第十一章 疾病产生分子基础中南大学医学分子生物学
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医学分子生物学中南大学课件(目录版)
医学分子生物学是现代医学与分子生物学交叉融合的产物，是研究生命现象、疾病发生机制和治疗方法的重要基础学科。
中南大学作为中国著名的高等学府，在医学分子生物学领域有着深厚的研究基础和丰富的教学经验。
本文将简要介绍中南大学医学分子生物学课件的基本内容，以供读者参考。
一、分子生物学基础课件介绍了分子生物学的基本概念、发展历程和研究对象。
分子生物学主要研究生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结构、功能及其相互作用，从而揭示生命现象的本质。
课件详细阐述了DNA、RNA和蛋白质的组成、结构和功能，以及基因的概念、基因组的组成和基因表达调控机制。
二、细胞信号传导细胞信号传导是细胞内外信息传递和调控的关键过程。
课件介绍了细胞信号传导的基本原理，包括信号分子、受体、信号转导途径和效应器等。
同时，课件还详细阐述了信号传导途径中的关键分子和机制，如G蛋白偶联受体、酶联受体、离子通道受体等。
三、基因工程与基因治疗基因工程是利用分子生物学技术对基因进行操作和改造的过程。
课件介绍了基因工程的基本原理、技术方法和应用领域，如基因克隆、基因表达、基因编辑等。
同时，课件还介绍了基因治疗的原理、策略和临床应用，包括基因增补、基因敲除、基因沉默等。
四、疾病分子机制课件详细阐述了常见疾病的分子机制，如肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等。
课件从基因突变、信号传导异常、细胞周期调控紊乱等方面分析了疾病的发病原因，为疾病的预防和治疗提供了理论基础。
五、医学分子生物学技术课件介绍了医学分子生物学领域的主要技术方法，包括PCR、DNA测序、蛋白质分离纯化、Westernblot、细胞培养等。
这些技术为医学研究提供了强大的工具，有助于揭示生命现象和疾病发生机制。
六、医学分子生物学应用课件介绍了医学分子生物学在临床诊断、疾病治疗和药物研发等方面的应用。
如基于PCR技术的病原体检测、基于基因编辑的基因治疗、基于生物标志物的疾病诊断等。
这些应用为现代医学的发展提供了新的思路和方法。
医学分子生物学 中南大学课件.ppt
44
（二）蛋白质分子生物学：
DNA →储存生命活动的各种信息。 蛋白质→生命活动的执行者。 蛋白质的分子生物学主要研究蛋白质的 结构与功能。
2021/3/15
45
蛋白质结构与功能的研究进展
12
重组DNA (recombinant DNA)技术是近 代分子生物学技术的核心。
基因操作 (gene manipulation) 分子克隆 (molecular cloning) 基因克隆 (gene cloning)
基因工程 (gene engineering)
2021/3/15
13
分子医学（molecular medicine）：
1975 with Howard Temin and Renato Dulbecco for discovering reverse
transcriptase.
2021/3/15
35
5．DNA序列分析技术：
双脱氧末端终 止法:1977年， 剑桥大学 Sanger F等发 明。
化学裂解法:
美国Maxam I和
In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase did an experiment which is so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”.
In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase did an experiment which is so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”.
《医学分子生物学》教学日历
中南大学湘雅医学院基础课程周历表（一）
（2012-2013学年第一学期理论课-临床医学五年制）
课程名称：分子生物学授课院系：生物科学与技术学院分子生物学研究中心
中南大学湘雅医学院基础课程周历（二）
（2012-2013学年第一学期实验课-临床医学五年制）课程名称：分子生物学授课院系：生物科学与技术学院分子生物学研究中心
说明：1、授课对象：2011级临床医学五年制1-4班人数：104人
授课地点：湘雅新校区T208教室（理论）、后栋4楼细胞与分子生物学实验中心（实验）
2、总学时：36学时理论课：20学时实验课：16学时理论与实习学时比：5：4
3、高级职称教师授课比例：100% 双语教学授课比例：0% 多媒体教学授课比例：100%
4、主任：刘静教学主任：曾海涛教学秘书：萧小鹃
5、教研室联系电话：84805449
制表单位：生物科学与技术学院分子生物学研究中心
制表日期：2012年6月28日。
第十一章疾病产生分子基础中南大学医学分子生物
生物标志物的验证和临床应用
生物标志物的验证是将其应用于临床的关键步骤，需要大样本、多中心、前瞻性的临床 研究来证实其有效性和可靠性。
多组学整合分析在医学中应用前景
基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多组学数据的整合分析
未来医学研究中，将更多地利用多组学整合分析的方法，全面解析疾病的分子机制，为 精准医疗提供有力支持。
第十一章疾病产生分子基础 中南大学医学分子生物
contents
目录
• 疾病产生分子基础概述 • 基因与疾病关系 • 蛋白质组学与疾病关系 • 细胞信号传导与疾病关系 • 免疫学在医学中应用及与疾病关系 • 未来展望和挑战
01
疾病产生分子基础概述
疾病与分子生物学关系
分子生物学为疾病研究提供理论基础
受体介导的信号传导途径在免疫治疗中的应用 通过激活或抑制免疫细胞的信号传导途径，可以调节机体的免疫应答，实现免疫治疗。
细胞凋亡和自噬在医学中意义
01
细胞凋亡在维持机体 稳态中的意义
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程， 对于清除损伤、老化或多余的细胞，维 持机体稳态具有重要意义。
02
细胞凋亡在疾病治疗 中的应用
03
细胞分化异常可导致发育缺陷和疾病发生，如某些遗传
性疾病和肿瘤等。
受体介导信号传导途径在医学中应用
受体介导的信号传导途径在药物研发中的应用
通过针对特定受体的药物设计，可以实现对信号传导途径的调节，从而达到治疗疾病的目的。
受体介导的信号传导途径在基因治疗中的应用
通过基因工程技术，可以将具有治疗作用的基因导入靶细胞，以调节信号传导途径，治疗疾病。
02
基因与疾病关系
基因突变导致疾病
点突变
指基因中单个碱基对的替换，可能导致蛋白质 功能异常或丧失，从而引发疾病。
生物标志物的验证是将其应用于临床的关键步骤，需要大样本、多中心、前瞻性的临床 研究来证实其有效性和可靠性。
多组学整合分析在医学中应用前景
基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多组学数据的整合分析
未来医学研究中，将更多地利用多组学整合分析的方法，全面解析疾病的分子机制，为 精准医疗提供有力支持。
第十一章疾病产生分子基础 中南大学医学分子生物
contents
目录
• 疾病产生分子基础概述 • 基因与疾病关系 • 蛋白质组学与疾病关系 • 细胞信号传导与疾病关系 • 免疫学在医学中应用及与疾病关系 • 未来展望和挑战
01
疾病产生分子基础概述
疾病与分子生物学关系
分子生物学为疾病研究提供理论基础
受体介导的信号传导途径在免疫治疗中的应用 通过激活或抑制免疫细胞的信号传导途径，可以调节机体的免疫应答，实现免疫治疗。
细胞凋亡和自噬在医学中意义
01
细胞凋亡在维持机体 稳态中的意义
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程， 对于清除损伤、老化或多余的细胞，维 持机体稳态具有重要意义。
02
细胞凋亡在疾病治疗 中的应用
03
细胞分化异常可导致发育缺陷和疾病发生，如某些遗传
性疾病和肿瘤等。
受体介导信号传导途径在医学中应用
受体介导的信号传导途径在药物研发中的应用
通过针对特定受体的药物设计，可以实现对信号传导途径的调节，从而达到治疗疾病的目的。
受体介导的信号传导途径在基因治疗中的应用
通过基因工程技术，可以将具有治疗作用的基因导入靶细胞，以调节信号传导途径，治疗疾病。
02
基因与疾病关系
基因突变导致疾病
点突变
指基因中单个碱基对的替换，可能导致蛋白质 功能异常或丧失，从而引发疾病。
医学分子生物学_PPT课件
2016/9/3 12
分子生物学技术：
由生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学等各专业技术 的渗透、综合而成，并在此基础上发明和创造 了一系列新的技术。 例如：DNA及RNA的印迹转移、核酸分子杂 交、基因克隆、基因体外扩增、DNA 测序等， 形成了独特的重组DNA技术及其相关技术。
2. 前体mRNA分子的拼接，去除内含子序列，连接成 成熟mRNA； 3. 发现单基因遗传病的基因结构的变异； 4. 从cDNA序列推导出蛋白质的一级结构； 5. 根据DNA序列合成基因，并与载体连接，使之在细 菌中表达，合成活性蛋白质，开创了基因工程。
2016/9/3
37
6. 基因的人工合成
1978年体外首次成功地人工合成第一个完
☻基因工程和蛋白质工程
外源DNA与载体在体外进行连接，或在基因水
平上进行有目的的定向诱变。
生物技术进入了分子水平，基因（或DNA）也 进入了社会生产和人们生活的方方面面。
2016/9/3 16
按照自己的意愿和社会需求改造基因，制备
各种具有生物活性的大分子。
DNA、RNA 和蛋白质成为人类治病、防病的一
的遗传密码，证明DNA分子中的遗传信息是以三联密
码的形式贮存。 遗传密码在生物界具有通用性。
2016/9/3
29
2016/9/3
30
2016/9/3
31
4. 中心法则的建立
1958 年， Crick 提出了分子生物学的中 心法则（central dogma）。 中心法则是分子遗传学基本理论体系。
整基因。 直接证实了Mendel G在1865年发现的遗传 因子(基因)的化学本质，就是 DNA分子。 DNA分子是多种多样生命现象的物质基础。
分子生物学技术：
由生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学等各专业技术 的渗透、综合而成，并在此基础上发明和创造 了一系列新的技术。 例如：DNA及RNA的印迹转移、核酸分子杂 交、基因克隆、基因体外扩增、DNA 测序等， 形成了独特的重组DNA技术及其相关技术。
2. 前体mRNA分子的拼接，去除内含子序列，连接成 成熟mRNA； 3. 发现单基因遗传病的基因结构的变异； 4. 从cDNA序列推导出蛋白质的一级结构； 5. 根据DNA序列合成基因，并与载体连接，使之在细 菌中表达，合成活性蛋白质，开创了基因工程。
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6. 基因的人工合成
1978年体外首次成功地人工合成第一个完
☻基因工程和蛋白质工程
外源DNA与载体在体外进行连接，或在基因水
平上进行有目的的定向诱变。
生物技术进入了分子水平，基因（或DNA）也 进入了社会生产和人们生活的方方面面。
2016/9/3 16
按照自己的意愿和社会需求改造基因，制备
各种具有生物活性的大分子。
DNA、RNA 和蛋白质成为人类治病、防病的一
的遗传密码，证明DNA分子中的遗传信息是以三联密
码的形式贮存。 遗传密码在生物界具有通用性。
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4. 中心法则的建立
1958 年， Crick 提出了分子生物学的中 心法则（central dogma）。 中心法则是分子遗传学基本理论体系。
整基因。 直接证实了Mendel G在1865年发现的遗传 因子(基因)的化学本质，就是 DNA分子。 DNA分子是多种多样生命现象的物质基础。
第十一章疾病产生的分子基础bpptbbpowerpointbpresentation
(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
1. 血红蛋白病 (hemoglobinopathy)：
递而改变
基因突变
由于体内外各种因素改变了某基因特定 的DNA序列碱基组成和排列顺序，导致
DNA一级结构发生改变，改变了基因结
构；其分子机制可以是替换、插入或缺 失，因而产生不同的突变类型。
基因突变的类型
1. 点突变:单个碱基的改变 在基因一级结构的某个位点上，一种碱基 被另一种碱基取代。
分为：
转换 （transition） 颠换 （transversion）
1．通过结构分析确定基因变异
核糖核酸酶切分析、杂合双链分析、
化学切割错配、酶促切割错配 2．基因表达水平分析 差异显示、抑制消减杂交、基因表达系列分析 3．通过功能学研究确定致病基因 转基因技术、基因敲除、 反义技术、基因诱导超表达
核糖核酸酶切分析
基本原理: 在一定条件下，异源双链核酸分子RNA： RNA或RNA：DNA中错配碱基可被核 糖核酸酶RNase识别并切割，通过凝胶 电泳分析酶切片段的大小，即可确定错 配的位置。
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。
(四) 常见单基因病：
疾病名称 血友病A 血友病B 杜氏肌营养不良 贝氏肌营养不良 脆性X综合征 舞蹈病 发病频率( ‰) 遗传方式 0.1 0.03 0.3 0.05 0.5 0.5 X连锁 X连锁 X连锁 X连锁 X连锁 常染色体显性 致病基因 凝血因子Ⅷ 凝血因子Ⅸ 肌营养因子 肌营养因子 FMR1 舞蹈病因子 典型症状 不规则出血 不规则出血 肌萎缩 肌萎缩 智力障碍 痴呆
中南大学生物科学与技术学院 分子生物学研究中心
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: 医学分子生物学授课内容:疾病产生的分子基础授课对象：临床医学七年制、八年制授课时数：4 学时授课教师：授课地点：湘雅医学院新教学区授课时间：授课教材：医学分子生物学（21世纪高等院校教材），胡维新主编，北京：科学出版社，2007年2月，第一版；医学分子生物学（卫生部8年制规划教材），冯作化主编，北京：人民卫生出版社，2005，第一版第十一章疾病产生的分子基础一、目的求：掌握：基因突变的概念、类型及特点。
熟悉：基因突变的发生机制；疾病相关基因的研究策略。
了解：基因突变与疾病发生；血红蛋白病等常见单基因病的发病分子机制。
二、讲授重点：基因突变的类型及特点。
三、讲授难点：基因突变的分子机制。
四、教学方法：多媒体教学、板书五、教具：多媒体课件、多媒体设备、电子光标笔、粉笔、黑板、教材六、讲授内容：第一节基因结构改变引起疾病一、基因结构改变:在基因的特定DNA序列中，其碱基组成及排列顺序可因机体内外因素的作用发生改变，导致DNA一级结构发生改变，改变基因结构，形成基因突变（mutation）。
如果基因突变使蛋白质发生了质的改变，即理化性质、生物化学性质、免疫学性质及生物学功能的改变，或使蛋白质量的改变超过了生理范围，就会导致疾病的发生。
基因突变的多种类型：点突变是单个碱基的改变；可分为转换（transition）和颠换（transversion）两种。
转换指同类型碱基之间的取代，即一种嘧啶碱基被另一种嘧啶碱基取代或一种嘌呤碱基被另一种嘌呤碱基取代形成的点突变。
颠换指不同类型碱基之间的取代，即一种嘧啶碱基被一种嘌呤碱基取代或一种嘌呤碱基被一种嘧啶碱基取代形成的点突变。
缺失（deletion）是一个或多个核苷酸的丢失；插入（insertion）是一个或多个核苷酸的增加；倒位是一段核苷酸序列方向倒转：基因内部的DNA序列可发生重组，使一段DNA序列的方向反置，如由原来的5ˊ→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。
分子生物学2012版教学大纲医学类csu
《分子生物学》教学大纲课程编号：280307Z1课程名称：分子生物学英文名称：Molecular Biology学时与学分：总学时：24 理论学时：16 讨论学时：8 学分：1.5先修课程：细胞生物学生物化学适应专业：医学一类医学二类（不含生物科学专业）教材及参考书：《医学分子生物学》胡维新主编.北京: 科学出版社. 2007《医学分子生物学》冯作化主编.北京: 人民卫生出版社. 2005《基因X》 (美)克莱博斯等编著.北京：科学出版社. 2011Molecular Biology. Robert F. Weaver编著. (第二版). 北京：科学出版社. 2002 Molecular Cloning. Sambrook and Ruussell编著. (第三版). 西安：世界图书出版公司.2002Medicine Molecular Biology. Timothy M. Cox & John Sinclair编著. 北京：科学出版社. 2000《分子生物学基础与临床》陈丙莺，陈子兴，主编. 南京：东南大学出版社. 2000《医学分子生物学》张迺蘅主编. 北京：北京医科大学出版社，1999《分子生物学习题集》刘静曾海涛主编.中南大学出版社.2012一、课程的性质和任务分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，近年来已在医药卫生及其它领域有着突飞猛进的发展，已成为医学教学不可缺少的一部分。
本课程的主要任务是使学生掌握分子生物学的基本理论、基本知识与基本技能，同时熟悉分子生物学在医学领域的应用，了解分子生物学的主要新进展和新技术。
二、课程基本要求基本理论和基本知识1.了解分子生物学的定义、研究对象和研究内容；分子生物学的发展简史和医学的关系。
2.掌握基因及基因组的概念；真核基因的结构；病毒、原核生物和真核生物基因组结构特点。
3.掌握基因表达、多顺反子、反式作用因子、顺式作用元件的基本概念；乳糖操纵子的结构、乳糖操纵子的转录调控机制。
医学分子生物学中南大学课件
速确诊疾病，为及时治疗提供保障。
THANKS
谢谢您的观看
基因敲除技术
总结词
基因敲除技术是一种利用同源重组原理，定点删除目标基因的技术。
详细描述
基因敲除技术的基本原理是利用同源重组原理，通过构建含目标基因片段的同源重组载体，将其导入受体细胞 ，使载体上的目标基因片段与受体细胞的同源基因发生同源重组，从而定点删除目标基因。基因敲除技术可用 于研究基因功能、疾病治疗等。
干细胞与再生医学的研究与应用
干细胞概述
干细胞应用领域Leabharlann 介绍干细胞的定义、分类及来源。
阐述干细胞在组织工程、器官移植、神经再 生等领域的应用及研究进展。
再生医学技术
前景展望
介绍细胞因子、生长因子等在促进组织再生 中的应用，以及3D打印技术在器官再生中 的最新进展。
分析干细胞与再生医学在未来医疗领域的应 用前景及挑战。
医学分子生物学在神经退行性疾病诊断与治疗中的应用
总结词
早期诊断、病理机制、药物治疗
详细描述
医学分子生物学技术在神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病的诊断中 具有重要作用，可实现疾病的早期诊断和病理机制研究，为药物治疗和新药 研发提供线索。
05
医学分子生物学前景展望
基因治疗与基因药物的开发与应用
生物信息学概述
介绍生物信息学的定义、研究内容 及在医学领域的应用范围。
精准医学与生物信息学
阐述精准医学的概念、技术及生物 信息学在其中的作用，如基因组学 、蛋白质组学、代谢组学等。
生物信息学前沿技术
介绍大数据分析、人工智能、云计 算等前沿技术在生物信息学中的应 用及发展趋势。
前景展望
分析生物信息学在医学研究、临床 诊断、药物研发等领域的前景及挑 战。
THANKS
谢谢您的观看
基因敲除技术
总结词
基因敲除技术是一种利用同源重组原理，定点删除目标基因的技术。
详细描述
基因敲除技术的基本原理是利用同源重组原理，通过构建含目标基因片段的同源重组载体，将其导入受体细胞 ，使载体上的目标基因片段与受体细胞的同源基因发生同源重组，从而定点删除目标基因。基因敲除技术可用 于研究基因功能、疾病治疗等。
干细胞与再生医学的研究与应用
干细胞概述
干细胞应用领域Leabharlann 介绍干细胞的定义、分类及来源。
阐述干细胞在组织工程、器官移植、神经再 生等领域的应用及研究进展。
再生医学技术
前景展望
介绍细胞因子、生长因子等在促进组织再生 中的应用，以及3D打印技术在器官再生中 的最新进展。
分析干细胞与再生医学在未来医疗领域的应 用前景及挑战。
医学分子生物学在神经退行性疾病诊断与治疗中的应用
总结词
早期诊断、病理机制、药物治疗
详细描述
医学分子生物学技术在神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病的诊断中 具有重要作用，可实现疾病的早期诊断和病理机制研究，为药物治疗和新药 研发提供线索。
05
医学分子生物学前景展望
基因治疗与基因药物的开发与应用
生物信息学概述
介绍生物信息学的定义、研究内容 及在医学领域的应用范围。
精准医学与生物信息学
阐述精准医学的概念、技术及生物 信息学在其中的作用，如基因组学 、蛋白质组学、代谢组学等。
生物信息学前沿技术
介绍大数据分析、人工智能、云计 算等前沿技术在生物信息学中的应 用及发展趋势。
前景展望
分析生物信息学在医学研究、临床 诊断、药物研发等领域的前景及挑 战。
医学分子生物学中南大学课件0
为这是加快癌症研究进程的一条有效途径。
主要的目标是绘制遗传连锁图、物理图、转录图，并完 成人类基因组全部核苷酸序列测定。测出人体细胞中 24 条染色体上全部 30 亿对核苷酸的序列，把所有人类基因 都明确定位在染色体上，破译人类的全部遗传信息。
HGP是人类自然科学史上与曼哈顿原子弹计划和阿波罗
登月计划相媲美的伟大科学工程。
重组DNA (recombinant DNA)技术是近 代分子生物学技术的核心。 基因操作 (gene manipulation) 分子克隆 (molecular cloning) 基因克隆 (gene cloning) 基因工程 (gene engineering)
2019/3/4 13
分子医学（molecular medicine）：
1975 with Howard Temin and Renato Dulbecco for discovering reverse transcriptase.
2019/3/4
35
5．DNA序列分析技术：
双脱氧末端终 止法:1977年， 剑桥大学 Sanger F等发 明。 化学裂解法:
美国Maxam I和 Gilbert W发明。
Friedeich Miescher
2019/3/4
20
自核酸被发现以来的相当长时期内，
对它的生物学功能几乎毫无所知。 1928
年(Frederick Griffith)以后，核酸功能
研究取得了重大进展。
2019/3/4
21
In 1928, an experiment of Frederick Griffith using pneumonia bacteria and mice
分子生物学_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
分子生物学_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下哪项属于真核生物基因的顺式作用元件参考答案:增强子2.以下哪项是原核生物基因组的结构特点参考答案:操纵子结构3.串联重复拷贝数的增加是不稳定的，它可随世代的传递而扩大，所以被称为动态突变（dynamic mutation）。
参考答案:正确4.强直性肌营养不良由3ˊ非翻译区CTG拷贝数过度增加引起。
参考答案:正确5.基因诊断不仅局限于遗传病的诊断。
参考答案:正确6.可用于分析基因转录水平变化的是（）参考答案:RT-PCR7.作为克隆载体的质粒具有一个以上的遗传标记，便于对宿主细胞进行选择。
参考答案:正确8.3种等电点不同的蛋白质：甲蛋白等电点为6.1，乙蛋白为4.3，丙蛋白为5.7。
在负极点样后再电泳30分钟，请问哪种蛋白泳动的距离最远（）参考答案:乙蛋白9.转染是指真核细胞主动摄取或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程。
参考答案:正确10.一次检测可以诊断出DNA多位点突变的是参考答案:反向斑点杂交11.基因诊断检测的是基因本身的结构或表达产物变化。
参考答案:正确12.增强子的作用是参考答案:增强基因转录13.真核生物基因表达调控的关键环节是参考答案:转录起始14.Taq DNA聚合酶无5′→3′外切酶活性。
（）参考答案:错误15.反式作用因子的化学本质是参考答案:RNA或蛋白质16.PCR反应中产物一直呈指数积累。
（）参考答案:错误17.在大肠杆菌中表达真核基因,必须用参考答案:cDNA18.以下哪项技术常用于基因诊断中参考答案:PCR19.在大肠杆菌表达系统中，表达分泌蛋白是避免表达的蛋白被宿主菌对产物的降解、减轻宿主细胞代谢负荷及恢复表达产物天然构象的有力措施。
参考答案:正确20.腺病毒载体具有定点整合的特点。
参考答案:错误21.自杀基因治疗使用的前体药物是有毒的。
参考答案:错误22.基因治疗使用最多的载体是病毒载体。
中南大学生物科学与技术学院分子生物学研究中心教案.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: 医学分子生物学授课内容: 基因诊断与基因治疗授课对象：临床医学五年制授课时数：4学时授课教师：授课地点：湘雅医学院新教学区授课时间：授课教材：医学分子生物学（21世纪高等院校教材），胡维新主编，北京：科学出版社，2007年2月，第一版；生物化学，周爱儒主编，人民卫生出版社，2005，第6版第三章基因诊断与基因治疗一、目的要求：掌握：基因诊断的基本概念及特点；限制性酶谱分析法、RFLP、等位基因特异性寡核苷酸探针杂交等方法的原理；PCR技术用于基因诊断的原理及特点；基因治疗的基本概念及特点；基因治疗的基本程序。
熟悉：PCR-SSCP分析、基因测序、基因芯片等用于基因诊断的原理及特点；基因诊断的应用；基因治疗常用方法，包括反义RNA、核酶、三链DNA和RNA 干扰技术等。
了解：基因诊断和基因治疗的发展历史及前景。
二、讲授重点：基因诊断和基因治疗的基本概念及特点；基因诊断的常用方法及应用原理；基因治疗的常用方法及基本程序。
三、讲授难点：限制性酶谱分析法、RFLP、PCR-ASO探针杂交等方法的原理；PCR、PCR-SSCP 分析等用于基因诊断的原理。
四、教学方法：多媒体教学五、教具：多媒体课件六、讲授内容：第一节基因诊断一、基因诊断的概念及区别于其他诊断学的特点基因诊断的出现：1976年加州大学华裔科学家Kan YW用核酸分子杂交首次对一例α珠蛋白生成障碍性贫血进行诊断狭义概念: 在基因（DNA或RNA)水平，用PCR、核酸杂交、基因重组、基因芯片等各种分子生物学技术检测特定基因存在与否、结构变异和表达状态的过程，对疾病作出诊断。
与传统诊断的区别：直接以病理基因（致病基因、疾病相关基因和外源性病原生物基因等）为分析对象，即对待诊生物材料某一（些）特定基因进行分析判断。
遗传物质改变：一是DNA或RNA水平变化，如病毒基因及其转录产物在体内从无到有、癌基因表达水平从低到高等；二是基因结构变化即突变，如点突变引起基因失活、染色体转位引起基因异常激活或灭活等。
中南大学分子生物学
中南大学分子生物学什么叫分子生物学？它包括哪些主要内容？简述分子学研究现状及其在医学上的应用。
人类基因组计划研究的主要目标是什么？什么是人类基因组计划，它包含了哪些内容？什么是Alu序列？简述Alu序列的基本特征及其应用。
什么是选择性剪切？简述mRNA选择性剪切的生物学意义。
什么是基因定点诱变技术？简述基因定点诱变技术的应用并举例说明。
简述PCR的基本原理及其应用。
什么是半保留复制？简述半保留复制的基本过程。
什么是人类基因组计划（HGP）？阐述HGP的科学意义及其对未来医学发展的影响。
什么是操纵子学说？阐述原核生物基因表达调控机制。
什么是α-互补作用？简述α-互补作用的产生机制。
什么是RNA干扰现象？简述RNA干扰的产生机制及其应用。
什么是DNA指纹图谱？阐述DNA指纹图谱的产生机制及其应用。
什么是基因治疗？阐述逆转录病毒的生活周期及其在基因治疗中的应用。
试述在基因克隆中阳性克隆的筛选方法和原理.基因重组技术有哪几个方面的应用？什么是功能基因组学，它包含了哪些研究内容？试述引物二聚体形成的原因。
什么是细胞凋亡，细胞凋亡和坏死之间有哪些主要区别？DNA左右手双螺旋DNA结构上有何特点,并说明其主要的生物学功能。
三股螺旋DNA和四股DNA结构上有何特点，并说明其主要的生物学功能。
真核生物与原核生物的mRNA结构各有何特点？RNA有哪几种？其主要生物学功能是什么？影响DNA变性、复性的因素有哪些？举例说明蛋白质一级结构与功能的关系？举例说明蛋白质空间结构与功能的关系。
简述糖蛋白的结构特点及其生物学功能。
比较真核基因组和原核基因组的异同。
简述真核基因组的组织特征。
试述人类基因组DNA重复序列多态性的分子基础及分类。
试述肿瘤病毒的致瘤机理。
与原核基因组和真核基因组相比，病毒基因组有何特点。
何谓DNA复制的半不连续性？大肠杆菌中前导链与随从链的合成各有何特点。
简述DNA复制过程，参与的酶及蛋白质因子，以及他们在复制中的作用。
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基因结构与表达异常与疾病
• 细胞微环境的变化，包括基因甲基化 的变异以及各种特定基因表达的异常 都和疾病发生有关。越来越多的证据 显示基因表达的异常将导致各种疾病 的发生，尤其是肿瘤形成。
基因结构与表达异常与疾病
• 人的基因组中有相当一部分基因，甚至染色体 片段，在精子或卵细胞形成过程中，会因某种
•亮氨酸的密码子UUA，中间的U变为A这样 一个碱基变化就会成为（终止密码子）UAA。
• 当DNA分子中一个终止密码发生突变，成 为编码氨基酸的密码子时，多肽链的合成 将继续进行下去，肽链延长直到遇到下一 个终止密码子时方停止，因而形成了延长 的异常肽链，这种突变称为终止密码突变 （termination codon mutation）或延长突 变（elongtion mutation）。
• 当基因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
• 如变单的纯遗β传6效谷应氨，酸这→种缬突氨变酸称，为抑则制可基产因生 Hb突S变病（，su往pp往re造sso成r 死gen亡e m。u但tatHiobn）Ha。rlem临 床表现却较轻，即β73的突变抑制了β6突 变的有害效应。
• 血红蛋白(hemoglobin, Hb)的结构特点 • 珠蛋白(globin)基因的时、空特异性表达
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
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)
第十一章 Chapter11 疾病产生的分子基础
Molecu结构与表达异常与疾病
• 人类疾病如白血病、恶性肿瘤、糖尿病、 神经退行性疾病、心脑血管、高血压等 的发生和发展都涉及到有关蛋白质及其 复合物的结构、功能和相互作用异常。
• 人体内蛋白质分子结构和功能的异常 是疾病的发生和发展的主要原因 。
(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。
• 移码突变(frame-shift mutation)：指DNA链上
插入或丢失1个、2个甚至多个碱基（但不是三 联体密码子及其倍数），在读码时，由于原来 的密码子移位，导致在插入或丢失碱基部位以 后的编码都发生了相应改变。移码突变造成的 肽链延长或缩短，取决于移码终止密码子推后 或提前出现。
3. 插入（insertion）
基因突变的类型
4. 倒位是一段核苷酸序列方向倒转：基因 内部的DNA序列重组，使一段DNA序 列的方向倒转。
5. 配子突变与体细胞突变 6. 动态突变指串联重复拷贝数随世代的传
递而改变（dynamic mutation）
(二) 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)
• 同义突变(same sense mutation)： 密码子发生改变, 但所编码的氨基 酸不变。
例如：CUU CUC CUG → 亮氨酸
• 错义突变（missense mutation）指DNA改变后 mRNA中相应密码子发生改变，编码另一种氨基 酸，使蛋白质中的氨基酸发生改变。
•错义突变结果产生异常蛋白质和酶。但也有不少基因由于错 义突变产生部分降低活性和异质组分的酶，不完全抑制了催
基因突变的类型
1. 点突变:单个碱基的改变 在基因一级结构的某个位点上，一种碱基
被另一种碱基取代。
分为： 转换 （transition） 颠换 （transversion）
基因突变的类型
2. 缺失（delelation）是一个或多个核苷 酸的丢失：在基因一级结构中某个位点 上，一个核苷酸或一段核苷酸序列丢失 造成的基因结构改变。
结构修饰而不能表达，称为基因印迹 （genetic imprinting）。这种在生物进化
中形成的、有规律而又受控的基因失活是机体 中基因表达调节的一种重要方式。基因印迹的 异常往往会导致多种遗传性疾病。
一、基因结构与表达异常与疾病发生
1．基因结构改变 2．细胞间信号异常 3． 细胞内因素
(一) 基因突变的多种类型
1. 点突变是单个碱基的改变 2. 缺失是一个或多个核苷酸的丢失 3. 插入是一个或多个核苷酸的增加 4. 倒位是一段核苷酸序列方向倒转 5. 基因突变还分为配子突变与体细胞突变 6. 动态突变指串联重复拷贝数随世代的传
递而改变
基因突变
由于体内外各种因素改变了某基因特定 的DNA序列碱基组成和排列顺序，导致 DNA一级结构发生改变，改变了基因结 构；其分子机制可以是替换、插入或缺 失，因而产生不同的突变类型。
化反应，这种基因称为漏出基因（leaky gene）。有些错
义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，不表现出明显的表型 效应。
由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨 基酸的密码子变成一个终止密码子的基因突变 叫无义突变 (nonsense mutation) 。
•酪氨酸的密码子是UAC，置换突变使UAC变 为密码子UAG后翻译便到此停止。
(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 1. 血红蛋白病 (hemoglobinopathy)：
(2) 缺失或插入突变(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)