分子病与先天性代谢病培训课件.ppt
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- 分子病 先天性 代谢 培训 课件
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。本章重点内容提示本章重点内容提示1 1、概念:分子病、血红蛋白病、概念:分子病、血红蛋白病2 2、血红蛋白的类型、发育演变及遗传控制、血红蛋白的类型、发育演变及遗传控制3 3、异常血红蛋白病发病的分子基础、异常血红蛋白病发病的分子基础4 4、地中海贫血的基因型及临床类型地中海贫血的基因型及临床类型5 5、地中海贫血发病的分子基础地中海贫血发病的分子基础6 6、先天性代谢病:病名,酶缺陷,遗传方式、先天性代谢病:病名,酶缺陷,遗传方式 7
2、7、LDLLDL受体基因突变的功能类型受体基因突变的功能类型2文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。第一节第一节 分子病分子病分子病(分子病(Molecular Disease):基因突变导致蛋白质分子):基因突变导致蛋白质分子质质和量的异常和量的异常,从而引起机体功能障碍的一类疾病。,从而引起机体功能障碍的一类疾病。1949年,年,Pauling等在研究镰状细胞贫血时提出等在研究镰状细胞贫血时提出分子病分子病的概念。的概念。血红蛋白病(血红蛋白病(Hemoglobinopathy):由于):由于珠蛋白分子珠蛋白分子结构或结构或合成量的异常所引起的疾病合
3、成量的异常所引起的疾病。血红蛋白病血红蛋白病是人类研究分子病的最好模型。是人类研究分子病的最好模型。3文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。本节内容阐述本节内容阐述n血红蛋白的结构与功能血红蛋白的结构与功能n珠蛋白基因的结构及表达珠蛋白基因的结构及表达n珠蛋白基因表达调控珠蛋白基因表达调控n血红蛋白病血红蛋白病4文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。血红蛋白的分子结构血红蛋白的分子结构 血红蛋白四聚体血红蛋白四聚体血红蛋白单体血红蛋白单体4 4珠蛋白链珠蛋白链血红素血红素 类类 链链(、)类类 链链(、)5文档仅供
4、参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。一级结构一级结构类类 链(链(141141个氨基酸)个氨基酸)类类 链(链(146146个氨基酸)个氨基酸)6文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。二二 级级 结结 构构螺旋螺旋 折叠片层折叠片层 7文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。三级结构三级结构四级结构四级结构8文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。血红蛋白的发育演变血红蛋白的发育演变9文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系
5、网站或本人删除。血血 红红 蛋蛋 白白 类类 型型10文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。胚胎胚胎Hb:Hb Gower 2 2 Hb Gower 2 2 Hb Portland 22 胎儿胎儿Hb:Hb F 22 成人成人Hb:Hb A 2 2 95%Hb A2 2 2血血 红红 蛋蛋 白白 类类 型型11文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。正常成人血红蛋白正常成人血红蛋白12文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。血红蛋白的遗传基础血红蛋白的遗传基础珠蛋白基因珠蛋白基因
6、 珠蛋白基因簇珠蛋白基因簇 人类珠蛋白基因分为人类珠蛋白基因分为 珠蛋白基因簇珠蛋白基因簇 重点掌握基因定位、排列顺序重点掌握基因定位、排列顺序13文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。珠蛋白基因簇珠蛋白基因簇(16p13)5-2-1-2-1-2-1-1-314文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。珠蛋白基因簇珠蛋白基因簇(11p15)15文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。珠珠 蛋蛋 白白 基基 因因53 Exon1 IVS-1 Exon2 IVS-2 Exon3起源相同
7、、结构相似、功能相关起源相同、结构相似、功能相关16文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。珠蛋白基因表达珠蛋白基因表达17文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。珠蛋白基因表达特点珠蛋白基因表达特点 发育阶段特异性发育阶段特异性 基因簇上的基因基因簇上的基因53 顺次表达、关闭顺次表达、关闭 合成场所特异性合成场所特异性 卵黄囊卵黄囊胎肝胎肝骨髓骨髓 表达数量协调性表达数量协调性 类类、类、类链的表达维持链的表达维持1:11:1的比例的比例 总之,珠蛋白基因在表达时空的遗传控制上具总之,珠蛋白基因在表达时空的遗传控制
8、上具有精确的协调性。有精确的协调性。18文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。血血 红红 蛋蛋 白白 病病(Hemoglobinopathy)由于由于珠蛋白分子结构或合成量异常珠蛋白分子结构或合成量异常所引起的疾病称为所引起的疾病称为血红蛋白病。血红蛋白病。血红蛋白病分为两大类:血红蛋白病分为两大类:(1 1)异常血红蛋白病异常血红蛋白病 (2 2)地中海贫血地中海贫血19文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。20文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。异异 常常 血血 红红
9、蛋蛋 白白 病病 由于由于珠蛋白基因突变珠蛋白基因突变导致珠蛋白肽链结构异常,导致珠蛋白肽链结构异常,如有临床表现者称为异常血红蛋白病。如有临床表现者称为异常血红蛋白病。主要类型:主要类型:(1 1)镰状细胞病)镰状细胞病 (2 2)不稳定血红蛋白病)不稳定血红蛋白病 (3 3)血红蛋白)血红蛋白M M病病 (4 4)氧亲和力改变的血红蛋白病)氧亲和力改变的血红蛋白病21文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。镰镰 状状 细细 胞胞 病病 遗传方式:遗传方式:AR 形成原因:形成原因:链第链第6位谷氨酸被缬氨酸取代位谷氨酸被缬氨酸取代,形,形 成成HbS。
10、在缺氧情况下,。在缺氧情况下,HbS聚合形成长棒状聚合形成长棒状 聚合物,使细胞镰变,引起血粘度增高,导致聚合物,使细胞镰变,引起血粘度增高,导致 血管梗阻性继发症状。血管梗阻性继发症状。HbSHbS 镰状细胞病镰状细胞病 HbAHbS 镰形细胞性状镰形细胞性状 HbAHbA 正常人正常人22文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。镰镰 状状 细细 胞胞 病病23文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。24文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。临床症状临床症状:血管梗阻性继发症血
11、管梗阻性继发症状:一 过 性 剧 痛状:一 过 性 剧 痛(肌肉、骨骼和腹(肌肉、骨骼和腹痛)痛)急性大面积组织损急性大面积组织损伤:心梗,肺、肾伤:心梗,肺、肾脏损伤;脏损伤;慢性溶血性贫血慢性溶血性贫血 25文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。26文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。27文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。治疗:药物 儿童 氨苄青霉素预防性治疗 成人重症 羟基尿(hydroxyurea)升高HbF 输血和吸氧 骨髓移植 基因治疗28文档仅供参考,不能
12、作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。杂合子优势杂合子优势 疟疾疟疾29文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。不不 稳稳 定定 血血 红红 蛋蛋 白白 病病 遗传方式:遗传方式:AD(不完全显性)(不完全显性)临床表现:临床表现:Hb不稳定容易自发变性,形成的珠蛋白小体(不稳定容易自发变性,形成的珠蛋白小体(Heinz小小体)粘附在细胞膜导致阳离子通透性增加,同时红细胞变体)粘附在细胞膜导致阳离子通透性增加,同时红细胞变形性降低,通过微循环时导致血管内、外溶血。形性降低,通过微循环时导致血管内、外溶血。代表疾病:代表疾病:Hb Br
13、istol 形成原因:形成原因:链第链第67位缬氨酸被天冬氨酸取代位缬氨酸被天冬氨酸取代 临床症状:先天性溶血性贫血、黄疸、脾肿大临床症状:先天性溶血性贫血、黄疸、脾肿大30文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。血血 红红 蛋蛋 白白 病病 M 病病(遗传性高铁血红蛋白病)(遗传性高铁血红蛋白病)形成原因形成原因:肽链中与血红素铁原子连接的组氨酸发生肽链中与血红素铁原子连接的组氨酸发生替代,导致部分铁原子呈稳定的高铁状态。替代,导致部分铁原子呈稳定的高铁状态。临床表现临床表现:紫绀和继发性红细胞增多紫绀和继发性红细胞增多 遗传方式遗传方式:ADAD31文
14、档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。氧亲和力改变的血红蛋白病氧亲和力改变的血红蛋白病 形成原因形成原因:由于珠蛋白基因突变致由于珠蛋白基因突变致Hb肽链上氨基酸发肽链上氨基酸发生置换,致使生置换,致使Hb分子与氧的亲和力增高或降低,分子与氧的亲和力增高或降低,运输氧功能改变。运输氧功能改变。临床表现临床表现:红细胞增多症红细胞增多症(氧的亲和力增高)或紫绀紫绀(氧的亲和力降低)32文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。异常血红蛋白病的分子基础异常血红蛋白病的分子基础 珠蛋白基因突变珠蛋白基因突变 主要类型:主要类型
15、:(1)单个碱基置换单个碱基置换 (2)移码突变移码突变 (3)密码子的缺失和插入密码子的缺失和插入 (4)融合基因融合基因33文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。单单 个个 碱碱 基基 置置 换换 错义突变错义突变35文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。单单 个个 碱碱 基基 置置 换换 无义突变无义突变 DNA 144 145 146 147 Hb A AAG UAU UCG UAA Hb McKees-Rock AAG UAA
16、PROTEIN 144 145 146 147 Hb A 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 精氨酸精氨酸(终止)(终止)Hb McKees-Rock 赖氨酸赖氨酸(终止)(终止)36文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。终止密码突变终止密码突变单单 个个 碱碱 基基 置置 换换 DNA 139 140 141 142 143Hb A AAA UAC CGU UAA GCUHb Constant-Spring AAA UAC CGU CAA GCU PROTEIN 139 140 141 142 143Hb A 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 精氨酸(终止)精氨酸(
17、终止)Hb Constant-Spring 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 精氨酸精氨酸 谷酰胺谷酰胺 丙氨酸丙氨酸-17237文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。移移 码码 突突 变变38文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。密码子的缺失或插入密码子的缺失或插入39文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。融融 合合 基基 因因不等交换不等交换 融合基因融合基因Hb LeporeHb anti-Lepore 不稳定不稳定 地贫地贫40文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有
18、不当之处,请联系网站或本人删除。地地 中中 海海 贫贫 血血 由于由于珠蛋白基因缺失或突变珠蛋白基因缺失或突变导致某种珠蛋白链导致某种珠蛋白链合成障碍,造成合成障碍,造成 链和链和 链合成失去平衡而导致的溶链合成失去平衡而导致的溶血性贫血称为地中海贫血血性贫血称为地中海贫血。主要类型主要类型 (1)地中海贫血地中海贫血 由于由于 珠蛋白基因的缺失或缺陷,使珠蛋白基因的缺失或缺陷,使 链的合成受链的合成受到抑制而引起的溶血性贫血。到抑制而引起的溶血性贫血。(2)地中海贫血地中海贫血 由于由于 珠蛋白基因的缺失或缺陷,使珠蛋白基因的缺失或缺陷,使 链的合成受链的合成受到抑制而引起的溶血性贫血。到抑
19、制而引起的溶血性贫血。41文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。地地 中中 海海 贫贫 血血42文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。地地 中中 海海 贫贫 血血 +地贫:一条地贫:一条16号染色体缺失号染色体缺失1个个 基因基因 0地贫:一条地贫:一条16号染色体缺失号染色体缺失2个个 基因基因43文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。临床类型临床类型类类 型型症症 状状正常人正常人静止型静止型+地贫杂合子地贫杂合子无症状无症状轻轻 型型(标准型(标准型)0地贫杂合子地贫杂
20、合子轻度贫血轻度贫血+地贫纯合子地贫纯合子血红蛋白血红蛋白H H病病 0地贫和地贫和+地地贫双重杂合子贫双重杂合子溶血性贫血溶血性贫血Hb Barts胎儿胎儿水肿综合征水肿综合征 0 0地贫纯合子地贫纯合子胎儿水肿胎儿水肿44文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。-地中海贫血的分子基础地中海贫血的分子基础 从基因缺陷程度区分为:从基因缺陷程度区分为:缺失型缺失型和非缺失型和非缺失型 基因缺失:分为基因缺失:分为+地贫和地贫和 0地贫地贫 +地贫有:地贫有:(1)左侧缺失:)左侧缺失:缺失包括缺失包括 2基因基因 (2)右侧缺失:)右侧缺失:缺失包括缺失包
21、括 2基因基因3端和端和 1基因基因5端端 (3)东南亚缺失型:)东南亚缺失型:缺失包括缺失包括 1、2、1和和 145文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。-地中海贫血的分子基础地中海贫血的分子基础右侧缺失右侧缺失左侧缺失左侧缺失东南亚缺失型东南亚缺失型46文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。-地中海贫血的分子基础地中海贫血的分子基础 非非缺失型(缺失型(点突变点突变):):1 1 生成无功能或稳定性降低的生成无功能或稳定性降低的mRNA 无义突变无义突变 移码突变移码突变 终止密码突变终止密码突变 起始密码突
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