【正文】 iRNA不參與生物生長，是 RNAi的產(chǎn)物，原始作用是抑制轉(zhuǎn)座子活性和病毒感染。 111 miRNA與 siRNA的聯(lián)系： ? 長度均為 22nt左右 均為 Dicer的產(chǎn)物： 5＇端是磷酸基 3＇端是羥基 ? 均需 Argonaute家族蛋白的 ? 存在同為 RISC的組分 ? 二者進(jìn)化關(guān)系上可能的兩種推論： siRNA是 miRNA的補(bǔ)充 . miRNA在進(jìn)化過程中替代了 siRNA. 沉默機(jī)制有重疊 112 展望： 如果 miRNA基因 正如所發(fā)現(xiàn)的 miRNA一樣多，那么它很可能在生命活動中具有十分廣泛的調(diào)節(jié)功能，對基因表達(dá)、生長發(fā)育和行為等都具有十分深遠(yuǎn)和復(fù)雜的效應(yīng)。 當(dāng)前我們所面臨的挑戰(zhàn)是： 這些 miRNA到底具有何種功能？ 它們是如何識別潛在的靶 mRNA的？ 這些 miRNA間相互調(diào)節(jié)作用的結(jié)果是什么？ 與腫瘤發(fā)生及治療中作用？ 113 ，miRNA 正常轉(zhuǎn)錄，加工 ，結(jié)合到靶mRNA 的互補(bǔ)位點，通過抑制蛋白翻譯或是改變mRNA 的穩(wěn)定性來抑制基因表達(dá)。 最終的結(jié)果是，細(xì)胞生長、增殖、分化和死亡保持在一個正常的水平。 114 作用的 miRNA 表達(dá)下降或者缺失，導(dǎo)致腫瘤形成。 最后的結(jié)果可能導(dǎo)致過度增殖、侵入、凋亡的減少、不能正常分化或者去分化，引起腫瘤的形成。 115 C. 具有癌基因功能的miRNA 過表達(dá)也將導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。 在異常組織或是不適當(dāng)?shù)陌l(fā)育階段這些miRNA 的表達(dá)增加， 可能導(dǎo)致其靶基因（抑癌基因）的表達(dá)下降，引起腫瘤形成。 miRNA 的表達(dá)增加，可能是由于 miRNA 基因的擴(kuò)增，持續(xù)性的啟動子活性， miRNA 加工的效率增高，或是 miRNA 的穩(wěn)定性提高。 116 ? 基于上述的諸多問題，尋找一種有效的方法來研究miRNA將是目前面臨的首要問題。那么，又將產(chǎn)生一系列問題： 如何分離 miRNA分子？ 如何尋找 miRNA分子作用的靶基因？ 如何研究 miRNA與靶 mRNA之間的關(guān)系？ ? 短短幾年內(nèi) miRNA研究的迅速突破，為人們提供了一種全新的認(rèn)識基因和基因表達(dá)調(diào)節(jié)本質(zhì)視角，同時也使人們開始注意 miRNA在疾病發(fā)生過程中所扮演角色。 ? 正如 Phillip Zamore 所說： 如果 miRNAs在進(jìn)化的進(jìn)程中如此高度保守而沒有任何實際功能的話，那真是大自然拿科研人員開涮，而且是一個殘酷的玩笑。 117 ※ 167。 表觀基因組學(xué) /遺傳學(xué) ? 在不影響 DNA序列的情況下對其修飾 ,不僅影響個體的發(fā)育而且可遺傳 . ? 如 :一卵雙生在同一環(huán)境中生 ,成年后表現(xiàn)出性格、健康等方面的差異 表觀遺傳。 ? 經(jīng)典的遺傳物質(zhì) 核酸儲存和傳遞遺傳信息（ DNARNA蛋白質(zhì)）。 ? 表觀遺傳修飾也可記憶、遺傳，向傳統(tǒng)的 遺傳規(guī)律 /中心法則 提出挑戰(zhàn)。 118 DNA甲基化 表觀遺傳 ? DNA甲基化一般指構(gòu)成 DNA的四個堿基之一的胞嘧啶（ C）發(fā)生異常，從而導(dǎo)致基因活性發(fā)生變化，即基因被 “ 打開 ” 或 “ 關(guān)閉 ” 。 ? 這種變化容易誘發(fā)癌癥等疾病。 ? 而科學(xué)家認(rèn)為，大約一半的人類疾病可歸咎于基因，而另外一半則與非遺傳因素有密切聯(lián)系，其中表遺傳因素又占據(jù)非遺傳因素的一定比例。至于 DNA甲基化，它只是表遺傳因素中較重要的一種。 119 DNA甲基化僅限于 CpG雙核苷酸 （ 人 DNA約 3%胞嘧啶甲基化 ） ， CpG在胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶作用下 ， 加 CH3到胞嘧啶 5C原子上 ， 形成 5甲基胞嘧啶 ， 其化學(xué)上不穩(wěn)定并易于脫氨基形成胸腺嘧啶 (T)。 ? 如：腫瘤組織中 DNA常有異常甲基化作用。 ? 甲基化 →→ 激活癌基因。 ? 另一方面， 可使 TSG 5′ 端啟動子調(diào)控區(qū) CpG島異常甲基化，而抑制 mRNA轉(zhuǎn)錄作用，導(dǎo)致TSG 失活。 120 121 CpG島異常甲基化 122 DNA序列分析 123 167。167。 細(xì)胞凋亡 與腫瘤 ? 細(xì)胞凋亡在腫瘤和其它疾病中具有重要的意義。 ? 自 1972年 Kerr提出細(xì)胞凋亡這一概念后，目前在很多生物學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的研究。 ? 80年代末期開始成為腫瘤病因?qū)W、病理學(xué)研究熱點，人們對細(xì)胞凋亡的認(rèn)識逐漸深入，對細(xì)胞凋亡發(fā)生分子機(jī)理的了解越來越透徹。然而，也發(fā)現(xiàn)這一過程遠(yuǎn)非原來想象的那樣簡單，而是包含了復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。 124 ? 盡管仍有許多問題甚至是關(guān)鍵的問題沒有搞清楚 ,但近幾年的研究在凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、細(xì)胞凋亡的生化反應(yīng)機(jī)制以及細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控等方面都取得了顯著的進(jìn)展。 ? 近幾年來對細(xì)胞凋亡的最活躍領(lǐng)域包括： 細(xì)胞凋亡進(jìn)程中重要的 執(zhí)行者 Caspases。 與細(xì)胞凋亡進(jìn)程密切相關(guān)的 線粒體 ；若干重要的細(xì)胞凋亡 調(diào)控基因 。 125 細(xì)胞凋亡的基本機(jī)制 ? 多細(xì)胞生物在凋亡過程中擁有相似的酶反應(yīng)機(jī)制。美麗線蟲（ Caenorhabditis Elegans）長久以來一直作為研究細(xì)胞凋亡機(jī)制核心組分的一個良好的模型。 ? 研究發(fā)現(xiàn)了三個重要的基因： 促進(jìn)凋亡的 CED3和 CED4 抑制細(xì)胞凋亡的 CED9. 126 ? CED3是一個蛋白酶，激活的 CED3可以水解靶蛋白從而使細(xì)胞死亡 . ? CED4+CED3→ 促進(jìn) CED3激活， ? CED9+CED4→ 阻止激活 CED3。 ? 正常情況下， CED9+CED4結(jié)合 CED3， CED3不激活狀態(tài)。 ? 細(xì)胞凋亡信號會引起 CED9在上述復(fù)合體上解離下來，激活 CED3并最終發(fā)生凋亡。 127 ? 脊椎動物則進(jìn)化了一整套的基因家族： 1. 哺乳動物 Caspases與 CED3同源 ； 2. Apaf1基因 與 CED4同源； 3. 哺乳動物 Bcl2基因家族 與 CED9在結(jié)構(gòu)和功能上相似，但分為促進(jìn)和抑制亞群 。 128 細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ? 細(xì)胞內(nèi)、外的許多信號刺激可以誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，如相應(yīng)配體結(jié)合死亡受體。如 Fas、TNFR等、紫外線照射和電離輻射、抗癌藥物、生長因子缺乏、過度表達(dá)某些特定的癌基因和抑癌基因等。盡管這些信號以及隨后的反應(yīng)途徑多種多樣， 但現(xiàn)已公認(rèn)，細(xì)胞凋亡后期的共同途徑是 Caspases的激活。 ? Caspasesare a family of cysteine proteases (半胱氨酸蛋白酶 ) that are key mediators of programmed cell death or apoptosis. 129 ? Caspases在細(xì)胞凋亡中的作用： ? Caspases與 CED3在序列和結(jié)構(gòu)上同源，它們是一類進(jìn)化上保守的半胱氨酸蛋白酶家族。功能上，激活的 Caspases可以水解包括細(xì)胞調(diào)節(jié)、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、 DNA修復(fù)、組織平衡、細(xì)胞存活等環(huán)節(jié)中重要的蛋白，從而使細(xì)胞表現(xiàn)為凋亡特有的形態(tài)學(xué)及生化特征 : ? 細(xì)胞皺縮、斷裂，染色質(zhì)聚集， DNA降解，以及隨后的凋亡細(xì)胞被吞噬細(xì)胞迅速地清除等。 130 線粒體在細(xì)胞凋亡中的重要性 ? 線粒體在促凋亡信號和 Caspases激活之間起著不可替代的作用。 ? 線粒體在細(xì)胞凋亡中的作用包括：釋放 Caspases激活因子如 Cytoc；喪失電子轉(zhuǎn)移功能并減少能量的產(chǎn)生；線粒體跨膜電位的消失以及與 BCL2蛋白家族促凋亡和抑制凋亡功能相關(guān)等方面。 ? 線粒體及 Cytoc在細(xì)胞凋亡中的中心地位雖然在不同信號誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中不一定具有普遍意義，但線粒體作為細(xì)胞內(nèi)死亡信號的感受者和放大者在細(xì)胞凋亡中的重要性是勿庸置疑的。 131 凋亡機(jī)制 132 重要的凋亡調(diào)控基因 ? Bcl2基因家族：新發(fā)現(xiàn)的成員使 Bcl2基因家族越來越龐大。 ? 包括： ? 抑制細(xì)胞凋亡的 Bcl BclxL、 A1/Bf1Bclw、 Nr1 Mcl1。 ? 促進(jìn)細(xì)胞凋亡的 Bax、 Bik、 Bak、 Bad、 Bid、Hrk、 BclxS等。 ? 而更引人注目的 Bcl2家族蛋白作用的生化機(jī)制中與 Caspases和線粒體之間的密切關(guān)系。在細(xì)胞凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中，不可能是簡單的一連串事件的組合。 ? 參與其中調(diào)控的其它基因還有很多，如Ceramide、 NFκB 等。 133 134 ? 凋亡機(jī)制的研究進(jìn)展非常迅速，但仍有很多問題需要更進(jìn)一步的了解。 ? 凋亡精確的生化機(jī)制及其不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控；新的凋亡調(diào)控相關(guān)基因的發(fā)現(xiàn)；相關(guān)疾病如腫瘤中凋亡分子機(jī)制的異常；這些機(jī)制在疾病治療中的意義等等。 ? 因此，要想搞清凋亡的復(fù)雜而精致的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)看來尚需時日。 135 綜上所述 : C癌變 癌基因激活 抑癌基因失活 突變 染色體重排 基因擴(kuò)增 啟動子插入 突變 LOH DNA甲基化 癌基因 油門 比喻 端粒酶 油 抑癌基因 剎車 紊 亂 腫瘤發(fā)生 137 復(fù)習(xí)題 概念 原發(fā)性異、常繼發(fā)性異常、標(biāo)記染色體（ marker chromosome） 、 腫瘤抑制基因（ TSG）、癌基因、微衛(wèi)星不穩(wěn)定（ MI）、端粒、端粒酶 敘述題 1）簡述腫瘤染色體異常機(jī)制 . 2）簡述 Knudson二次突變學(xué)說 . 3）簡述癌基因分類及癌基因激活機(jī)制 . 4）簡述抑癌基因存在的證據(jù) /研究途徑 . 5）簡述 miRNA與 siRNA的異同？