amp。 molecular biology 于穎彥 上海消化外科研究所 Definition:是在分子水平闡述核酸與蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，闡述基因表達(dá)與調(diào)控機(jī)理的科學(xué) DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)： golden helix Crick (物理學(xué)家 ), Watson( 生 物 學(xué) 家 ).Nature, 1953 1962年榮獲諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生 DNA： deoxyribonucleic acid： 是具有保存、復(fù)制信息，并可在細(xì)胞與細(xì)胞之間，親代與子代之間傳遞信息的生物大分子 結(jié)構(gòu)：兩條緞帶樣結(jié)構(gòu)盤繞成梯形雙螺旋結(jié)構(gòu)，呈致密線圈狀存在于細(xì)胞核的染色體內(nèi)。緞帶結(jié)構(gòu)是核糖與磷酸構(gòu)成的骨架；內(nèi)部階梯是堿基對(duì) 堿基對(duì)： AT， CG A: adenine T: thymine C: cytosine G: guanine DNA的半保留復(fù)制： 子代 DNA雙鏈一條來自親代，另一條為新合成的互補(bǔ)鏈，子鏈?zhǔn)悄告湹臏?zhǔn)確抄本，由此構(gòu)成了遺傳保守性 DNA 半保留復(fù)制 分子生物學(xué)中心法則 central dogma： DNA指導(dǎo) RNA合成， RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，而特異性蛋白質(zhì)又反過來催化 DNA、 RNA合成 DNA的每條單鏈由很多字母組成：ATGCTCGAATAAATGTGAATTTGA 以上字母組成多個(gè)詞： ATG CTC GAA TAA ATG TGA ATT TGA 以上單詞構(gòu)成了句子： [ATG CTC GAA TAA] [ ATG TGA ATT TGA] 以上句子就是基因 基因：是負(fù)載特定遺傳信息的 DNA分子片段。是編碼一個(gè) RNA分子所必須的 DNA序列 ，RNA是充當(dāng) DNA與蛋白質(zhì)合成間的信使， DNA發(fā)布制造蛋白質(zhì)（ Protein）的命令 基因組 （ genome） ：構(gòu)成細(xì)胞 DNA的大約 60億個(gè)堿基 ， 組成的全套基因 。 除了同卵雙胞胎外 ， 每個(gè)各體堿基序列均不相同 ， 使得每一各體都有各自的特點(diǎn) 染色體： chromosome： 是基因的載體，人類體細(xì)胞含 46條染色體， 44條為常染色體，另兩條為性染色體，在女性為 XX，男性為 XY 突變： Mutation, 即構(gòu)成基因的 DNA字母發(fā)生改變 Gene mutation Gene mutation 單核苷酸多態(tài)性： single nucleotide polymorphism, SNP 即構(gòu)成基因的 DNA字母發(fā)生改變。與基因突變的差別在于，突變?cè)谌后w中的發(fā)生頻率小于 1%，而多態(tài)性在群體中的出現(xiàn)頻率大于 1% Gene expression 真核生物的基因 由編碼序列和非編碼序列組成 。 前者稱為外顯子 （ exon） ；后者稱為內(nèi)含子 （ intron） 。兩者相嵌排列 。 內(nèi)含子被切掉后外顯子拼接起來轉(zhuǎn)錄為基因產(chǎn)物 。 每一個(gè)基因首位和末位外顯子外側(cè)均有一段不被轉(zhuǎn)錄與翻譯的非編碼區(qū) ，參與轉(zhuǎn)錄與翻譯的調(diào)控 。 此區(qū)含有與 RNA聚合酶結(jié)合并啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子 （ promotor） ，使基因高效轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)子 （ enhancer） ， 使轉(zhuǎn)錄終止的終止子 （ terminator） Regulation of gene expression 基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控 外科分子生物學(xué)的提出 ? 20世紀(jì) 80年代 ? 外科已能有效的控制創(chuàng)傷與感染 ? 外科研究的主體轉(zhuǎn)向腫瘤研究 ? 外科的優(yōu)勢(shì)：最易獲得人類腫瘤材料 研究內(nèi)容 細(xì)胞增殖與凋亡 Cell proliferation and apoptosis 腫瘤為主要研究對(duì)象，揭示細(xì)胞周期失控的類型與機(jī)制，為分子診斷與基因治療提供依據(jù) 目標(biāo) 外科疾病的基因診斷與基因治療 原癌基因： protooncogene，原本存在于正常細(xì)胞中，表示 Cmyc 癌基因： oncogene，具有使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤的基因，或稱 transforming gene。由小寫字母表示，如 myc 腫瘤抑制基因： tumor supressor gene 抗癌基因： antioncogene 他們的失活或功能丟失，使細(xì)胞周期失去負(fù)性調(diào)控，正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞 Oncogene Tumor suppressor gene DNA損傷： 生物體的內(nèi)外環(huán)境可造成 DNA損傷，引起堿基序列改變或斷裂，若不加以糾正，則將轉(zhuǎn)錄翻譯出錯(cuò)誤蛋白質(zhì)，是衰老、疾病、癌癥發(fā)生的原因 腫瘤抑制基因功能丟失 腫瘤是一類細(xì)胞周期疾?。?cell cycle disease） 細(xì)胞周期的調(diào)控 應(yīng)用：腫瘤的發(fā)病機(jī)制研究 腫瘤發(fā)病機(jī)制研究：腫瘤是多步驟多基因突變的疾病 基因診斷： 以探測(cè)基因存在，分析基因類型和缺陷以及功能是否正常從而達(dá)到診斷疾病的方法 1． 核酸分子雜交 根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，利用核苷酸單鏈作為分子探針檢測(cè)待測(cè)基因的過程。 Southern blot。 northern blot。 dot blot。 in situ hybridization， FISH 2． 聚合酶鏈反應(yīng)（ polymerase chain reaction, PCR）：由 DNA聚合酶催化，利用極微量 DNA片段擴(kuò)增，經(jīng)過多個(gè)循環(huán)周而復(fù)始，使目的 DNA片段達(dá)到擴(kuò)增 3． DNA芯片技術(shù) 在固相膜片上制成成千上萬個(gè)寡核苷酸點(diǎn)陣，以待測(cè)樣本DNA 、 RNA用熒光標(biāo)記后與之雜交，利用激光共聚焦顯微鏡對(duì)芯片掃描，計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息分析 1． 人類基因組計(jì)劃：human genome project,HGP 由美國科學(xué)家提出，目的是將細(xì)胞內(nèi)基因組DNA序列全部分析出來。美國 1990年正式啟動(dòng)，英、法、德、日、中等國科學(xué)家共同參與，2022年 4月已宣布完成人類基因組序列圖 后基因組計(jì)劃或功能基因組學(xué) ： postgenome project, functional genomics 研究基因組中各基因的功能，目前已知功能的基因僅占小部分，大量基因功能尚待闡明 Homogenization PCR： polymerase chain reaction 是在模板 DNA、引物、四種脫氧核苷酸（ dNTP）存在條件下由耐熱 DNA聚合酶在體外酶促合成雙鏈 DNA反應(yīng)。其特異性取決于引物和模板 DNA的特異性 PCR PCR PCR Southern blot In situ hybridization Microarray Gene diagnosis technique:microarray 基因治療： gene therapy, 指將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞以糾正基因的缺陷或發(fā)揮治療作用 ? 向免疫細(xì)胞導(dǎo)入細(xì)胞因子基因 ， 增強(qiáng)機(jī)體免疫功能 。 包括腫瘤 壞死因子類 、 干擾素類 、 白細(xì)胞介素類 （ 基因增補(bǔ) ） ? 導(dǎo)入主要組織相容性復(fù)合物抗原基因 （ MHC） ， 提高腫瘤抗原性 ， 誘導(dǎo)特異性細(xì)胞毒性殺傷作用 ? 導(dǎo)入抑癌基因 。 如野生型 P53基因 ， 誘導(dǎo)腫瘤凋亡并喪失致瘤性 ? 遏制癌基因的表達(dá) 。 采用反義核苷酸序列在癌基因表達(dá)時(shí)與 mRNA特異性結(jié)合 ， 以阻遏癌基因表達(dá) （ 基因封閉 ） ? 導(dǎo)入自殺基因 ， 將某些病毒 、 細(xì)菌中
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