癌基因与抑癌基因
分子生物学第二十二章癌基因、抑癌基因
癌基因和抑癌基因
1
肿瘤的发生是细胞生长和细胞分化紊乱 所致的细胞无节制增殖的结果。
癌基因—细胞正增殖信号 抑癌基因(肿瘤抑制基因)—细胞负增殖信号 基因组维护基因
2
癌基因和肿瘤抑制基因在细胞增殖中的作用 3
癌基因、抑癌基因与细胞生长
抑癌基因 癌基因
产物
负调控 正调控
细胞
生长因子
4
第一节
增强。 2.表达融合蛋白
慢性粒细胞性白血病:bcr-abl融合基因 9号染色体ABL → 22号染色体BCR → BCR-ABL融合基因→融合蛋白BCR-ABL
(TPK活性)
20
21
(四)原癌基因获得启动子或增强子而激活
原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子, 可激活原癌基因,使其表达产物增多。 例:禽白血病病毒(ALV)感染细胞后诱发
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(三)BCR-ABL慢性粒细胞白血病治疗的重要分子靶点
慢性粒细胞白血病患者的9号染色体与22号染 色体之间发生易位,从而融合产生了癌基因BCRABL,编码的蛋白质BCR-ABL具有持续活化的蛋白 酪氨酸激酶活性,能促进细胞增殖,并增加基因 组的不稳定性。
例如: 在95%的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有
节细胞生长与分化的多肽类物质。
28
作用模式 内分泌 (endocrine) 旁分泌 (paracrine) 自分泌 (autocrine)
29
30
二、生长因子作用机制
与膜受体结合
与胞内受体结合
酪氨酸激酶活化
胞内相关蛋白 质被磷酸化
产生相应第二信使
生长因子–受体
蛋白激酶活化 复合物,活化
相关基因
启动因子
癌基因和抑癌基因
多发性神经纤维瘤 NF1 17q11.2 神经纤维瘤,
催化Rnas失活
肉瘤,胶质瘤
现已知约有30多种TSG(Nature, Vol 409, Feb, 2001)
28
原癌基因 (proto-oncogene)
细胞内参与生长调控、易于引起癌变的基因
癌基因
能引起细胞恶性转化的核酸片断,它能促进 细胞的生长、增殖。
1
癌基因的发现
1910年Rous 发现鸡肉瘤病毒(RSV---RNA反转录 病毒)。
1963年Dulbeco发现正常细胞感染病毒可恶变为 癌细胞。
1970年Baltimore发现病毒感染宿主时,RNA经逆 转录酶合成DNA并整合到宿主DNA,从而导致宿主 细胞的恶性转化。
一旦在错误的时间,不恰当地点,不适量 表达即可能导致细胞无限制的增长而趋于恶性 转化。
6
癌基因的功能和分类
编码产物分布于细胞的不同部位,
依其编码产物功能分类:
1 生长因子:
sis PDGF
2 生长因子受体: erbB1 EGFR
3 信号传递因子: Ras
4 核转录因子: myc JUN FOS
7
癌 基 因 在 细 胞 内 的 分 布
12
DM
3 染色体易位,基因重排
染色体断裂与重排导致细胞癌基因在染 色体上的位置发生改变,易位到启动子或 增强子附近而被激活,或与其他高表达基 因形成融合基因. CML t(9;22)9q+ 和 22q-( Ph1) BL t(8;14) 8q- 和 14q+
13
14
15
4 启动子插入(promoter insertion)
3
4
5
癌基因与抑癌基因研究进展
常见的抑癌基因突变包括点突变、插入缺失、染色体易位和甲基化等,这些突变可能导致基因功能丧失或降低, 从而增加细胞恶性转化的风险。
致癌机制
抑癌基因的突变可以影响细胞生长、分化、凋亡和DNA修复等过程,从而促进肿瘤的发生和发展。例如,p53基 因的突变可以导致细胞对DNA损伤的修复能力下降,增加突变积累和肿瘤形成的风险。
04
癌基因与抑癌基因的相互作用
癌基因与抑癌基因的相互调控
癌基因与抑癌基因在细胞生长和分化过程中起着相互调控的作用。癌基因可以促 进细胞生长和分裂,而抑癌基因则通过抑制细胞生长和诱导细胞凋亡来维持细胞 稳态。
当癌基因被激活或抑癌基因失活时,这种相互调控的平衡被打破,可能导致细胞 恶性转化和肿瘤发生。
癌基因与抑癌基因的相互转化可以影 响肿瘤的发展和演化,为癌症治疗提 供新的靶点和策略。
05
展望与未来研究方向
针对癌基因与抑癌基因的治疗策略
靶向治疗
利用特异性抑制剂或拮抗剂,针 对癌基因或抑癌基因进行干预, 抑制其异常表达或激活其正常功 能,从而达到治疗肿瘤的目的。
免疫治疗
通过激活免疫系统,利用免疫细 胞或免疫分子识别和攻击肿瘤细 胞,同时调节癌基因与抑癌基因 的表达,增强治疗效果。
癌基因与抑癌基因在癌症发展中的协同作用
癌基因与抑癌基因在癌症发展中起着协同作用。癌基因的激 活可以促进肿瘤细胞的生长和扩散,而抑癌基因的失活则可 以促进肿瘤细胞的侵袭和转移。
癌基因与抑癌基因的协同作用可以导致肿瘤的形成和恶性转 化,影响癌症的发展进程和预后。
癌基因与抑癌基因的相互转化
在某些情况下,癌基因和抑癌基因之 间可以发生相互转化。一些基因在特 定条件下可以表现出癌基因或抑癌基 因的活性,这取决于其表达水平和调 控机制。
癌基因抑癌基因
4q21
FGF-6 人胃癌基因-2
hst-2
198
12q13
FGF-7 角化细胞生长因子 KGF
194
未定
二、膜受体类
目前对细胞转化和肿瘤发生有关的生长 因子受体的了解还只是一个开端,这些受体 除了具备一般激素受体的特征外,还具有本 身的一些特点。
①大多数为与细胞质膜相连的糖蛋白。② 大 多数为单体,如IGFⅡ、EGF、NGF、PDGF、 TGFα的受体,少数为寡聚体,如IGFⅠ受体。 ③基本上都具有膜外结合部分,跨膜区、酪 氨酸激酶活性区和自身磷酸化部分等几个功 能区。
致癌剂 突变类型 突变率
NMU
G35→A
61/61
DMBA DMBA 无
A182 A183→N A182→T C181→A A182→T
5/5 33/37 6/11 3/11
A182→G
2/11
HD-AAF C181→A
7/7
VC
A182→T
6/7
ras基因在致癌剂诱发肿瘤中的突变频率
种属 大鼠
小鼠
通过纯合缺失或失活而引起恶性转化的基因,被 称之抑癌基因(tumor suppressor gene)、抗癌基
因 ( antioncogene ) 或 肿 瘤 易 感 基 因 ( tumor susceptibility gene)等。
癌基因的调控属正信号,而抑癌基因属 负信号范围。确定一种抑癌基因在理论上需 符合三个基本条件: ①该恶性肿瘤的相应正常组织中该基因
原 癌 基 因 约 占 人 体 细 胞 基 因 的 0.1% ~ 1 % 。 目前已发现的癌基因有六大类百余种,其中 与人类肿瘤关系密切的原癌基因约30余种。
人类肿瘤中代表性癌基因
癌基因与抑癌基因
Packaging Of rotrovirus
Replication Component
gog LTR pol env LTR LTR gog pol
Replication Defection
env LTR
Protooncogene “captured” from host cell genome
13
3.点突变Point mutation
典型实例ras癌基因:p21 ras密码子12,13,61是突变“热点”。
H-ras第12位密码子GGC 变为 GTC,编码的氨基酸由甘氨酸变为 缬氨酸,这样其产物p21-ras蛋白的结构发生变化而导致基因的活化。 检测方法: 限制性内切酶长度多态性、单链构象多态性、寡核苷酸探针杂交、 变形高压液相色谱和PCR直接测序等。
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4.染色体移位Chromosomal translocation
不同染色体的一部分合并,造成基因重排、表达增加。
Burkitt淋巴瘤:chromosome 8q(c-myc) 14.2.22 c-myc 活化 慢性髓细胞性白血病(CML):chromosome 9大部位(c-abl) chromosom22一段,c-abl基因活化
cytoplasmic serine Threonine kinases
guanine nucleotide Exchange proteins
nuclear transcription factors
cytoplasmic Membrane associated Tyrosine kinases
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用方式是修复损伤DNA(DNA修复基因)、阻止恶性细胞的转移、
癌基因和抑癌基因
癌基因癌基因是一类会引起细胞癌变的基因。
其实,原癌基因有其正常的生物学功能,主要是刺激细胞正常的生长,以满足细胞更新的要求。
只是当原癌基因发生突变后,才会在没有接收到生长信号的情况下仍然不断地促使细胞生长或使细胞免于死亡,最后导致细胞癌变。
科学界研究发现,血硒水平的高低与癌的发生息息相关。
大量的调查资料说明,一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系。
目前癌症治疗中使用硒辅助治疗十分普遍。
常用的补硒制剂有新稀宝、硒维康等。
活化机制一获得启动子与增强子。
当逆转录病毒的长末端重复序列(含强启动子和增强子)插入原癌基因附近或内部时,启动下游基因的转录,导致癌变。
二基因易位—染色体易位重排,导致原来无活性的原癌基因移至强启动子或增强子附近而活化。
三原癌基因扩增原癌因扩增是原癌基因数量的增加或表达活性的增加,产生过量的表达蛋白也会导致肿瘤的发生。
四点突变原癌基因在射线或化学致癌剂作用下,可能发生单个碱基的替换——点突变,从而改变了表达蛋白的氨基酸组成,造成蛋白质结构的变异抑癌基因也称为抗癌基因。
正常细胞中存在基因,在被激活情况下它们具有抑制细胞增殖作用,但在一定情况下被抑制或丢失后可减弱甚至消除抑癌作用的基因。
正常情况下它们对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用机制其功能是抑制细胞周期,阻止细胞数目增多以及促使细胞死亡。
通常是一对等位基因均告缺失或都因突变而失去活性时,细胞发生癌变,此时缺失或突变的基因一般就是抑癌基因。
因此,抑癌基因反映了基因的功能丢失(loSS of function)。
抑癌基因原先有对细胞分裂周期或细胞生长设置限制的功能,当抑癌基因的一对等位基因都缺失或都失去活性时,这种限制功能也就随之丢失,于是出现了细胞癌变。
抑癌基因与癌基因之间的区别在于癌基因只要有一个等位基因发生突变时就可引起癌变,而抑癌基因只要有一个等位基因是野生型时,就可抑制癌变。
目前已发现的抑癌基因有10多种。
分子肿瘤学3癌基因与抑癌基因
• 病毒癌基因常会出现碱基取代或碱基缺失
• 二者的同源序列有一定程度的差异,功能 上也有差异
2、细胞癌基因的特点:
1、广泛存在于生物界中; 2、基因序列高度保守; 3、它的作用通过其产物蛋白质来体现; 4、被激活后,可形成癌性的细胞转化基因。
3、原癌基因甲基化程度降低而激活,属于外基 因机制(epigenetic)
• DNA分子甲基化有稳定双螺旋结构,阻抑转录 的作用。如结肠腺癌和小细胞肺癌中,c-ras 基因比邻近正常组织中甲基化明显降低,导致 原癌基因激活
4、基因扩增(gene amplification)
原癌基因以某种不适当的方式被复制,拷贝增 多,过度表达。采用细胞内微注射法证实,正 常p21ras在高浓度时具有转化活性。
(6)核内转录因子:如c-myc ,l-myc等。 编码产物为反式作用因子,们于核内, 可与某些特定的DNA结合,影响复制、 转录,从而影响细胞的增殖、分化和凋 亡
(三)原癌基因活化的机制
1、逆转录病毒激活原癌基因 插入激活或插入致突变 转导激活
2、人类原癌基因的激活 点突变 基因易位(重排) 基因扩增 外基因机制
(1)Initiating Stage: 细胞受癌 性启动因子作用,DNA发生改变,成 为癌前细胞,但表型正常。各种干细 胞及处于分裂增殖中的细胞对启动因 子更敏感
(2)Promoting Stage: 在启动因子 和促癌因子的协同作用下,细胞出现 恶性。
• 启动因子:低剂量,一次接触,本身有 致癌性
激酶活性。
bcr
abl 9
22
t(9;22)(q34;q11)
9 bcr/abl
癌基因和抑癌基因
二、抑癌基因有多种失活机制
1. 抑癌基因的作用特点: (1)癌基因的作用是显性的,而抑癌基因则往往是隐性的。原癌基因的两个等位基因的只要激 活一个就能发挥促癌作用,而抑癌基因则往往需要两个等位基因都失活才会导致其抑癌功能丧失。 1971年,A. Knudson提出二次打击假说(two-hit hypothesis)。 (2)单倍体不足型抑癌基因(haploinsufficient tumor suppressor gene):有些抑癌基因 只失活其等位基因中的一个拷贝就会引起肿瘤发生,即其一个正常的等位基因拷贝不足以完全发 挥其抑癌功能。 (3)显性负效突变(dominant negative mutation):有些抑癌基因,如TP53基因,当其 一个等位基因突变失活后,其表达的p53突变蛋白则能抑制另一个正常等位基因产生的野生型即 正常p53蛋白的功能。
(四)原癌基因的编码蛋白涉及生长因子信号转导的多个环节
1. 细胞外生长因子 2. 跨膜生长因子受体 3. 细胞内信号转导分子 4. 核内转录因子
类别 细胞外生长因子 跨膜生长因子受体
细胞内信号转导分子 核内转录因子
原癌基因编码蛋白的分类及功能举例
癌基因名称
SIS INT-2
EGFR HER-2 FMS、KIT
三、抑癌基因在肿瘤发生发展中具有重要作用
(一)RB基因
Rb蛋白的磷酸化状态与它的功能密切相
关。去磷酸化(或低磷酸化)形式为活
性型,能促进细胞分化,抑制细胞增殖。
Rb的磷酸化程度受细胞周期中增殖调控
蛋白质的直接控制。
E2F
低磷酸化Rb对细胞周期的负调节作用是
通过与转录因子E2F-1的结合而实现的。
促进增殖相关基因表达 促进增殖相关基因表达
癌基因和抑癌基因名词解释
癌基因和抑癌基因名词解释癌症是目前威胁人类健康的重大疾病之一,全球每年有数百万人因癌症而死亡。
癌症的发生与遗传基因密不可分,而在遗传基因中,癌基因和抑癌基因是极为重要的两类基因。
在本文中,我们将详细解释这两类基因的概念和作用。
1.癌基因癌基因指的是参与调控细胞生长、分化、凋亡等进程的基因,当它们出现突变、缺失、过度表达等异常情况时,会对细胞功能造成影响和改变,导致细胞增殖和癌症的发生。
而癌基因突变是引起肿瘤发生和发展的主要原因之一。
有许多种癌基因已经被发现并研究,比如RB、TP53、MYC等,它们的突变或过度表达与多种癌症的发生有关,包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌等。
而某些癌基因的突变可能与家族肿瘤病的形成有关。
当癌基因被发现后,研究者就会尝试设计治疗方法针对其突变进行准确治疗,比如针对EGFR基因突变的药物治疗对肺癌病人的治疗效果显著提升。
2.抑癌基因抑癌基因通常被称作抑制肿瘤基因或肿瘤抑制基因,是指能够调节细胞生命周期、遏制细胞增殖、促进细胞凋亡等进程的基因。
抑癌基因的主要作用是抑制肿瘤发生,并能够对人体细胞中的异常细胞进行稳定的遏制作用。
抑癌基因的失活也是导致肿瘤发生的重要原因之一,引起抑癌基因子突变的原因可能包括紫外线辐射、抗肿瘤药物化疗、病毒感染等。
常见的抑癌基因如BRCA1、BRCA2、P16、P53等,它们的异常变异与多种肿瘤的发生和愈后有关。
抑癌基因突变也可通过遗传方式传递,如果家族中已经有家族性肿瘤病发生,则需要进行相应的基因检测和预防。
3.癌基因和抑癌基因在治疗中的应用在癌症的治疗中,癌基因和抑癌基因的研究有助于更好地理解疾病的发生和治疗,有助于发现更有效的治疗方法和预防策略。
例如,在肿瘤治疗中,针对癌基因和抑癌基因的突变状态,可以选择使用针对基因突变的精准医疗方式,如选择性靶向药物、基因治疗和免疫治疗等。
而通过采用基因检测,可以及时识别癌症高风险人群和家族性肿瘤病患者,有效进行预防策略。
初二生物癌基因与抑癌基因
初二生物癌基因与抑癌基因初二生物:癌基因与抑癌基因癌症是一种严重的疾病,它对人类的健康和生活产生了巨大的影响。
人们长期以来一直在探索癌症的原因和治疗方法。
在过去的几十年里,科学家们发现了与癌症相关的一些基因,特别是癌基因和抑癌基因。
本文将介绍癌基因和抑癌基因的概念、作用以及与癌症发展的关系。
一、癌基因癌基因是一种能够引起细胞突变并促进肿瘤发展的基因。
在正常情况下,人体细胞的生长和分裂是受到严格控制的,当细胞出现损坏或老化时,会通过程序性死亡(凋亡)来维持身体的稳定。
但是,在一些情况下,细胞的生长和分裂过程会异常,细胞开始无限制地分裂,形成肿瘤。
癌基因的突变是导致肿瘤发展的重要原因之一。
突变是指基因序列的改变,使其功能发生异常。
癌基因突变可能导致细胞的生长信号通路异常,细胞髓质瘤生成和抑制凋亡机制紊乱。
例如,一些癌基因的突变可以使细胞增殖过程异常加强,从而导致细胞无法正常停止生长,形成肿瘤。
二、抑癌基因与癌基因相反,抑癌基因是一种能够抑制肿瘤发展的基因。
抑癌基因在细胞中起着重要的抑制癌变的作用。
它们可以通过调节细胞的增殖、凋亡、修复和分化等过程来保持细胞的稳定状态。
抑癌基因的功能失调也是导致癌症发生的重要因素之一。
当抑癌基因出现突变或缺失时,细胞无法正常受到抑制,增殖和分裂过程变得异常,导致癌细胞的无限制生长。
例如,BRCA1基因是一种重要的抑癌基因,它的突变与乳腺癌和卵巢癌的发生密切相关。
三、癌基因和抑癌基因的关系癌基因和抑癌基因在细胞生长和肿瘤发展中起着互相制约的作用。
正常情况下,抑癌基因可以控制癌基因的表达,并抑制细胞的无限制生长。
然而,当抑癌基因发生突变导致功能失效时,癌基因的活性可能得到增强,促进肿瘤的发展。
另一方面,当癌基因发生突变并失去正常的抑制作用时,细胞的生长和分裂过程会变得异常,导致肿瘤的发生。
因此,癌基因和抑癌基因之间的平衡是维持细胞稳态的关键。
一旦这种平衡被打破,肿瘤的发展就会受到不同程度的影响。
癌基因和抑癌基因
染色体定位:13q14 基因结构:≥200 kb,27个外显子,转录产物4.7 kb 蛋白产物:长度 928个氨基酸 分子量:105 kD (P105-RB) 部位:核内 功能:在G0,G1期与E2F结合,抑制E2F的转录活性,抑制多种原癌基因表达,控制细胞周期信息系统。去磷酸化形式是其活性形式。
逆转录病毒
逆转录病毒
前病毒:整合到细胞DNA中,两端带有LTR的DNA中间体。 前病毒→表达→组装成新病毒颗粒→细胞表面出芽
急性转化性反转录病毒 Acute Transforming Retrovirus
感染特点:潜伏期短 不能独立感染,需要辅助病毒 具有体外恶性转化相应靶细胞能力 结构特点:结构基因常常有不同类型缺损,是复制缺陷性非感染性病毒,获得了特定序列,即外加基因(癌基因)取代了基因组的一部分。 通常只含一种癌基因。
1、逆转录病毒
逆转录病毒是RNA病毒,含编码依赖RNA的DNA聚合酶(逆转录酶)基因。 3个结构基因(5’-gag--pol--env--3’) : gag--- 核心蛋白 pol---反转录酶 env---病毒外壳蛋白 长末端重复序列(long terminal repeats, LTR):含启动子、增强子和polyA添加信号
p53基因的功能
与DNA结合,在G1期检查DNA损伤点,监 视基因组完整性 a.抑制cyclin A表达 b.阻碍DNA聚合酶与DNA复制起始复合物结合 c.其氨基末端区有转录激活作用,激活某些抑制细胞分裂的基因表达
p53基因的功能
细胞未受损伤时,p53与mdm2结合,运送到细胞浆,泛素化而降解。 细胞受损伤时,p53被磷酸化,与mdm2解离,激活某些抑制细胞分裂的基因转录。
癌基因与抑癌基因名词解释
癌基因与抑癌基因名词解释癌基因和抑癌基因,这俩名字听上去就有点儿高大上,其实它们就像是细胞里的“好人”和“坏人”。
想象一下,你在一个聚会上,癌基因就是那个爱捣乱、总想引起注意的家伙。
而抑癌基因呢,简直就是那位热心肠的朋友,老想把一切搞得有条不紊,避免大家出糗。
癌基因一旦兴风作浪,细胞就可能变得疯狂,开始不受控制地分裂,咱们都知道,这可不是什么好事,对吧?就像是一个不听话的孩子,天天闹腾,让家长头疼不已。
而抑癌基因呢,它就像是个警察,时刻盯着那些乱七八糟的细胞,试图把它们拉回正轨。
要是没有抑癌基因的“守卫”,癌细胞就会肆无忌惮,真是让人感到心慌慌。
说到癌基因,咱们就不得不提“突变”这个词。
就像是电影里的反派角色,癌基因通常是由于一些外部因素,像辐射、化学物质等,导致细胞里的DNA发生了变化。
这就好比你一不小心按错了按钮,搞得整个系统瘫痪。
结果细胞开始失控,像是上了发条的玩具车,越滚越远,根本停不下来。
哎,这就很糟糕,细胞不听话,咱们的身体自然也就受了影响,没准儿就给癌症找了个机会。
说实话,这样的情况真是让人捏一把汗,癌基因简直就是健康的“终结者”。
而抑癌基因呢,简直就是逆转这一切的英雄。
它们的任务就是保持细胞的“正常秩序”,确保细胞分裂得当,不至于变得疯狂。
这就像是家里的老大,负责维持家庭和谐。
只要抑癌基因正常工作,癌基因就难以逞凶,咱们的身体就能保持健康。
可一旦抑癌基因出了问题,就像是老大失职,整个家就会乱成一团。
细胞就会不受控制地分裂,慢慢地就可能演变成癌症,这个时候,谁也救不了你。
你可能会问,这些基因是怎么产生的呢?咱们的基因就像一本厚厚的书,每一页都写满了关于生命的秘密。
癌基因和抑癌基因的故事,往往就是在这些“书页”上演的。
突变、损伤、环境影响等等,都可能改变这些基因的命运。
它们原本是好的,结果却因为某种原因变得不那么靠谱了。
这就像是一个好端端的孩子,被坏朋友带坏了,真让人心疼。
说到底,癌基因和抑癌基因在我们的生命中扮演着重要的角色,咱们可得好好保护它们。
癌基因与抑癌基因
癌基因与抑癌基因0912402017⏹通常细胞的正常生长与增殖是由两大类基因来调控的,一类是由癌基因所产生正调节信号:促进细胞生长和增殖,并阻止其发生终末分化.当该信号发生失常时,表现为肿瘤细胞的恶性生长;⏹另一类为抑癌基因产生的负调节信号:它能抑制增殖,促进分化,成熟和衰老,最终凋亡.在正常生理情况下,癌基因产生的正调节信号与抑癌基因产生的负调节信号在细胞内产生相互拮抗效应,维持平衡,对细胞的生长,增殖和分化进行精确调控.癌基因癌基因的概念:凡能编码生长因子、生长因子受体、细胞内生长信息传递分子,以及生长有关的转录调节因子的基因均归属于癌基因范畴。
癌基因分类:细胞癌基因(原癌基因)病毒癌基因含有病毒的启动子和增强子LTR gag pol env src LTR 长末端重复序列癌基因正常的病毒基因产生病毒核心蛋白产生逆转录酶和整合酶产生病毒外膜蛋白产生酪氨酸激酶*病毒基因组结构病毒癌基因的来源:⏹病毒癌基因并非逆转录病毒固有的基因.根据逆转录病毒生活史中有病毒DNA整合在宿主细胞基因组中的这一环节,推测病毒癌基因起源于宿主细胞.⏹此推测于1976年由Bishop等以v-src作探针,用分子杂交方法证实在正常鸡和其它脊椎动物的基因组中存在.因此将正常细胞中存在的与病毒癌基因同源的基因称为原癌基因或细胞癌基因,并在基因前冠以前缀c,如c-src细胞癌基因⏹细胞癌基因广泛分布在生物界,同时结构上具有很大的同源性.⏹细胞癌基因的表达产物对细胞正常生长,繁殖,发育和分化起着精密的调控作用.若细胞癌基因结构发生异常或表达失控,必然导致细胞生长增殖和分化异常,可能会形成肿瘤.细胞癌基因特点:1.分布广泛;2.基因序列具有高度保守性;3.其作用是通过表达产物蛋白体现的;4.在一些因素作用下,基因一旦激活,会形成癌性细胞转化基因.原癌基因激活的机制1.获得启动子与增强子2.基因易位:人Burkit淋巴瘤,位于8号染色体的c-myc移至14号染色体免疫球蛋白重链基因的调节区附近.3.原癌基因扩增:人的急性粒性白血病细胞株HL-60细胞中C-myc大量扩增。
癌基因、抑癌基因
第二十章癌基因、抑癌基因与生长因子一.癌基因(oncogene):细胞内控制细胞生长和分化的基因,它的结构异常或表达异常,可以引起细胞癌变。
原癌基因(pro-onc):存在于生物正常细胞基因组中的癌基因。
也称细胞癌基因(c-onc)。
二.病毒癌基因(V-onc):存在于病毒基因组中的癌基因,它不编码病毒的结构成分,对病毒复制也没有作用,但可以使细胞持续增殖。
反转录病毒的基因组整合到细胞的原癌基因附近时,通过复杂的重排和重组,可将细胞的该原癌基因转导到自己的基因组内,使原来的野生型病毒成为携有转化基因的病毒。
在转导过程中,新获得的细胞癌基因常取代了部分或全部的原来的病毒基因(gag,pol,env)使这种具有致癌能力的RNA病毒成为一种缺陷型。
以致它们的繁殖须依靠细胞内的同时感染的野生型辅助病毒(helper virus)提供必要的蛋白。
V-onc一般地均较相应的C-onc有强得多的转化能力。
三.细胞癌基因:是维持细胞正常功能的重要成分。
在控制细胞生长分化中起重要作用,只有当它的结构或调节区域发生变化,使其被激活,影响了正常生物功能时,才使得细胞发生转化,发生癌变。
1.特点:广泛存在于生物界;基因序列高度保守;维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用;被激活后,导致正常细胞癌变。
2.家族分类:src家族(产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性,能促进增殖信号的转导)、ras家族(编码小G 蛋白p21,参与cAMP水平的调节)、myc家族(编码核内DNA结合蛋白,调节其他基因转录的作用)、sis家族(编码的p28,能刺激间叶组织的细胞分裂繁殖)、myb家族(核内转录因子)。
四.癌基因活化的机制:1.获得启动子与增强子:逆转录病毒感染细胞后,病毒基因组所携带的长末端重复序列(LTR内含较强的启动子和增强子)插入到细胞原癌基因附近或内部, 启动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的转录水平,使原癌基因过度表达或由不表达变为表达,从而导致细胞发生癌变。
医学:癌基因与抑癌基因
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肿瘤转移
癌基因的突变还与肿瘤转移有关,一些基因的突变可以促进 肿瘤细胞的侵袭和转移,从而影响疾病的进展和预后。
抑癌基因突变与疾病
抑癌基因突变
抑癌基因的突变可以增加个体患癌症的风险,这些基因通常起到抑制细胞生长 和肿瘤形成的作用,当它们发生突变时,其抑制肿瘤生长的作用被削弱或丧失。
遗传性癌症综合征
一些抑癌基因的突变可以导致遗传性癌症综合征的发生,如Li-Fraumeni综合征、 Rb综合征等,这些综合征患者通常在较年轻时患上癌症,且具有家族聚集性。
了解癌基因和抑癌基因的作用机制, 可以为癌症的预防和干预提供新的思 路和方法。
靶向治疗
癌基因和抑癌基因的突变可以成为癌 症治疗的靶点,通过针对这些突变基 因的治疗,可以有效地抑制肿瘤的生 长和扩散。
癌基因与抑癌基因的研究历史与发展
研究历史
自20世纪70年代以来,科学家们开始 发现与癌症相关的基因,并逐渐揭示 了癌基因和抑癌基因在癌症发生和发 展中的作用。
癌基因与抑癌基因突变在肿瘤发生中的作用
肿瘤发生
癌基因和抑癌基因的突变在肿瘤发生中起着重要作用,它们的突变可以导致细胞生长、分化和凋亡等 过程的异常,从而引发肿瘤的形成和发展。
预后判断
检测癌基因和抑癌基因的突变可以用于判断疾病的预后和指导治疗,一些突变的基因可能对某些治疗 手段敏感或耐药,因此了解这些突变信息有助于制定更有效的治疗方案。
04 癌基因与抑癌基因的治疗 策略
基于癌基因的治疗策略
靶向治疗
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Compare sequence to NORMAL gene
RESULT: RAS “Activation” is due to a SINGLE point mutation (gly val) at codon 12
Mouse
Drosophila
Human
+
+
+
+
+
Thus: a proto-oncogene is the NORMAL progenitor gene of a viral oncogene
1980, 1st oncogene identified
1989 Nobel Prize for Bishop and Varmus
Oncogene: an altered gene whose product can act in a dominant fashion to help
make a cell cancerous. Typically, an oncogene is a mutant form of a normal gene (proto-oncogene) involved in the control of cell growth or division.
C Isolation of Retroviral Transforming Genes
RSV (gag, pol, env, src)
RSV (td: gag, pol, env)
R.T.(1975 Nobel)
cDNA
genomic RNA
gag, pol env src
Denature and Hybridize 1975,1977
一、癌基因 Oncogene
1.癌基因的发现
Virus and Cancer
A Non-Transforming (Avian Leukemia Viruses, ALV)
Ellerman and Bang, 1908 1, Induce leukemia after long latency periods 2, Do not “transform” tissue culture cells
gag, pol, env
unhybridized sequences
hybridized sequences
src
gag, pol, env
Cont.
Src (v-onc, viral oncogene) probe
RSV-Infected CEF (+ control)
“Normal” chick DNA
癌生物学课程
癌基因与抑癌基因 Oncogene & Tumor Suppressor Gene
提纲
一、癌基因
二、抑癌基因 三、癌基因/抑癌基因与多步骤癌变 四、癌基因/抑癌基因的鉴定
肿瘤发生机理
物理因子 化学因子 生物因子,如病毒
遗传物质改变
正常细胞
癌细胞
➢ a genetic disease characterized by uncontrolled cell growth
Proto-oncogene (c-onc): a normal cellular form of a gene that controls cell
proliferation and can be converted into a cancer-promoting gene by mutation, whose continued activation leads to continued signal transduction, and whose aberrant expression or activity may contribute to tumorigenesis .
D Activated Proto-oncogenes from DNA transfection
Human Bladder Tumor cell line DNA
Isolate high MW DNA
Restriction endonuclease
Isolate DNA fragments
Transfection
B
Transforming (Sarcoma Viruses, RSV)
Peyton Rous, 1911 -cell free lysates could induce sarcomas in other chickens
1,Acute; 2,Transform cultured cells
病毒致癌-- Nobel Prize! 1966
NIH 3T3 fibroblasts
Hale Waihona Puke TransformationIsolate DNA (>99% mouse + 8-10 human genes)
Transformation
Identify Human DNA
Cont.
Use Alu probe Isolate Human DNA
RESULT: A SINGLE human gene is responsible for transforming capability Sequencing
1st human oncogene mutation Ras G12V was identified !
1982, Robert Weinberg, etc three groups
2.癌基因定义 Definition
Viral Oncogene (v-onc): a gene carried by a tumor virus (RNA or DNA), the expression of which is necessary and sufficient to induce transformation in tissue culture cells and tumors in the appropriate animal. V-onc is encoded by cellular sequences that have become inserted into the viral genome.