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基因诊断与基因治疗

一、名词解释

1. 基因诊断 2. 分子诊断 3. 基因治疗 4. 基因添加 5. 基因失活（沉默） 6.DNA指纹

二、简答题

1、基因诊断的应用? 2、基因治疗的基本程序? 3、基因诊断的基本流程? 4、基因诊断的医学应用? 5、基因治疗的基本策略? 6、基因治疗的基本过程?

参考答案

一、名词解释

1.基因诊断：采用分子生物学的技术方法来分析受检者的某一特定基因的结构（DNA水平）或功能（RNA水平）是否异常，以此来对相应的疾病进行诊断。

2.分子诊断：应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，称为分子诊断。

3.基因治疗：是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。

4.基因添加 ： 对基因进行异位替代的方法 5.基因失活（沉默）：指特异性封闭或破坏某些有害基因的表达,达到治疗疾病的目的或导入有抑制基因表达作用的核酸，阻断治病基因的表达。

6.DNA指纹：

a.不同个体的DNA核苷酸序列不同

b.限制性内切酶切割DNA时，只切割在特定核苷酸序列的位置上；

c.核苷酸序列不同，限制性内切酶的位点便不同，切割后核苷酸片段長度也不同；

d.每個人具有自己独特的DNA核苷酸序列，故经过相同限制性内切酶切割后，每个人的DNA片段長度也就因人而异；

e.个人由于片段的长度、电荷大小的不同，经过电泳分析后，分別会停留在胶片不同的位置上，于是呈现出个人所独有的图文，故称为DNA指纹。

二、简答题

1、用于诊断下列疾病：1）遗传疾病， 2）感染性疾病， 3）恶性肿瘤，4）法医学中的应用。 2、1）治疗性基因的选择，2）基因载体的选择，3）靶细胞的选择，4）基因转移，5）外源基因表达的筛选， 6）回输体内。

3、1）核酸抽提，2）目的序列的扩增，3）分子杂交，4）信号检测。

4、1）遗传性疾病诊断和风险预测， 2）多基因常见病的预测性诊断，3）传染病病原体检测，66

4）疗效评价和用药指导，5）DNA指纹分析。

5、1）基因置换：基因置换就是用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因，使细胞内的DNA完全恢复正常状态。这种治疗方法最为理想，但目前由于技术原因尚难达到。

2）基因修复：基因修复是指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。这种基因治疗方式最后也能使致病基因得到完全恢复，操作上要求高，实践中有一定难度。

3）基因修饰又称基因增补，将目的基因导入病变细胞或其它细胞，目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。在这种治疗方法中，缺陷基因仍然存在于细胞内，目前基因治疗多采用这种方式。如将组织型纤溶酶原激活剂的基因导入血管内皮细胞并得以表达后，防止经皮冠状动脉成形术诱发的血检形成。

4）基因失活：利用反义技术能特异地封闭基因表达特性，抑制一些有害基因的表达，已达到治疗疾病的目的。如利用反义RNA、核酶或肽核酸等抑制一些癌基因的表达，抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞的分化。用此技术还可封闭肿瘤细胞的耐药基因的表达，增加化疗效果。

5）免疫调节：将抗体、抗原或细胞因子的基因导入疾人体内，改变病人免疫状态，达到预防和治疗疾病的目的。如将白细胞介素-2导入肿瘤病人体内，提高病人IL-2的水平，激活体内免疫系统的抗肿瘤活性，达到防治肿瘤复发的目的。

6）增加肿瘤细胞对放疗或化疗的敏感性：采用给予前体药物的方法减少化疗药物对正常细胞的损用力。如向肿瘤细胞中导入单纯疱疹病毒胸苷激酶基因，然后给予病人无毒性GCV药物，由于只有含HSV-TK基因的细胞才能将CGV转化成有毒的药物。因而肿瘤细胞被杀死，而对正常细胞无影响。

6、1）选择治疗基因， 2）构建携带治疗基因的载体， 3）靶细胞选择和准备， 4）靶细胞导入治疗基因， 5）治疗基因表达的检测。

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组学与医学

一、名词解释

1.基因组 2.基因组学 3.结构基因组学 4.功能基因组学 5.比较基因组学 6.转录组 7.转录组学 8.微阵列（基因芯片） 9.蛋白质组学 10.限制性片段长度多态性 11.微卫星 12.单核苷酸多态性

二、简答题

1、基因组印记是如何产生的? 2、核小体组蛋白有哪些修饰方式? 3、异染色质与常染色质的差别是什么? 4、CpG岛的一般特点? 5、为何会产生CpG岛? 6、什么是ORF? 7、基因功能检测?

8、单核苷酸多态性（SNP）特点? 9、基因组的序列组成?

参考答案

一、名词解释 1.基因组： 一个细胞或病毒所载的全部遗传信息，它代表了一种生物所具有的全部遗传信息。 2.基因组学：是阐明整个基因组结构、功能以及基因之间相互作用的科学

3.结构基因组学：以全基因组测序为目标的基因结构研究弄清基因组中全部基因的位置和结构，为基因功能的研究奠定基础。其目的是建立高分辨的遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序列图谱。

4.功能基因组学：利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地分析全部基因的功能。研究角度包括：生物学功能、细胞学功能、发育学功能等。

5.比较基因组学：利用人类基因组与模式生物基因组之间编码顺序上组织结构上的同源性，发现和克隆人类和其他物种的基因，提示基因功能，从而阐明物种的进化关系及基因组的内在结构。

6.转录组：生命单元所能转录出来的可直接参与蛋白质翻译的mRNA总和。 7.转录组学：在整体水平上研究细胞编码基因转录情况及转录调控规律的科学 8.微阵列（基因芯片）：用于大规模基因组表达谱研究、快速检测基因差异表达、鉴别致病基因或疾病相关基因的一项新的基因功能研究技术。

9.蛋白质组学：以细胞、组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质为研究对象，分68

析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，并在整体水平上研究蛋白质调控的活动规律。

10.限制性片段长度多态性：利用限制性内切酶能识别DNA分子的特异序列，并在特定序列处切开DNA分子，即产生限制性片段的特性，对于不同种群的生物个体而言，他们的DNA序列存在差别。如果这种差别刚好发生在内切酶的酶切位点，并使内切酶识别序列变成了不能识别序列或是这种差别使本来不是内切酶识别位点的DNA序列变成了内切酶识别位点。这样就导致了用限制性内切酶酶切该DNA序列时，就会少一个或多一个酶切位点，结果产生少一个或多一个的酶切片段。这样就形成了用同一种限制性内切酶切割不同物种DNA序列时，产生不同长度大小、不同数量的限制性酶切片段。后将这些片段电泳、转膜、变性，与标记过的探针进行杂交，洗膜，即可分析其多态性结果。

11.微卫星： 由短的(1～6bp)基元组成的较低程度的串联重复，以在基因组的多个位点上分散分布为特征。

12.单核苷酸多态性：在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

二、简答题

1、1)1991年TM.德切艾拉等报道， 老鼠7号染色体上中有一个称为类胰岛素生长因子Igf2的基因(insulin-like growth factorII)，该基因的突变纯合子表现为侏儒症。在杂合子中，如果突变等位基因来自父亲，表型异常。如果来自母亲，表型正常，即母源Igf2基因在子代被抑制。2）这种因为亲本来源不同而使等位基因表达模式发生改变的现象称为印记(imprinting)。它有两个特点: ①子代的两个等位基因中有一个发生沉默， 即不表达。②哪一个等位基因沉默取决于等位基因的亲本来源， 这是在哺乳动物中最早发现的表观遗传现像。 随后又在老鼠中发现另外一个基因， 即7号染色体上与Igf2紧密连锁的H19也有类似的情况， 只是表现相反， 即父源的H19等位基因在子代中不表达， 母源的H19基因在子代中正常表达。

2、1) 乙酰基化(可逆)， 2)甲基化(不可逆 )， 3)泛素化(可逆)， 4)Sumoylation(可逆)，5) 磷酸化(可逆)。

3、异染色质分布在细胞核的周缘，持久性结构，不含任何基因，总是保持致密的组成状态。包括着丝粒和端粒DNA以及其他一些区域;异染色质结构紧密，使控制基因表达的蛋白无法接近DNA。

常染色质，染色浅，基因处于活性状态，松弛，可与调控因子接触，分布在整个细胞中。 4、1)主要在脊椎动物中发现,其它种属基因组中也有CpG岛， 但特征不明显。2)绝大多数CpG岛中很少出现胞嘧啶甲基化， 因此被认为是基因转录活跃区。3)CpG岛主要分布在基因的启动子区和第一个外显子区，4)绝大多数管家基因含有CpG岛， 是寻找基因的一个指标。

CpG岛的分布：脊椎动物中CpG岛的分布有如下特点: 1）主要分布在基因的5‘端和第1个外显子区，2）人类中40%的管家基因的5‘端均含CpG岛， 3）双碱基-CpG-具回文结构，是甲基化酶作用的位点，可在回文对称的两个胞嘧啶5位碳原子上进行甲基化。 在CpG岛中-CpG-双碱基均无甲基化。

5、1)由于细胞内胞嘧啶甲基化与脱氨基事件常常发生， 导致复制时的C→A错配。在下一轮复制时原来的胞嘧啶(C)位置由胸腺嘧啶(T)取代，即发生碱基代换。 因此基因组DNA顺序进化的总趋势是A/T比例增加。2)管家基因对生物的存活极其重要， 启动子区是基因调控的主要成分， 因此很少发生可遗传的C→A的突变， 保留了较平均值更高的G/C比。

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6、开放阅读框 ORF：从mRNA 5?端起始密码子AUG到3?端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。

7、①基因失活——基因敲除：将一段无关的DNA片段用来取代某一特定的基因。原理：在一段无关片段的两侧连接与代换基因两侧相同的序列，将这一构建导入目的细胞，由于同源片段之间的重组，可使无关片段取代靶基因整合到染色体中。

②基因过表达——基因产物的不足与过量表达会破坏其它产物的平衡，并表现出生长与发育的异常。 两种技术手段：增加基因的拷贝数；采用强启动子。

8、1)理论上同一碱基位置SNP等位型式最多为，2)直接从STS测序中可寻找到 SNP，3)MIT Whitehead Institute 经分析证实, 人类基因组平均每1 kb 含有一个SNP， 估计人类基因组有300万个SNP。4)SNP与人类易感性疾病有关, 涉及药物基因组学。5)编码区SNP主要分布在密码子的第3个碱基位置。

9、1) 单一顺序: 基因组中只有单拷贝的顺序; 2) 中度重顺序: 拷贝数在1—10万, 长度50-1000 bp在基因组中分散分布; 3) 高度重复顺序: 串接排列, 拷贝数达数百万, 离心时形成卫星带.

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