生物化学及分子生物学(人卫第九版)-27组学与系统生物学教学文稿
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生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件
t NHGRI于2003年9月启动了DNA元件百科全书（ENCyclopedia Of DNA Elements，ENCODE）计划；该计划旨在解析人类基因组中的所有功能性元 件，内容包括编码基因、非编码基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色 体复制动力的DNA元件等 。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
生物化学与分子生物学人卫版教材全集ppt课件
生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，释放出能量供生命活动需要。能量转换是指生物体内能量的形式 转换，包括光合作用、呼吸作用等过程。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
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芳香族氨基酸的紫外吸收
.
27
目录
（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝 紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。
由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正 比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。
.
28
目录
四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白 质或活性肽
（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽
.
21
目录
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸
（亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
.
22
目录
半胱氨酸
பைடு நூலகம்
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
•胱氨酸
.
23
目录
➢ 在蛋白质翻译后的修饰过程中，脯氨酸和赖氨酸 可分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。
两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所
处溶液的酸碱度。
等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和
阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电 中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。
.
25
目录
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
.
9
目录
蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此， 只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量：
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PPT课件
37
第五节
其他组学
PPT课件
38
一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能
（一）糖组学分为结构糖组学与功能糖组学两个分支 （二）色谱分离/质谱鉴定和糖微阵列技术是糖组学研究的主要技术 （三）糖组学与肿瘤的关系密切
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39
二、脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控
（一）脂组学是代谢组学的一个分支 （二）脂组学研究的三大步骤——分离、鉴定和数据库检索
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23
（三）MPSS是以序列测定为基础的基因表达谱高通量分析新技术
大规模平行信号测序系统(MPSS)
https:///probe/docs/techmpss/
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24
三、转录组测序和单细胞转录组分析是转录组学的核心任务
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
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7
2.物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图
物理作图（physical mapping）以物理尺度（bp或kb）标示遗传标志 在染色体上的实际位置和它们间的距离，是在遗传作图基础上绘制的更为 详细的基因组图谱。
常用的物理作图方法
荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map） 限制性酶切图（restriction map） 连续克隆系图（clone contig map）
第27章
组学与系统生物医学
作者 : 杨生生 焦炳华
单位 : 海军军医大学
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1
目录
第一节 基因组学 第二节 转录组学
第6章 生物氧化(生物化学与分子生物学-人民卫生出版社第9版)
随堂测试1
1、TCA循环的脱氢及脱羧反应过程 2、有氧氧化能量的计算步骤 3、磷酸戊糖途径中间产物及最终产物 4、糖原合成和分解反应的关键酶、主要反应部位 5、糖异生的概念、主要原料和主要合成器官 6、在糖酵解途径中三个不可逆反应在糖异生过程中 所对应过程及酶 7、血糖的来源和去路
第六章 生物氧化 Biological Oxidation
➢ 泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿梭传递到复合 体Ⅲ。
➢ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
复合体Ⅲ QH2→ bL566; bH562; Fe-S; c1 →Cyt c
➢ 复合体Ⅲ的电子传递通过 “Q循环”实现。
➢ 复合体Ⅲ每传递2个电子向 内膜胞浆侧释放4个H+，复 合体Ⅲ也有质子泵作用。
ATP合酶结构组成
F1 ： 亲 水 部 分 （ 动 物 ： α3β3γδε 亚 基 复 合 体 ， OSCP、IF1 亚基），线粒体内膜的基质侧颗 粒状突起，催化ATP合成。
F0：疏水部分（ab2c9~12亚基，动物还有其他辅助 亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内膜质 子通道 。
ATP合酶结构模式图
复合体Ⅳ 细胞色素C氧化酶 162 13
血红素a，a3，
Cyt c（膜间隙侧）
CuA, CuB
* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。
NAD+和NADP+的结构
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反 应时不稳定中间产物是FMN• 。
1、TCA循环的脱氢及脱羧反应过程 2、有氧氧化能量的计算步骤 3、磷酸戊糖途径中间产物及最终产物 4、糖原合成和分解反应的关键酶、主要反应部位 5、糖异生的概念、主要原料和主要合成器官 6、在糖酵解途径中三个不可逆反应在糖异生过程中 所对应过程及酶 7、血糖的来源和去路
第六章 生物氧化 Biological Oxidation
➢ 泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿梭传递到复合 体Ⅲ。
➢ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
复合体Ⅲ QH2→ bL566; bH562; Fe-S; c1 →Cyt c
➢ 复合体Ⅲ的电子传递通过 “Q循环”实现。
➢ 复合体Ⅲ每传递2个电子向 内膜胞浆侧释放4个H+，复 合体Ⅲ也有质子泵作用。
ATP合酶结构组成
F1 ： 亲 水 部 分 （ 动 物 ： α3β3γδε 亚 基 复 合 体 ， OSCP、IF1 亚基），线粒体内膜的基质侧颗 粒状突起，催化ATP合成。
F0：疏水部分（ab2c9~12亚基，动物还有其他辅助 亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内膜质 子通道 。
ATP合酶结构模式图
复合体Ⅳ 细胞色素C氧化酶 162 13
血红素a，a3，
Cyt c（膜间隙侧）
CuA, CuB
* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。
NAD+和NADP+的结构
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反 应时不稳定中间产物是FMN• 。
生物化学和分子生物学(人卫第九版)_23DNA重组和重组DNA技术
（五）重组体的筛选与鉴定
——重组DNA分子导入宿主细胞后，可通过载体携带的选择标记或目的DNA片段的序列 特征进行筛选和鉴定，从而获得含重组DNA分子的宿主细胞
筛选和鉴定方法主要有： 1. 遗传标志筛选法
抗生素抗性筛选 插入失活/插入表达筛选 利用标志补救筛选 利用噬菌体的包装特性筛选
第一节小结
小结：
自然界DNA重组方式 主要包括： 同源重组，Holliday模式是最经典的同源重组模式 位点特异性重组 转座重组或转座，包括插入序列和转座子的重组 接合，通过细胞接触所发生的基因转移 转化，通过细胞自主摄取发生的DNA整合 转导，病毒感染介导的DNA整合 CRISPR/Cas9系统，细菌获得病毒DNA用于攻击病毒
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
三种类型： I型、II型、III型
目录
第一节 自然界的DNA重组和基因转移 第二节 重组DNA技术 第三节 重组DNA技术在医学中的应用
重点难点
掌握 1. 自然界DNA重组的基本方式 2. 重组DNA技术的基本流程 3. 载体的基本特点及分类
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
二、载体
二、重组DNA技术中常用的载体
载体（vector）
——是为携带目的外源DNA片段、实现外源DNA在受体 细胞中无性繁殖或表达蛋白质所采用的一些DNA分子
——重组DNA分子导入宿主细胞后，可通过载体携带的选择标记或目的DNA片段的序列 特征进行筛选和鉴定，从而获得含重组DNA分子的宿主细胞
筛选和鉴定方法主要有： 1. 遗传标志筛选法
抗生素抗性筛选 插入失活/插入表达筛选 利用标志补救筛选 利用噬菌体的包装特性筛选
第一节小结
小结：
自然界DNA重组方式 主要包括： 同源重组，Holliday模式是最经典的同源重组模式 位点特异性重组 转座重组或转座，包括插入序列和转座子的重组 接合，通过细胞接触所发生的基因转移 转化，通过细胞自主摄取发生的DNA整合 转导，病毒感染介导的DNA整合 CRISPR/Cas9系统，细菌获得病毒DNA用于攻击病毒
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
三种类型： I型、II型、III型
目录
第一节 自然界的DNA重组和基因转移 第二节 重组DNA技术 第三节 重组DNA技术在医学中的应用
重点难点
掌握 1. 自然界DNA重组的基本方式 2. 重组DNA技术的基本流程 3. 载体的基本特点及分类
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
二、载体
二、重组DNA技术中常用的载体
载体（vector）
——是为携带目的外源DNA片段、实现外源DNA在受体 细胞中无性繁殖或表达蛋白质所采用的一些DNA分子
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-26基因诊断与基因治疗
第26章
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
生物化学与分子生物学人卫版教材课件全集
生物化学与分子 生物学人卫版教 材课件全集
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-癌基因和抑癌基因 ppt课件
PPT课件
20
常见的抑癌基因及其编码产物
名称 TP53 RB PTEN P16 P21 APC DCC NF1 NF2 VHL WT1
染色体定位
相关肿瘤
17p13.1 多种肿瘤
13q14.2 Rb、骨肉瘤
10q23.3 胶质瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宫内膜癌
9p21
肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素瘤
PPT课件
22
2. 抑癌基因的失活机制： （1）基因突变：抑癌基因发生突变后，会造成其编码蛋白的功能或活性的丧失或降低，进而导 致癌变。 （2）杂合性丢失：杂合性丢失（loss of heterozygosity，LOH）是指一对杂合的等位基因变 成纯合状态的现象。杂合性丢失是肿瘤细胞中常见的异常遗传学现象，发生杂合性丢失的区域 也往往就是抑癌基因所在的区域。 （3）启动子区甲基化：很多抑癌基因的启动子区CpG 岛呈高度甲基化（hypermethylation） 状态，从而导致相应的抑癌基因不表达或低表达。
2. 分类：
（1）SRC家族：包括SRC、ABL、LCK等多个基因。 （2）RAS家族：包括H-RAS、K-RAS、N-RAS等成员。 （3）MYC家族：包括C-MYC、N-MYC、L-MYC等数种基因。
PPT课件
7
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
促进增殖相关基因表达 促进增殖相关基因表达
PPT课件
17
五、癌基因是肿瘤治疗的重要分子靶点
（一）BRAF 60%黑素瘤中BRAF发生突变，其第600位AA从缬氨酸突变为谷氨酸（V600E）最为常见，导致
B-Raf的持续激活。靶向药物威罗菲尼（vemurafenib）。 （二）HER2
吉林省-《生物化学》电子教案——绪论(人卫版)(中职教育).docx
生物化学精品课程第一章绪论【授课时间】0.5学时【目的要求】1.掌握生物化学的概念。
2.熟悉生物化学研究的主要内容及其与医学的关系。
3.了解生物化学的发展史。
【教学内容】1.一般介绍：生物化学发展简史2.一般介绍：当代生物化学研究的主要内容3.一般介绍：生物化学与医学【教学重点】1.生物化学、分子生物学的概念。
2.生物化学的研究内容第一章绪论(Introduction) 第一节生物化学发展简史第二节生物化学研究内容第三节生物化学与医学第一节生物化学发展简史第二节生物化学研究内容教学内容一、人体的物质组成人体-*组织器官-*细胞-*亚细胞-*化学物质。
构成人体的主要物质包括水（55%〜67% ）、蛋白质（15%〜18%）、脂类（10%~15%）、无机盐（3% 〜4%）、糖类（1%~2%）等，此外，还有核酸、维生素、激素等多种化合物。
由于蛋白质、核酸、多糖及复合脂类等都属于体内的大分子有机化合物，故简称生物分子。
二、生物分子的结构与功能人体是由生物分子按照一定的布局和严格的规律组合而成。
对生物分子的研究，重点是研究其空间结构及其与功能的关系。
结构是功能的基础，功能是结构的体现。
生物大分子的功能还可通过分子之间的相互识别和相互作用来实现。
所以分子结构、分子识别和分子间的相互作用是执行生物信息分子功能的基本要素。
三、物质代谢及其调节生命活动的基本特征是新陈代谢。
正常的物质代谢是生命过程的必要条件，推测人的一生中与环境进行的物质交换：水约60000kg.糖类10000kg.蛋白质1600kg、脂类1000kg o此外，还有其它小分子物质和无机盐类。
体内各种代谢途径之间存在着密切而复杂的关系，为使各种物质代谢途径按照一定规律有条不紊地进行，需要精确的调节来完成，若调节紊乱、物质代谢异常则可引起疾病。
物质代谢中的绝大部分化学反应由酶催化，酶结构和酶含量的变化对物质代谢的调节起着重要作用。
此外，细胞信息传递参与多种物质代谢的调节。
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（一）ENCODE是HGP的延续与深入
ENCODE的研究内容与策略
（二）ENCODE已取得重要阶段性成果
人类基因组的大部分序列（80.4%）具有功能； 人类基因组中有399,124个区域具有增强子样特征， 70,292个区域具有启动子样特征； RNA的产生和加工与启动子结合的转录因子活性密切相关； 非编码功能元件富含与疾病相关的SNP，大部分疾病的表型 与转录因子相关。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-27组 学与系统生物学
重点难点
掌握 基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等的概念及其 研究内容
熟悉 系统生物医学、分子医学、精准医学、转化医学等的内涵
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
常用的物理作图方法
➢ 荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map） ➢ 限制性酶切图（restriction map） ➢ 连续克隆系图（clone contig map）
遗传图谱与物理图谱示意
遗传图谱标示了分子标志间的相对距离，以cM标示 物理图谱标示了分子标志间的绝对距离，以kb表示
NHGRI于2003年9月启动了DNA元件百科全书（ENCyclopedia Of DNA Elements，ENCODE）计划；该计划旨在解析人类基因组中的所有功能性元 件，内容包括编码基因、非编码基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色 体复制动力的DNA元件等 。
https:///ENCODE/
（三）MPSS是以序列测定为基础的基因表达谱高通量分析新技术
大规模平行信号测序系统(MPSS) https:///probe/docs/techmpss/
三、转录组测序和单细胞转录组分析是转录组学的核心任务
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
第二节
ห้องสมุดไป่ตู้转录组学
转录组（transcriptome）:指生命单元（通常是一种细胞）所能 转录出来的全部转录本，包括mRNA、 rRNA、tRNA和其它非编 码RNA的总和。 转录组学（transcriptomics）：是在整体水平上研究细胞编码 基因（编码RNA和蛋白质）转录情况及转录调控规律的科学。
结构基因组学（structural genomics） 比较基因组学（comparative genomics） 功能基因组学（functional genomics）
一、结构基因组学揭示基因组序列信息
遗传图谱(genetic map) 物理图谱(physical map)
序列图谱(sequence map)
一、转录物学全面分析基因表达谱
大规模基因表达谱（expression profile）分析
Leukemia. 2013;27(4):992-5
二、转录组研究采用整体性分析技术
微阵列（microarray） 基因表达系列分析（serial analysis of gene expression， SAGE） 大规模平行信号测序系统（massively parallel signature sequencing, MPSS）
常用的遗传标志 ➢ 第一代多态性标记：限制性片段长度多态性-RFLP ➢ 第二代多态性标记：可变数目串联重复序列-VNTR ➢ 第三代多态性标记：单核苷酸的多态性-SNP
2.物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图 物理作图（physical mapping）以物理尺度（bp或kb）标示遗传标志 在染色体上的实际位置和它们间的距离，是在遗传作图基础上绘制的更为 详细的基因组图谱。
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相关基因的功能。
研究内容
➢ 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ➢ 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
➢ 基因组的表达 ➢ 基因组功能注释 ➢ 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
L. Yan et al. PNAS 2003;100:6263-6268
（一）通过遗传作图和物理作图绘制人类基因组草图
1.遗传作图就是绘制连锁图
遗传作图（genetic mapping）: 就是确定连锁的遗传标志位点在一条染色体上的排列 顺序及它们之间的相对遗传距离，用厘摩尔根（centi-Morgan，cM）表示，当两个遗 传标记之间的重组值为1%时，图A图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一）微阵列是大规模基因组表达谱研究的主要技术
微阵列技术的基本步骤
https:///10000533/dna-microarraytechnology/
（二）SAGE在转录物水平研究细胞或组织基因表达模式
基因表达系列分析(SAGE) /findings/index.html