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分子生物学课件

来源：花匠小妙招时间：2024-11-14 19:42

1、癌细胞中国协和医科大学王先化博士后多细胞器官性的疾病，这些器官的细胞生长异常，失去调节，并常伴有异常分化，形成瘤。在高等脊椎动物中及植物中都有发现。癌细胞中国协和医科大学王先化博士后多主要内容癌细胞的主要特征癌基因抑癌基因主要内容癌细胞的主要特征一、癌细胞的主要特征一、癌细胞的主要特征能无限增殖接触抑制现象丧失癌细胞间粘着性减弱normal cellscancerous cells能无限增殖 normal cellscancerous ceThe invasion of normal tissue by a growing tumor (in red)4. 具有迁移性The inva

2、sion of normal tissue 5. 对生长因子需要量降低5. 对生长因子需要量降低分子生物学课件What is the molecular basis for cancer biology ?What is the molecular basis foactivating oncogenes and/or inactivating tumor suppressors. activating oncogenes and/or in二、癌基因（ oncogens）accelerator二、癌基因accelerator（一）癌基因（Oncogens）Definition：具有致癌能力或

3、致癌潜能的基因Discovery：1976，Rous肉瘤病毒中，分离出src gene，这是人类第一次真正在基因水平上证实和肿瘤相关的基因。病毒癌基因（viral oncogene, v-onc）：病毒所携带的致癌基因细胞癌基因（ cellular oncogene, c-onc ）或原癌基因（proto-oncogene）：细胞中与病毒癌基因同源的基因。（一）癌基因（Oncogens）Definition：分子生物学课件是一类广泛存在生物体中，高度保守的基因，其产物具有调控细胞增生的重要功能，当其受某些因素的影响，能发生突变（活化）成为癌基因，导致细胞恶性转化。(二)细胞癌基因（ cellu

4、lar oncogene, c-onc ）或原癌基因（proto-oncogene）是一类广泛存在生物体中，高度保守的基因，其产物具有调控细胞增（1）广泛存在于生物体。是未激活的癌基因，是人或动物细胞中的一类固有的正常基因。（2）高度保守，功能相似。（3）产物有重要功能。促进正常细胞生长、增殖、发育等。（4）正常成人组织中原癌基因的表达水平很低或不表达（5）在致癌因素作用下，可转化为癌基因，引起细胞癌变。原癌基因的特点（1）广泛存在于生物体。是未激活的癌基因，是人或动物细胞中的Somatic mutation generates a transformed cell by converting

5、 a proto-oncogene to an oncogene. Somatic mutation generates a t肿瘤细胞中原癌基因表达的特点某些原癌基因具有高水平的表达或过度表达原癌基因的表达程度和次序发生紊乱肿瘤细胞中原癌基因表达的特点某些原癌基因具有高水平的表达或过effects of mutations in oncogenes原癌基因是显性的 ! effects of mutations in oncogeProto-oncogenes become oncogenes, how ?Proto-oncogenes become oncogen（三）原癌基因激活的分子机制

6、Mutations in coding regionMutations regulatory regionChromosome rearrangement causing both（三）原癌基因激活的分子机制Mutations in codActivation of a proto-oncogene to an oncogeneActivation of a proto-oncogene点突变LTR插入基因重排缺失基因扩增点突变Example: ras 第一个被证实由于点突变而引发癌症的基因（ 1982，Tabin C J and Reddy E P)。带有GTP的Ras是活性的，而内在的G

7、TPase活性使GTP 水解成GDP，而结合GDP的Ras则失活， GAP （GTP酶激活蛋白）以及 SOS（鸟苷释放因子）可调节Ras 蛋白活性。（1）点突变Example: ras 带有GTP的Ra 癌基因激活的机制：点突变 Ras 是GTP结合蛋白，传导生长因子受体信号。 ras基因的点突变降低了GTPase活性，使其放大了对生长因子的反应，导致细胞过量生长。癌基因激活的机制：Ras 是GTP结合蛋ras终产物是P21，是一种G蛋白GAP能激活P21的GTPase活性，使P21-GTP降解成P21-GDP。正常细胞中，P21几乎全部与GDP结合点突变后，改变P21的构象，使GAP不

8、能识别和激活GTPase活性，使P21处于活性状态。ras终产物是P21，是一种G蛋白分子生物学课件分子生物学课件LTR是逆转录病毒基因组两端的长末端重复序列。 LTR结构中含有强的启动子序列。当病毒基因组整合到人的基因组中时，若LTR插入到原癌基因启动子区域或邻近处，可启动和促进基因转录，激活原癌基因的表达。（2） LTR插入LTR是逆转录病毒基因组两端的长末端重复序列。（2） LT（3）基因重排（3）基因重排（4）缺失很多原癌基因5端存在负调控序列，一旦该序列缺失或突变，则其抑制基因表达能力丧失。（4）缺失很多原癌基因5端存在负调控序列，一旦该序列缺失（5）基因扩增基因拷贝数增加，导

9、致基因表达水平提高。（5）基因扩增基因拷贝数增加，导致基因表达水平提高。（四）原癌基因编码信号传导中的组分生长因子，如sis，生长因子受体，如fms、erbB，蛋白激酶及其它信号传导组分，如src、ras、raf，转录因子，如myc、fos、jun。（四）原癌基因编码信号传导中的组分生长因子，如sis，表16-1 一些原癌基因的功能原癌基因功能相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受体酪氨酸激酶，CSF-1 受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤Abl-1非

10、受体酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号转导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt 淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤jun转录因子erb-A转录因子急性非淋巴细胞白血病bcl-1cyclinD1B细胞淋巴瘤表16-1 一些原癌基因的功能原癌基因功能相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受体酪氨酸激酶，CSF-1 受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤Abl-1非受体酪氨酸激酶慢

11、性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号转导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt 淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤jun转录因子erb-A转录因子急性非淋巴细胞白血病bcl-1cyclinD1B细胞淋巴瘤原癌基因功能相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号传导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt 淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病my

12、b转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤表16-1 一些原癌基因的功能原癌基因功能相关肿瘤sis生长三、抑癌基因（ Tumor-suppression genes）Brakes三、抑癌基因（ Tumor-suppression ge指存在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因，当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。指存在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的正常细胞内，抑制细胞生长，抑癌作用的基因在细胞生长中起负调控作用，抑制增殖，促进分化、成熟和衰老。此类基因突变、缺失或失活，引起细胞恶性转化，导致肿瘤大多数抑癌基因是隐性基

13、因（一）抑癌基因的特点正常细胞内，抑制细胞生长，抑癌作用的基因（一）抑癌基因的特点effects of mutations in tumor-suppressor genes抑癌基因是隐性的 ! effects of mutations in tumor-（二）抑癌基因的表达产物转录因子p53, WT1细胞周期因子RB, p16信号通路因子NF1(一种ras GTPase活化蛋白)磷脂酶PTENmRNA合成调控因子VHL（二）抑癌基因的表达产物转录因子分子生物学课件1969年亨利.哈里斯和乔治.克莱因TSG研究的途径细胞融合实验1969年亨利.哈里斯和乔治.克莱因TSG研究的途径细胞融合杂交细

14、胞由正常细胞得到某个特定基因杂交细胞核型不稳定传代过程中染色体丢失丢失该基因所在染色体恶性表型恢复实验结果说明在正常细胞染色体上存在有抑制细胞恶性表型或阻止肿瘤形成作用的基因杂交细胞由正常细胞得到某个特定基因实验结果说RBThe first identified tumor-suppressor genesExample 1：RBThe first identified tumor-sRB基因的发现第一个被鉴定和克隆的抑癌基因儿童视网膜母细胞瘤（ retinoblastoma ）中发现的这类肿瘤中的40具家族性，有遗传倾向第13 染色体q14带缺失，RB 基因位于这个区域RB基因的发现第一

15、个被鉴定和克隆的抑癌基因全长：200 kb定位：13q14.1外显子：27 个内含子：26 个编码产物：928 个氨基酸蛋白分子量：110 kD全长：200 kb人13 染色体14q 带中两个拷贝的RB基因丢失后，可导致视网膜母细胞瘤。人13 染色体14q 带中两个拷贝的RB基因丢失后，可导致视分子生物学课件What is the functions of RB ?What is the functions of RB ?RBRB controlling cell cycle控制细胞周期。控制G1 SRBRB controlling cell cycle控制细Rb基因P110蛋白去磷酸化形

16、式磷酸化形式促进细胞分裂抑制细胞分裂Rb基因P110蛋白去磷酸化形式磷酸化形式促进细抑制细在G1期：RB与E2F结合，抑制E2F的活性。 E2F是一种转录因子它激活的靶基因的产物为S 期所必需的。在G1/S期: RB被周期蛋白/CDK2复合物磷酸化，释放E2F E2F被激活，引发基因表达(DNA pol, histone etc.) 细胞从G1进入S RB controlling cell cycle在G1期：RB与E2F结合，抑制E2F的活性。RB con非磷酸化的RB阻断细胞周期正常细胞：通过RB 被磷酸化来解除对细胞增殖的抑制肿瘤抗原（如SV40 T抗原）与RB结合，使RB不能与E2F

17、结合，细胞周期可以自由地进入S 期非磷酸化的RB正常细胞：通过RB 被磷酸化来解除对细胞增殖的p53Molecule of the year 1993Example 2：p53Molecule of the year 1993Ex全长：20Kb定位：17p13.1外显子：11个编码氨基酸：393个分子量：53 kD高度保守区：5 个全长：20Kbp5353 kD proteinSingle allele mutation: Li-Fraumeni syndrome一种重要的肿瘤抑制因子p5353 kD proteinThe amino acid residues most frequently

18、 mutated in p53 from human tumorsThe amino acid residues most fWhat is the functions of p53 ?What is the functions of p53 ?野生型的p53限制细胞生长缺乏p53，细胞生长失去限制突变的p53亚基，阻止蛋白功能细胞生长失去限制野生型的p53限制细胞生长缺乏p53，细胞生长失去限制突变的What is the pathway ?What is the pathway ?阻断细胞周期，使其停留在G1期维持基因组稳定性细胞凋亡一种转录因子一种修复蛋白阻断细胞周期，维持基因组细胞凋亡

19、一种转录因子一种修复蛋白P53作为一种转录因子可激活多种途径：（1）最主要的途径是通过阻断细胞周期使其停留在G1期， P53激活P21，P21是一种细胞周期抑制因子，能阻止细胞通过G1期。（2）P53能激活GADD45，它能识别维持基因组稳定性的途径。（3）可引起细胞凋亡。P53作为一种转录因子可激活多种途径：细胞DNA损伤P53G1期停滞突变P53无G1期停滞细胞DNA损伤P53G1期停滞突变P53无G1期停滞复制受损DNA变异细胞死亡恶化细胞凋亡修复S 期复制受损DNA变异细胞死亡恶化细胞凋亡修复S 期正常情况下，P53蛋白很不稳定，在细胞中水平非常低，但当细胞感觉到DNA损伤时，就会放慢P53的降解，P53水平增加并起保护措施。(1)当较高水平的P53存在时,阻断细胞周期,使其停在G1期时,对DNA进行修复.(2)如果这种损伤太严重,以至无法修复时,P53就会起始细胞周期凋亡途径,将细胞剔除,将受损的DNA永久的从生物体消除掉.正常情况下，P53蛋白很不稳定，在细胞中水平非常低，但当细胞A model for the function of p53A model for the function of p5p53 function a