【正文】 鼠父母 鼠兄妹 小 鼠 基 因 組 利用 轉(zhuǎn)基因技術(shù) ， 加入某個基因 利用 基因剔除技術(shù) ， 剔除基因組中某個基因 利用 化學(xué)誘變技術(shù) ， 或 轉(zhuǎn)座子突變技術(shù) ， 破環(huán)某個基因 檢測小鼠基因操作前后的 性狀變化 ，達(dá)到了解該基因生物學(xué)功能的目的 通過 基因操作 進(jìn)行基因功能的研究 目前小鼠基因操作技術(shù)日益成熟，并獲得了大量的功能基因信息。 研發(fā)階段即確定藥物的目標(biāo)人群，對不同人群有針對性地研發(fā)藥物，降低制藥成本 對已臨床應(yīng)用的藥物， 實現(xiàn)“個體化用藥” 新藥研發(fā) 臨床用藥 藥物基因組學(xué)研究的意義 個體化 治療 ? 個體化 治療重在 ” 4R” ? 合適的藥物 ? 合適的劑量 ? 合適的時間 ? 合適的病人 ? 個體化治療不是隨意的治療，而是在生物標(biāo)志物的指導(dǎo)下進(jìn)行有序的治療 存在于兩種基因內(nèi)的遺傳多態(tài)性對藥物反應(yīng)的潛在影響 圖例： ?WT/WT：野生型純合子 ?WT/V：野生 /突變型雜合子 ?V/V：突變型雜合子 藥物反應(yīng)的多基因控制（ 藥物代謝 和 藥物受體 基因） 藥物代謝表現(xiàn)型 受體表現(xiàn)型 療效 毒性（ %） 模式生物簡介 1,定義 ：生物學(xué)家通過對選定的生物物種進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象，此時，這種被選定的生物物種就是模式生物。正是這種細(xì)微的基因差異決定你我之間相貌、血型、身高和性格的差異，以及藥物療效的差異，使您“ 與眾不同 ” 。不論表型進(jìn)化快的物種或進(jìn)化慢的物種活化石 , 就特定蛋白質(zhì)而言 , 只要其結(jié)構(gòu)與功能本質(zhì)上不變 , 以其氨基酸置換頻率所表示的分子進(jìn)化速度就是一定的 功能上對生命生存制約性低的分子或一個分子中不那么重要的部分 , 較之對生命生存制約性高的分子或分子中重要的部分 , 其突變置換率高 進(jìn)化過程中 , 對分子功能不損害或損害輕的突變置換較之損害嚴(yán)重的突變?nèi)菀装l(fā)生 具有新功能的墓因一般起源于基因重復(fù) 中立突變包括有害程度輕微的突變 ,分子進(jìn)化中遺傳漂變對中立突變在群體中的固定發(fā)揮著重要作用 ? 分子水平上的進(jìn)化主要是指進(jìn)化是由中立突變與由隨機漂變導(dǎo)致的基因頻度的固定所造成 ,而表型水平上的進(jìn)化則是適應(yīng)性進(jìn)化 , 對此自然選擇是最合理的解釋。深海的魚類 ,因為看不到光 ,眼睛退化 ,也遺傳給下一代 .這個學(xué)說有一致命破綻 ,雖然身體改變了 ,但基因沒有改變 ,長再高也不會遺傳給下一代 拉馬克學(xué)說 拉馬克學(xué)說 物種是可變的，物種是由變異的個體組成的群體 在自然界的生物中存在著由簡單到復(fù)雜的一系列等級（階梯），生物本身存在著一種內(nèi)在的“意志力量”驅(qū)動著生物由低的等級向較高的等級發(fā)展變化 生物對環(huán)境有巨大的適應(yīng)能力；環(huán)境的變化會引起生物的變化，生物會由此改進(jìn)其適應(yīng)；環(huán)境的多樣化是生物多化的根本原因 環(huán)境的改變會引起動物習(xí)性的改變，習(xí)性的改變會使某些器官經(jīng)常使用而得到發(fā)展，另一些器官不使用而退化；在環(huán)境影響下所發(fā)生的定向變異，即后天獲得的性狀，能夠遺傳。所以在隨機交配時，將是 A與 a的自由組合： 1. 一對等位基因隨機交配 雄配子♂ 雌配子♀ A(p) a(q) A(p) AA(p2) Aa(pq) a(q) Aa(pq) aa(q2) （ 1）配子隨機結(jié)合 （ 3）數(shù)學(xué)等式 (p+q)2 = p2 + 2pq + q2 =1 p + q = 1 ? 拉馬克 (J. B. Lamarck)于 1809年提出的關(guān)于生物進(jìn)化的學(xué)說。 基因組測序 兩個策略： 鳥槍法測序 whole genome shotgun (WGS) sequencing 克隆的依次測序 ordered clone sequencing 鳥槍法測序 克隆的依次測序 第一代 DNA測序技術(shù)： Sanger法 第一代 DNA測序技術(shù)： Sanger法 第一代 DNA測序技術(shù)：熒光自動測序技術(shù) ? 原理：基于 Sanger原理 ,用熒光標(biāo)記代替同位素標(biāo)記 ,并用成像系統(tǒng)自動檢測 ,從而大大提高了 DNA測序的速度和準(zhǔn)確性。 但是很多情況下 C值沒有體現(xiàn)出與物種進(jìn)化程度相關(guān)的趨勢 。 （ 3） 原癌基因的原位擴增（ amplification） 原癌基因的原位擴增導(dǎo)致原癌基因的產(chǎn)物過量表達(dá)。 如： Ras是第一個被確認(rèn)的非病毒性癌基因。 ① p53的作用 主要的功能是能夠激活某些特殊基因的表達(dá)，其中最重要的是 P21蛋白 P21是一個 CDK的抑制因子，能與 G1 期的 Cdkcyclin復(fù)合物結(jié)合，并抑制 Cdk的活性（如 CDK4/cyclin D），結(jié)果細(xì)胞被阻止在 G1期直到DNA損傷被修復(fù)，然后 P53和 P21減少，細(xì)胞周期才能繼續(xù)進(jìn)行。為了要使細(xì)胞周期得以進(jìn)行必須要阻遏 RB的活性。 磷酸化的 Tyr527與 N端 SH2 domain結(jié)合，使激酶活性部位被包埋。 例如 – 蝌蚪尾的消失 – 脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育 – 發(fā)育過程中手和足的成形過程 DNA的片段化斷裂 蛋白質(zhì)的降解 (三 ) 細(xì)胞凋亡的生化改變 細(xì)胞凋亡的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路 能夠引起肉瘤的 RSV基因組中還有一個 vsrc基因。 轉(zhuǎn)座類型 據(jù)轉(zhuǎn)座子的移動機制，可分為： ◆ 復(fù)制型轉(zhuǎn)座（ replicative transposition） ◆ 非復(fù)制型轉(zhuǎn)座（ nonreplicative transposition） ◆ 保守型轉(zhuǎn)座（ conservative transposition） Replicative transposition Nonreplicative transposition Conservative transposition Four types of transposable elements constitute almost half of the human genome. 染色體畸變的種類 可用于育種 (單倍體選擇后加倍，相關(guān)性狀基因是純合的） 植物種間雜交產(chǎn)生新種 Down syndrom與母親生育年齡的關(guān)系 母親年齡 生育 21三體的風(fēng)險 16—26 27—34 4/10000 35—39 29/10000 40—44 100/10000 45—47 333/10000 重復(fù)區(qū)段間的同源重組引起染色體結(jié)構(gòu)的變化 2. 對細(xì)胞周期控制點的控制 主要通過 兩類蛋白質(zhì) 之間的相互作用 蛋白激酶（ protein kinases）： 當(dāng)自身被激活后，能選擇性地將靶蛋白磷酸化。 （ 2）含編碼轉(zhuǎn)座酶的基因 。因此，有人對他的實驗結(jié)論表示懷疑。 ，成對因子相互分離。 ? 細(xì)胞轉(zhuǎn)染 :將具生物功能的核酸轉(zhuǎn)移或運送到細(xì)胞內(nèi)并使核酸在細(xì)胞內(nèi)維持其生物功能 ? RNAi是 指一些小的雙鏈 RNA序列導(dǎo)入機體或細(xì)胞中，機體或細(xì)胞中與之有同源序列的基因的表達(dá)將會受到高效特異的抑制或阻斷（沉默），因為 RNAi作用發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后水平，所以又被稱為 轉(zhuǎn)錄后基因沉默 其他知識點 實現(xiàn)分離定律，看到 3:1分離比需要滿足的條件 (trait) 由遺傳因子決定。 “標(biāo)準(zhǔn)品 ? 實驗小鼠 ——“近交系 ? 小家鼠的培育 ? 同一近交系品系的任何個體，其基因背景完全一致，成為了 “ 標(biāo)準(zhǔn)品 ” 。 ? 遺傳位標(biāo)是用來進(jìn)行染色體區(qū)段跟蹤的工具 DNA序列，它必須符合下列特征：1，該 DNA序列在家系的不同個體中，存在序列差異（顏色不同） 2，存在較為簡單、經(jīng)濟的實驗方法鑒定該 DNA序列 ? 什么是干細(xì)胞？是動物（包括人）胚胎及器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞 ? 全能干細(xì)胞 （ Totipotent stem cell） :可以分化成為所有的成體細(xì)胞和組織 ，并具有形成完整個體的潛能 ， 如人胚胎干細(xì)胞 ? 基因表達(dá) (gene expression) – 基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)分子或 RNA分子的過程 名詞解釋 ? 負(fù)調(diào)控（ Negative control ）：阻遏蛋白（ repressor protein）結(jié)合在受控基因上時不表達(dá)，不結(jié)合時就表達(dá)的形式 ? 正調(diào)控（ Positive control ）：基因表達(dá)的活化物（ activators ）結(jié)合在受控基因上時，激活基因表達(dá)，不結(jié)合時就不表達(dá)的形式 ? Cisacting 順式作用 ? 與靶基因位于同一條染色體上的 DNA序列發(fā)揮調(diào)控作用 ? Transacting 反式作用 ? 基因編碼產(chǎn)物， RNA或 protein調(diào)控另一簇基因的表達(dá) ? 啟動子： DNA分子上能與 RNA聚合酶結(jié)合并形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體的區(qū)域，在許多情況下，還包括促進(jìn)這一過程的調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合位點 ? 在一個有性生殖的自然群體中，在符合以下 5個條件則被稱為理想群體。 ? cyclins （細(xì)胞周期蛋白）：通過調(diào)節(jié) CDK的活性而控制細(xì)胞周期，它們的合成與降解隨著細(xì)胞周期的進(jìn)展而呈周期性變化 ? 細(xì)胞凋亡的概念：細(xì)胞凋亡（ apoptosis）是由基因調(diào)控的主動而有序的細(xì)胞死亡，又稱程序性細(xì)胞死亡（ programmed cell death ,PCD）。 名詞解釋 ? 等位基因（ allele）指位于一對同源染色相同位置上的基因。 ? 轉(zhuǎn)錄： 以